Повышение качественных показателей финишной обработки винтовых поверхностей незакрепленным шлифовальным материалом камерным способом Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Долотин А.И. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НЕЗАКРЕПЛЕННЫМ ШЛИФОВАЛЬНЫМ МАТЕРИАЛОМ КАМЕРНЫМ СПОСОБОМ

Для повышения качественных показателей поверхностного слоя деталей, имеющих винтовой рабочий профиль, в процессе финишной обработки, был предложен способ обработки незакрепленным шлифовальным материалом, уплотненным внешним давлением сжатого воздуха, камерным способом [1].

Экспериментальные исследования производительности процесса обработки и формирования качественных показателей поверхностного слоя проводились на специально изготовленных образцах, имеющих винтовой профиль из стали марки 45 и 40Х. Обработка производилась электрокорундом нормальным марки 14А зернистостью 40. В качестве технологической жидкости использовался водный раствор с активными смачивателями. В результате были получены математические модели, отражающие зависимость удельного массового съема металла и шероховатости поверхности от перечисленных технологических факторов. Адекватность полученных моделей проверялась по критерию Фишера. Получены модели, отражающие зависимость шероховатости обработанной поверхности Яа и величины удельного массового съема металла q для стальных незакаленных деталей в следующем виде:

Ка = 0,03 -и“0,24 - I-°’36 - р"^79 - г°’36 ; (1) д = 1,34 - и°,17 - /°,29 - р°,58 - г°,64 . (2)

Графические зависимости, построенные по разработанным математическим моделям, представлены на рисунке 1.

Приведенные на рисунке зависимости свидетельствуют, что эффективными технологическими режимами для обработки червяков из незакаленной стали будут: скорость резания V = 90 -120 м/мин, время

обработки t = 8 - 10 мин, давление сжатого воздуха р = 0,1 - 0,14 МПа. При таких технологических режимах обработки стабильно достигается шероховатость обработанной поверхности в пределах Ra =

0,2 ...0,3 мкм, при достаточно высокой производительности процесса, составляющей 60...70 мг/см2.

Я,мг/см2

' У У

/ у У *

/ У *

/ У У ✓ ✓ ✓

/ ' у * *

4 * * *

0,06 0,08 0,1 0,12 р,МПа

------- 1= 4 мин — 1= 6 мин

а)

б)

Рисунок 1 - Влияние технологических факторов на шероховатость винтовой поверхности (а) и съем металла (а) при обработке стальных незакаленных деталей

Аналогичные экспериментальные исследования по определению влияния технологических режимов на шероховатость обработанной винтовой поверхности и производительность процесса обработки были проведены также для стальных закаленных червяков. Получены математические модели, отражающие влияние технологических режимов на шероховатость поверхности и удельный массовый съем металла при обработке стальных закаленных деталей в виде:

Ка = °,°2 - и-°31 - Г°,54 - р~°,87 - 2°,44 ; (3)

д = °,54 -и°,16 - 1°’ъ - р°,58 - 2°,64 .

(4)

Представленные ниже графические зависимости (рисунок 2) свидетельствуют, что требуемая техническими условиями шероховатость достигается при следующих технологических режимах обработки: скорость резания v = 60 - 80 м/мин, время обработки t = 4 - 6 мин, давление сжатого воздуха р = 0,7 - 0,1 МПа.

Исследования показали, что, варьируя режимы обработки можно снизить шероховатость винтовой поверхности до Ra = 0,12 .0,2 мкм.

72

67

62

57

52

47

42

37

32

1= 4 мин ______________________________ 6 мин ____________________________ 1= 8 мин — — — — -1= 4 мин 1= 6 мин

Рисунок 2 - Влияние технологических факторов на шероховатость винтовой поверхности и съем металла при обработке стальных закаленных деталей

Таким образом, при обработке деталей с винтовыми рабочими поверхностями на указанных выше режимах обработки стабильно достигается требуемое техническими условиями качество винтовой поверхности как закаленных, так и незакаленных деталей, при достаточной производительности труда, без использования трудоемких операций профилирования и правки абразивных кругов и дорогостоящего технологического оборудования.

Выполненные исследования свидетельствуют о высокой эффективности предложенной технологии. Установлены следующие режимы обработки стальных деталей: скорость резания 2-2,5 м/с, величина

давления сжатого воздуха на эластичные стенки камеры (в средней секции) 0,7-1,1 МПа, продолжительность обработки 4-6 мин. При этом достигаются следующие показатели: шероховатость до Яа = 0,2 мкм., при величине удаляемого припуска на диаметр детали до 0,04 мм.

Литература

1. Зверовщиков А.В. Способ камерной абразивной обработки и устройство для его осуществления / А.В. Зверовщиков, А.Н. Мартынов, В.З. Зверовщиков, А.И. Долотин. Патент на изобретение № 2218262, Б.И. №34,

2003.