26 февраля 2016г.
Корпусные детали составляют 27 % от общего числа деталей машиностроения. На их изготовление затрачивается до 60 % рабочего времени.
Детали представляют собой конструкцию, имеющую отверстия (Æ180-210Н6 мм), которые определяют точность изготовления всего сборочного узла [1]. Отверстия являются местами установки подшипников и к ним предъявляются высокие требования не только по точности их размеров, но и по точности их взаимного расположения. Точность изготовления деталей в значительной степени зависит от точности растачивания этих отверстий, а также от точности применяемых подшипников. Отклонение от соосности относительно общей оси при изготовлении составляет для отверстий диаметром Æ180-320 мм 3 – 5 мкм. Незначительное снижение геометрической точности поверхностей вызывает трудности при сборке и монтаже узлов [2], повышает уровень шума при их работе и существенно снижает надежность и долговечность изделий.
Существующие способы растачивания отверстий на горизонтально-расточных станках консольным инструментом не всегда обеспечивают достижение требований точности отверстий. Для анализа вопросов повышения точности растачивания и динамических характеристик процесса составлены уравнения движения с учетом основных форм колебаний узлов отделочно-расточных станков. В расчетную модель включена также подсистема приспособления, податливая в направлении подачи. Система уравнений движения имеет вид:
Результаты расчетов при варьировании вылета приспособления от 0,04 до 0,2 м с шагом 0,01 м представлены на рисунке в виде графиков изменения уровней колебаний борштанги Au при изменении скорости резания. Влияние параметров приспособления на уровень колебаний в упругой системе увеличивается с ростом вылета приспособления.
С помощью таких преобразований была разработана математическая модель для определения отклонения от соосности относительно общей оси, на основе которой построена трехмерная модель для определения влияния прогибов борштанг при подаче сжатого воздуха в аэростатические опоры на отклонение от соосности. Математическая модель имеет вид:
где х1 - давление подаваемого воздуха, МПа;
х2 – величина смазочного зазора в аэростатических втулках, мм.
Модель подразумевает два разных положения основных устройств приспособления с аэростатическими опорами:
- борштанга находится в опорах без подачи воздуха, что дает наглядный материал для анализа влияния провисания борштанг на соосность отверстий;
-
рабочее положение при включенном воздухе, что приводит к выпрямлению оси аэростатического приспособления и дает неопровержимый запас повышения точности обработки отверстий шпиндельной оси.
После построенной модели на РС задается способ нагружения борштанг, как равномерное распределение нагрузки по длине и запускается программа расчета.
Проведенные расчеты в большой степени отражают реальную связь рельефа и оси поверхности и могут способствовать более глубокому изучению механизма возникновения отклонения от соосности относительно общей оси. Полученное уравнение регрессии показывает, что оба фактора и давление подаваемого воздуха, и величина смазочного зазора в аэростатических втулках оказывают одинаковое
влияние на параметр оптимизации, так как полученные коэффициенты по абсолютной величине примерно равны. Однако характер влияния факторов различен.
Список литературы
1. Лутьянов А.В., Медведева С.И. Математическая модель динамического взаимодействия борштанг на точность растачивания отверстий корпусных деталей в приспособлениях "Актуальные направления научных исследований: от теории к практике": материалы III междунар. науч.–практ. конф. (Чебоксары, 29 янв. 2015 г.) / редкол.: О. Н. Широков [и др.]. – Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2015 г. ISBN 978-5- 906626-59-2.
2.
Назаров Ю.Ф., Марголит Р.Б., Лутьянов А.В. Особенности растачивания отверстий корпусных деталей в приспособлениях с аэростатическими опорами // Техника и технология. 2008. №3. C. ─ 7-8.
