Загрузил Нариман Халилов

Причины снижения точности обработки при сверлении

Реклама
Работу выполнил : Халилов Н.Н.
Студент группы ТМмд-11
Ульяновск 2016

Автор статьи к.т.н. В.В. Юрькевич

г.Москва МГТУ «Станкин»,
В данной статье исследованы факторы, влияющие на точность
обрабатываемого отверстия, непосредственно в процессе обработки.
Станок ,инструмент и деталь рассматривается как единая технологическая
система.
Высокоточные отверстия ( 7 и 8 квалитеты) являются конструктивными
элементами большого числа деталей и узлов современных машин.
К ним относятся отверстия под подшипники, штифты, установочные
поверхности зубчатых колес. Такие отверстия обрабатываются за
несколько технологических переходов. При этом их точность
определяется на первом переходе, которым для отверстий малого
диаметра, как правило, является сверление.
Сверление спиральными сверлами- один из из основных методов
обработки отверстий.
Большинство публикаций направлены на исследования
стойкости, производительности
обработки отверстий, технологии изготовления, конструкция и
условиям эксплуатации сверл.
Число работ, посвященных исследованию точности обработки отверстий невелико[1-3]
Это объясняется отсутствием доступа к режущим кромкам, переменной скоростью
резания и как следствие, неоднородностью стружкообразования вдоль режущих кромок,
относительно малой жесткостью сверла, наличием крутильных колебаний.
Методика измерения траекторий формообразующих элементов получила
широкое распространение [4-8].
Измерения производили на универсальном станке мод.УФ-280 в условиях реального
Резания на двух уровнях( патрон и сверла) с помощью двух бесконтактных датчиков
Перемещения , закрепленных на одном уровне. Сигнал от датчиков подавалась
на плату входа-выхода и далее на компьютер.
Пример записи показаний датчиков приведен на рис.1а
Рис 1.
Показания датчиков , на котором Хш и Уш- перемещение на уровне патрона
Хс и Ус- перемещение на уровне сверла
С помощью показаний датчиков , на специальном программном обеспечении
строиться траектория движения оси сверла при сверление отверстия.
На рисунке приведены траектории на разных глубинах.
Видно, что они изменяется по размерам и
по положению в пространстве.
Когда сверло не начало снимать стружку,
оно двигалась по траектории, описанной
кривой 1. Поэтому в начальный момент
резания ось сверла не совпадает с осью
шпинделя и отклоняется от нее на велечину
текущего радиуса траектории. Это является
первым шагом создание процесса увода
сверла.
После окончание сверление и снятие всех
формообразующих провели метрологические
измерения с помощью кругломера КД-290.
Из рассмотренных круглограмм можно
сделать вывод , что все 3 круглограммы
имеют явно выраженную трехгранность, что
вполне соответствует форме траекторий
сверла, которая имеет трехгранную форму со
скругленными вершинами углов.
1-кривая на высоте 5 мм;
2- кривая на высоте 12 мм;
3-кривая на высоте 18 мм.
Наложение траекторий показывает, что их форма практически одинакого, однако размеры
различны.
Рис.в- геометрический
Образ обработанного
отверстия в формате 3D.
Рис.г- механизм увода
сверла(1и2 – положение
оси сверла на холостом
ходу,3- увод сверла)
При врезание сверла в заготовку наблюдается повышение отклонения от круглости , которые после стабилизации процесса уменьшаются и величина разбивки сокращаются.
Процесс увода сверла после врезания конической его части продолжается( см.рис)
Механизм увода сверла также показан на рисунке г.
Виды брака
Причины брака
Способы предупреждения и
устранения брака
Перекос отверстия
Стол станка не перпендикулярен шпинделю
Попадание стружки под нижнюю поверхность
Непаралельные подкладки
Неправильная установка обрабатываемой детали
Несправные и не точные приспособления
Проверить правильность положение стола
При установки очищать стол и деталь от стружки
Сменить подкладку
Проверить крепление детали
Заменить приспособление
Смещение отверстия
Биение сверла в шпинделе
Увод сверла в сторону
Неправильная установка и слабое крепление детали
Неверная разметка детали
Устранить биение сверла
Проверить правильность заточки сверла
Проверить крепление станка
Правильно разметить деталь
Завышенный диаметр
отверстия
Увеличенная траектория оси шпинделя
Отрегулировать натяг в опорах шпинделя
Неправильные углы
или различная длина
режущих лезвий
Смещена перемычка
Во всех случаях – правильно заточить сверло
Грубообработанная
поверхность стенок
отверстия
Завышена подача сверла
Тупое или неправильно заточенное сверло
Недостаточное охлаждение или неправильнаый
состав охлаждающей смеси
Уменшить подачу
Правильно заточить сверло
Проверить крепление сверла и детали
Увеличить или заменить жидкость
Увеличение глубины
отверстия
Неправильность установки упора на глубину
Точно установить упор на заданную глубину
сверления
Увеличенная разбивка
отверстия
Несоосность сверла на оси шпинделя
Плохая заточка сверла
Использовать сверла с конусом Морзе
Правильно заточить сверло
Увеличенный увод
сверла
Увеличенное биение сверла
Использование длинных сверл
Отрегулировать натяг на опорах шпинделя
Перейти на короткие сверла
Конструктиный
эелемент
Влияние на точность
Мероприятие по повышение
точности
Угол 2 при
вершине
При увеличение угла 2 уменьшается касательная и радиальная
составляющие силы резания, действующие на главную режущую
кромку и величина крутящего момента, при этом увеличивается
осевая составляющая силы резания.
Определение оптимальных значений угла
2
Угол наклона
винтовой канавки
Увеличение угла наклона винтовой канавки способствует
повышению устойчивости к изгибным колебаниям и
улучшению отвода стружки.
Для повышение точности при заданных
условиях обработки возможно
применение сверл с увеличенным углом
наклона винтовой канавки
Ширина f ленточки
Увеличение ширины ленточки приводит к росту силы
трения и увеличения крутящего момента и в то же время к
улучшению условий центрирования сверла в отверстие
Необходимо определение оптимальной
ширины ленточки при заданных условий
обработки
Угол наклона
перемычки
С уменьшением угла до 35-45° осевая сила резания
снижается. При дальнейшем уменьшение угла она
незначительно возрастает Применение сверл с углом 35 °
вызывает огранку отверстия
При уменьшение угла возможно
повышение точности обработки
отверстия
Несимметричность
заточки сверла
Оказывает наибольшее влияние на точность сверления
отверстия, так как значительно возрастает радиальная
составляющая силы резания, которая приводит к изгибу
сверла. В результате этого увеличивается разбивка и увод
оси отверстия
Контроль симметричности заточки сверла
до обработки отверстия. При
обнаружение несимметричности
перезаточить сверло.
Вид заточки
Определяет форму поверхностей сверла и перемычки.
Осевая сила снижается с уменьшением отрицательных
передних углов на поперечной кромке, ее протяженности и
длины пути стружки до выхода в канавку. Сверла с более
выпуклой поперечной кромкой и меньшими
отрицательными передними углами лучше
противодействуют.
Возможно повышение точности
сверление при выборе сверлс
различными видами заточки, которые
образуют ряд по мере снижение точности
обработки: винтовой, планетарный,
двухплоскостной, сложно-винтовой и
конический
Продолжение на следующем слайде…
Продолжение таблицы 2
Подточка перемычки
Приводит к уменьшению осевой силы и повышению точности
сверления
Не влияет на точность сверления при
винтовом и 2-плоскостном методе заточки
сверл.
Длина сверла L
С увеличением длины сверла увеличивается смещение и увод
оси отверстия
При применения сверла меньшей длины,
возможна повышение точности обработк
Подача
При увеличение подачи точность уменьшается
При уменьшение величины подачи
возможны повышение точности
обработки
Применение
кондукторной
втулки
Применение кондукторной втулки повышает точность
обработки отверстий( особенно при несимметричной
заточки)
Целесообразно применение
кондукторной втулки при контроле
совпадение оси втулки и оси сверла
Применение СОЖ
С повышением охлаждающего эффекта Сож точность
обработки повышается, особенно у сверл быстрорежущей
стали при скоростях 5-20 м\мин
При сверление эффективно применение
СОЖ
Вибрации
технологической
системы
Способствует возникновению крутильных колебаний сверла
и колебаний в плоскости, перпенликулярной к оси сверла,
которые приводят к искажению макроформы в поперечном
сечении отверстия
Возможно повышение точности
отверстий на основе снижения вибраций
благодаря применению
антивибрационных устройств. Реж,резан.
Жесткость
тех.системы(ТС)
Увеличение жесткости ТС способствует повышению
точности обработки отверстий.Также жесткость ТС
оказывает влияние на вибрационные свойства сомой
системы
Использование более жесткого
инструентаи контроля технического
состояние станка.
Материал
инструмента
Из всех характеристик материал наибольшее значение на
процесс резания оказывает теплопроводность.
Возможно выбор сочетаний пары
инструментальный материал –
обрабатываемый материал, при котором
точность обработки отверстий
повыситься
Таким образом измерение траекторий оси сверления на разной глубине позволяет
проследить за изменением процесса формообразования при сверлении. Наглядно
было видно варьирование траекторий оси сверла при его заглублении в заготовку,
а следовательно происходит снижение обработанной формы отверстий, что,
в свою очередь приводит к изменению основных показателей точности отверстия,
увода оси отверстия и его разбивки . Рассмотрение процесса формообразования
при сверлении новых позиции позволило классифицировать виды брака, наметить
пути его устранения, а также выявить причины снижения точности и
рекомендовать мероприятия по его повышению.
1. Григорьев С.Н. Корочкин М.П., Сабиров Ф.С., Синональников В.А. Техническая
диагностика станочного оборудования автоматизированного призводства\\ Контроль.
Диагностика- 2011-№8(168)- с.48-54
2.Козочкин М.П., Сабиров Ф.С. Оперативная диагностика при металлообработке –
проблеиы и задачи// Вестник , МГТУ»Станкин»- 2008-№3.-С.14-18.
3.Кочинев Н.А., Сабиров Ф.С. Измерение динамических характеристик станков методом
импульсного нагружения// измерительная техника.-2009.-№6-С.39-41
4.Юркевич В.В. Контроль и диагностика процесса формообразования при обработке на
токарном станке//Контроль.Диагностика.-2005.-№1.-С.45-50
5.Юркевич В.В. Определение точности обработки на токарном станке//СТИН.-1999.-№4.-С.15-17
6. Юркевич В.В. Система прогнозирования точности токарных станков.// Вестник машиностроения
.-2001.-№8.-С.44-48.
Скачать