Дослідження впливу параметрів системи ВПІД на якість поверхні деталей із важкооброблюваних сталей
Автор: Шулик Олег Романович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології машинобудування
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Дана магістреська дипломна робота містить наукові дослідження та результати розробки технологічного процесу виготовлення деталі. Наукові дослідження на тему «Дослідження впливу параметрів системи ВПІД на якість поверхні деталей із важкооброблюваних сталей» та технічно дотримана побудова технологічного процесу виготовлення деталі наведена в пояснювальній записці, що складається з 6 розділів. В першому розділі проводиться літературний огляд за темою наукового дослідження, математична модель верстата та результати математичного моделювання. У другому розділі встановлюється попереднє опрацювання проектних рішень, а саме аналіз службового призначення виробу і відпрацювання конструкції виробу на технологічність. Виріб деталь корпусу РКС6-03.118. Програма випуску з завдання складає 3000 шт. Третій розділ містить розробку технологічного процесу виготовлення виробу, його техніко-економічний аналіз, і вибір основного устаткування, що є одним з важливих факторів забезпечення високого рівня технологічної підготовки виробництва нового виробу. В четвертому розділі було спроектовано та розраховано два пристрої (пристрій для точіння площин деталі, свердління та розточування отворів на токарно-гвинторізному верстаті, також контрольноний пристрій для вимірювання співвісності отворів деталі). В п?ятому розділі проведено компоновку механоскладальної дільниці. У шостому розділі доведено економічну доцільність розроблення нового техпроцесу. Пояснювальна записка містить основні розрахунки, 21 таблиць для наведення результатів однотипних розрахунків, наочності та зручності порівняння показників, а також графічні ілюстрації для пояснення тексту РПЗ, складається з 112 сторінок. До записки додаються додатки, які містять маршрутну і операційну карти, карти ескізів. Ключові слова: Технологічний процес, тип виробництва, технологічність, точність поверхні, технологічні бази, технологічний граф, припуск, розмірний аналіз, режими різання. Постановка задачі дослідження В даній роботі проводяться дослідження збірного різця із конструкційним демпфуванням енергії коливань з метою визначення впливу на амплітуду коливань збільшення значення демпфування із можливим зменшенням жорсткості інструмента. Математична модель верстата Враховуючи ту обставину, що автоколивання відбуваються в резонансі, де вплив згасання відіграє велике значення, то застосування спеціального інструменту, що призводить до збільшення опору в коливальній системі є не тільки вагомим фактором в зменшенні амплітуди автоколивань, але й фактором можливості їх виникнення взагалі, адже якщо енергія тертя буде більшою від енергії збудження, то автоколивання взагалі не виникатимуть [34,35]. Для дослідження автоколивань в системі ВПІД складемо систему диференціальних рівнянь читиримасової коливальної схеми, яка складається (рис. 2.1) із супорта, різця, деталі та шпинделя, які з’єднані між собою та станиною верстата пружними зв’язками із демпферами, що відповідає схемі класичного токарного верстата, маса станини якого є значно більшою за масу окремих його вузлів, тому їх коливання розглядатимемо відносно умовно нерухомої станини. Чотиримасова коливальна схема характерна своєю універсальністю, оскільки якщо замінити масу шпинделя на масу стола, а масу супорта на масу шпинделя то це вже буде схема фрезерного верстата, аналогічно можна описати і коливальну схему оброблюваного центра. Сучасний стан питання підвищення вібростійкості процесу різання У сучасному машинобудуванні вирішення проблеми підвищення продуктивності механічної обробки і якості оброблюваних поверхонь викликало посилення ролі оптимального використання динамічних процесів, які суттєво впливають на стійкість процесу різання в технологічних системах. Динамічна система верстата утворюється сукупністю пружної системи (ПС) верстата і процесів які виникають під час обробки різанням та їх взаємодією. ПС включає в себе верстат, пристосування, інструмент і деталь, а процеси включають різання, тертя і т.д. [1,2]. Технологічна система верстата є замкнутою. Рішення задач, пов’язаних з динамікою явищ, в першу чергу, спрямовано на забезпечення умов стійкого руху інструменту і заготовки, тобто на усунення вібрації. При цьому основним є забезпечення умов для отримання деталі з мінімальними похибками, максимальним економічним ефектом обробки та забезпечення достатньої довговічності верстата. Обов’язковою умовою отримання якісної поверхні при застосуванні високопродуктивних режимів є стійкість руху при різанні. Для цього технологічна система повинна бути вібростійкою і не допускати істотних коливань [3]. Коливання, що виникають в процесі обробки різанням, поділяються на два види [4,5]: вимушені і самозбудні. Вимушені коливання з’являються під впливом зовнішніх причин, до яких відносять: уривчастість характеру процесу різання; дисбаланс обертових частин верстата; дефекти механізмів частин верстата; нерівномірність і уривчастість припуску, залишеного на обробку; передачу коливань верстата від інших працюючих верстатів або машин. Усунення вимушених коливань не зустрічає принципових труднощів. Самозбудні коливання або автоколивання виникають при відсутності видимих зовнішніх причин. До них відносяться такі коливання, при яких змінна сила, яка підтримує коливальний процес, створюється і управляється самими коливаннями [6,7,8,9,10,11,12]. Автоколивання постійно виникають при обробці деталей. Основними причинами їх появи є: мінливість сил тертя між поверхнею по якій сходить стружка та різцем та різцем і заготовкою; нерівномірне зміцнення зрізаного шару за його товщиною; непостійність швидкості наростоутворення, що приводить до зміни товщини наросту; недостатня жорсткість системи і т.д. Щодо першопричини виникнення автоколивань в пружній системі верстата єдина точка зору відсутня. Досвідом добре підтверджується гіпотеза Н.І. Ташліцького [11,13]. Вона полягає в тому, що при врізанні леза інструменту в деталь товщина зрізаного шару зростає, а під впливом відштовхуючих сил зменшується, миттєва сила різання при врізанні буде дещо менше, а при відштовхуванні дещо більше величини миттєвої сили, відповідної миттєвої товщини зрізаного шару. Таким чином, первинним джерелом енергії збудження автоколивань при різанні є неоднозначність сили різання внаслідок запізнювання зміни сили різання при зміні товщини зрізаного шару через зближення і видалення інструменту і деталі в процесі різання. У результаті, незважаючи на короткочасність процесу врізання, він надає збудливу дію на підсистему інструмент -деталь і може при недостатній її жорсткості викликати коливання.