ШЛЯХИ ТА РЕЗЕРВИ ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ

Найбільш ефективними шляхами підвищення точності обробки є наступні.

1. Застосування прогресивних технологій і методів обробки поверхонь деталей.

Так, фірми "Mikrosa" і "Studer" (Німеччина) розробили технологію для комплексної (сполученої) обробки високоточних деталей паливної апаратури (деталей форсунок уприскування). Дана технологія дозволяє двигуну внутрішнього згоряння працювати тихіше, з більшою продуктивністю і меншою витратою палива. Висока точність геометрії деталей форсунок уприскування знижує ризик просочування палива і одночасно підвищує коефіцієнт корисної дії двигуна.

У форсунках уприскування необхідна висока точність посадки корпусу і голки форсунки (рис. 4.13), яку можливо досягти на даному етапі

Голка (1) і корпус (2) форсунки двигуна внутрішнього згоряння

Мал. 4.13. Голка ( 1 ) і корпус (2) форсунки двигуна внутрішнього згоряння

розвитку техніки вже не через певні допуски, а тільки методом зв'язаного шліфування. При цьому голка шліфується так, щоб точно підходити до діаметру отвору в корпусі форсунки, а пара деталей розглядається як єдине ціле для подальшої збірки форсунки. Дана технологія грунтується на застосуванні верстатів "Kronos S125" фірм "Mikrosa" і "Studer S12". Спочатку верстат "Studer S12" виконує внутрішнє і зовнішнє шліфування корпусу форсунки. Перш за все, шліфуються фаска і вершина на нерухомій оправці, потім зовнішня сторона між синхронно рухаються шпинделем заготовки і пінолі задньої бабки. Обидва переходу реалізуються як такі друг за другом, відхилення Δ D форми і розташування оброблюваних поверхонь становлять менше одного мікрометра.

Далі по черзі працює верстат "Kronos S125", виконуючи безцентрове шліфування голок форсунок. При цьому, підготовляючи поєднане шліфування, на відлитою заготівлі шліфується спочатку контур голки. При наступному далі зв'язаному шліфуванні направляючої, гнізда і відстані підйому в розрахунок береться розмір отвору, що відноситься до всієї деталі корпуса форсунки, з тим, щоб відшліфувати голку відповідного типорозміру. Сполучений допуск TL в даному випадку становить ± 0,5 мкм. Без центрів шліфувальний верстат "Kronos S125" спеціально розроблений для застосування техніки шліфування кругами з кубічного нітриду бору. Станина цього верстата з мінерального литва, термічно стабілізована і згладжує коливання.

Розроблені в останні роки процеси глибинного шліфування докорінно змінили підходи до обробки хвостовиків лопаток турбін з нікелевих сплавів. Нікелеві сплави є дуже чутливими до нагрівання і деформацій, які виникають при традиційному шліфуванні, тому обробка елементів хвостовика проводилася дуже повільно і ретельно, що вимагало великих витрат часу. Використовувана в даний час технологія глибинного шліфування дозволяє виконувати чорнову і оздоблювальну обробку з високою продуктивністю і точністю. На сучасних верстатах (SS-013L, Compact Master 1/2 фірми LBF-Schliff і ін.) Обробка всіх поверхонь хвостовика (рис. 4.14), без будь-якого втручання оператора, займає не більше 5 хв, що в 5-7 разів менше, ніж за традиційною технологією шліфування. З цієї причини більшість виробників лопаток турбін авіаційних двигунів в даний час використовують технології глибинного шліфування.

Глибинне шліфування дозволяє з високою точністю і якістю поверхневого шару обробляти складні фасонні поверхні деталей з важкооброблюваних матеріалів (високоміцних сталей, титанових і нікелевих сплавів). Якщо при традиційному шліфуванні для видалення припуску і забезпечення точності обробки потрібна значна кількість робочих ходів з глибиною реза-

Глибинне шліфування хвостовика лопатки турбіни

Мал. 4.14. Глибинне шліфування хвостовика лопатки турбіни:

1, 2 - шліфувальний круг; 3 - заготовка лопатки турбіни

ня порядку 0,002-0,05 мм, то при глибинному шліфуванні це досягається за 2-3 переходу при глибині різання 1-10 мм і швидкості подачі 1-5 м / хв. Зазвичай виконується один або кілька чорнових переходів (в залежності від величини видаляється припуску) і подальший чистової перехід. Продуктивність глибинного шліфування на порядок вище, ніж традиційного.

2. Використання на верстатах систем автоматичного управління точністю обробки.

Такі системи застосовуються, наприклад, при фінішній абразивній обробці валів друкарських верстатів. При обробці таких важких і великогабаритних деталей (вал друкарського верстата має діаметр до 500 мм і довжину до 1600 мм) потрібна особлива стратегія обробки. Подібні деталі прогинаються під дією своєї ваги і крутного моменту як в шліфувальному верстаті, так і в виробі. Компенсація такого прогину пізніше грає вирішальну роль для плавного переміщення паперу, для рівномірної подачі і нанесення фарби. В даному випадку технологічна задача полягає в тому, щоб зробити прецизионную обробку хромованого друкованого вала з високими вимогами до точності форми і якості поверхні. Для забезпечення високих вимог по точності фірма "Magerle" (Німеччина) розробила програмний алгоритм компенсації, за допомогою якого на верстаті вимірюються лінії прогину деталі і, в залежності від зусиль при обробці, розраховуються відповідні корекції. Шліфування проводиться на верстаті "FlexGrind" фірми "Schaudt" в автоматичному режимі по розрахованим і скоригованими параметрами. За допомогою гідростатичних напрямних верстата важкі деталі переміщаються майже без тертя, що забезпечує високу якість обробленої поверхні. Така конструкція верстата з вбудованою контрольно-вимірювальної системою гарантує забезпечення точності з допусками менше 5 мкм.

Використання систем автоматичного управління режимами обробки на металорізальних верстатах дозволяє в кілька разів знизити похибки, викликані пружними деформаціями технологічної системи від сили різання.

На верстатах з ЧПУ похибки обробки від пружних деформацій технологічної системи можна знизити також шляхом цілеспрямованого спотворення траєкторії переміщення різального інструменту щодо заготовки.

3. Застосування більш точного технологічного оснащення на операціях механічної обробки.

Підвищення точності технологічного оснащення досягається:

  • • застосуванням вібростійкою швидкодіючої оснастки з підвищеною жорсткістю для обробки без переустановлення заготівлі;
  • • оснащенням верстатів системами температурної стабілізації окремих вузлів, пристроями для автоматичного підналагодження верстата;
  • • застосуванням систем для оцінки стану ріжучого інструменту і систем автоматизованого контролю якості оброблюваної поверхні;
  • • використанням в приводах верстатів беззазорний сполучень і механізмів, що мають високий коефіцієнт корисної дії;
  • • застосуванням виброизолирующих опор і направляючих з композиційних матеріалів, які мають підвищену зносостійкість;
  • • широким впровадженням систем діагностики стану верстатного обладнання.
  • 4. Підвищення технологічної дисципліни на операціях механічної обробки , що полягає в строгому регламентування :
    • • обгрунтованості допусків на параметри точності поверхонь або осей деталей;
    • • системи заходів щодо забезпечення і контролю точності обробки на технологічних операціях виготовлення відповідальних деталей;
    • • вибору технологічного оснащення і режимів обробки;
    • • процедури калібрування і повірки систем контролю процесу обробки;
    • • системи заходів але підготовці інструменту до роботи;
    • • періодичності та змісту заходів з оцінки стану верстатів.

На закінчення слід зазначити, що для кожного конкретного технологічного процесу (або технологічної операції) доцільно виявляти свої найбільш ефективні шляхи підвищення точності обробки. Це можливо лише в тому випадку, коли технолог враховує особливості функціонування, експлуатації та налагодження наявного в цеху технологічного обладнання.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >