Ефективне формоутворення поверхонь обертання торцем круга

Abstract

Актуальність теми дослідження. Ефективність процесу шліфування поверхонь обертання при підвищенні продуктивності, покращенні, якості та енергозбереженні є проблемою, актуальною для сучасного машинобудування, яка може бути вирішеною на верстатах з ЧПК при використанні торцевого шліфування заправленим чашковим кругом.

Нові перспективні способи дають можливість керувати геометрією контакту та завантаженням локальних ділянок у межах контакту за рахунок зміни відстані між осями обертання деталі та інструмента.

Постановка проблеми. У наукових роботах, присвячених подібній тематиці, вказувалося, що кутове керування орієнтацією інструмента здатне значно підвищити продуктивність та якість обробки. Інструментом простої геометричної форми можна обробляти різноманітні форми поверхні при простих відносних рухах.

Актуальним є вибір параметрів наладки та програмного забезпечення заточувального верстата з метою ефективного впровадження нових способів шліфування.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблему ефективного формоутворення поверхонь, у тому числі обертання, при керуванні взаємною орієнтацією, зазвичай кутовою, досліджували багато вітчизняних учених, серед яких П. Р. Родин, Н. С. Равська, В. І. Кальченко та інші. Крім того, спеціалістами фірми ЮНКЕР (Німеччина) було створено спосіб та ефективне обладнання для обробки ступінчастих валів.

Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Однак на ефективність значною мірою впливають його форма круга та кінематика формоутворення. Ці питання у сучасній літературі мають лише часткове обґрунтування та потребують створення нового обладнання.

Постановка завдання. Метою цієї роботи є визначення параметрів обробки при керуванні контактом за рахунок зміни міжосьової відстані. На цій базі теоретично дослідити створені нові високоефективні способи шліфування поверхонь обертання торцем абразивного інструмента чашкової форми.

Виклад основного матеріалу. Для точного формоутворення ділянки поверхні деталі необхідно у точці контакту витримати рівність нахилу дотичних, відповідність діаметральних розмірів та накласти умови на радіуси кривизни деталі в осьовій площині та інструмента. Для обробки впалої ділянки профілю деталі у напрямку осьової подачі такими умовами є менші значення радіуса кривизни інструмента, що наближається до необхідного значення відповідної ділянки заготовки.

Ці вимоги можна забезпечити раціональним вибором діаметральних розмірів, зміною значень кута, що характеризує конус заправленого торця, відносних поздовжньої та поперечної подач. З використанням матриць перетворення координат побудовані математичні моделі поверхні круга, обробки та формоутворення на верстаті деталі з урахуванням значень поздовжньої та поперечної подач.

Висновки. Отримана система рівнянь та робочих програм, складених у пакеті програм MathCAD, дозволяють у зручному для практичного використання вигляді з урахуванням усіх кінематичних складових визначати режимні параметри та товщину зрізів з метою навантаження інструмента до граничного рівня, який визначається різальною здатністю.

Матеріали теоретичних досліджень, розрахунків та їх порівняння доводять можливість значного збільшення ефективності обробки шліфуванням поверхонь обертання заправленим на конус торцем круга.

Результати роботи можуть бути впровадженими на існуючому обладнанні після незначної модернізації, а моделювання – для оцінки теплової напруженості даних способів.