Розрахунок та розробка затискного пристрою

Опис затискного пристрою

Затискний пристрій використовується для закріплення деталі ротора УЯИШ.716624.002 на обробляючому центрі HAAS VF3 при виконанні операції фрезерування пазу.

Будова затискного пристрою

Затискний пристрій складається з плити 2, на котру встановлено корпус 32 та опора 26. До опори приєднаний пневмоциліндр, через кронштейн 50 і з’єднаний при допомозі болтів 59. У внутрішній порожнині опори 26 розміщений центр 45, котрий спряжений з обумовленої порожниною через втулку 19. Болт 38 фіксує втулку 19 від провертання, але не обмежує повздовжнього переміщення. Повздовжнє переміщення обумовленого центру забезпечує пневмоциліндр 43.

В корпусі 32 розміщується механізм ділення, котрий складається з диску 6, на котрому виконані ділення, храповика 33, ручки 17. Це все базується на товкачі, котрий спряжений з подовжувачем 18. В якому встановлений центр 22, котрий базується в подовжувачі при домозі штифту 62. Подовжувач 18 в свою чергу спряжений з фланцем 14. Для фіксації положення деталі використовують храповик, котрий фіксується при допомозі собачки 30. Для передачі обертання в механізму ділення, здійснюється при допомозі планки 11, котра входить в заздалегідь фрезерований паз.

 

Принцип роботи затискного пристрою

Деталь ротор УЯИШ.716624.002 встановлюється в центра 45 та 22 і базується по планці 22, в які розміщенні штифти 11. Переміщення центру 45 забезпечує гідроциліндр 43, а центр 22 є нерухомим.

Поворот деталі здійснюється при допомозі ділильного механізму, котрий приводиться в дію від ручки 17. Вибір необхідного положення

Рис.3.1. Затискне пристосування

 

здійснюється по диску 6, після чого храповик фіксує диск на необхідному положенні.

 

Розрахунок сил затиску

Розміщення сил які діють на деталь під час обробки отвору пазів на деталі ротора УЯИШ.716624.002 показано на рисунку 3.1.1.

 

Рис. 3.1.1. Розміщення сил під час обробки пазу.

Мкр – момент крутний; W- сила затиску; F_тер – сила тертя;

 

Складаємо рівняння рівноваги

(3.1.1)

З рівняння рівноваги визначимо значення крутного моменту:

(3.1.2)

Визначимо значення сили тертя:

(3.1.3)

Отримане значення сили тертя підставимо в рівняння 3.1.2

(3.1.4)

Приймаємо f – коефіцієнт тертя = 0,25

Далі знаходимо силу затиску деталі:

(3.1.5)

Після чого підставляємо значення крутного моменту та сили різання, котрі були розраховані в п.2.12.

 

,

де К₀ – гарантований коефіцієнт запасу, К₀ = 1,5,

К₁ – коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання через зношування ріжучого інструмента. К₁=1,3;

К₂ – коефіцієнт, що враховує вид обробки (чорнова чи чистова). К₂ = 1,0;

К₃ – динамічний коефіцієнт, що враховує виникаючі при деяких видах обробки удари. К₃ = 1;

К₄ – коефіцієнт, що враховує сталість затискного зусилля. При механізованому приводі К₄ = 1;

К₅ – коефіцієнт, що враховує зручність розміщення рукояток у ручних затискних пристроях. К₅ = 1;

К₆ – коефіцієнт, що враховує невизначеність положення заготовки через нерівності місця її контакту з опорними елементами. Для опорного елементу зі значною площею контакту К₆ = 1,5.

Підставивши числові значення у формулу отримаємо:

.

 

 

3.1.5 Варіантний вибір силових механізмів та їх приводів з силовим розрахунком

Пристрій що проектується є механічним. В якості силового приводу даного механізму виступає пневмоциліндр двосторонньої дії. Так, як шток пневмоциліндра безпосередньо тисне на пяту затискаючого центра, то Q = F_тер

Сила на штоці пневмоциліндра

Згідно визначеної сили на штоці визначаємо діаметр пневмоциліндра.

В конструкції затискного пристрою використовується пневмоциліндр штовхаючий двосторонньої дії, тобто при затиску деталі повітря з пневмосистеми потрапляє в безштокову порожнину.

см

кгс/см² – тиск повітря у пневмоциліндрі.

− ККД пневмоприводу.

Приймаємо діаметр пневмоциліндра =80мм.

Як видно з розрахунків, при однаковій силі різання, змінюючи схеми затиску деталі, ми зменшуємо силу на штоку циліндра. Це дає можливість зменшити діаметр поршня пневмоцилиндра, тим самим знизити металомісткість пристосування та його вартість.

 

3.1.6. Розрахунок міцності осі

 

Ось виготовлена зі сталі по ГОСТ 380-71. Ось не передає крутного моменту, а тільки поперечні навантаження, тому осі розраховуються на згин.

Розрахункова формула:

де: М и – згинаючий момент

[d и ]=700 допустиме напруження згину для сталей

На вісь діє сила затиску, яка з попередніх розрахунків становить

Н

Як бачимо з епюри згинаючих моментів (рис. 3.1.3.1.), навантаження діє по середині відрізка АВ, тобто реакції опор А та В рівні і становлять

Н

Рис.3.1.2 Епюра згинаючих моментів

 

Згинаючий момент в даному випадку складає

Звідси знаходимо мінімальний діаметр осі:

мм

Приймаємо d=12мм

 

3.2. Розрахунок та розробка вимірювального пристосування

3.2.1. Призначення пристосування та технічна характеристика

Пристосування використовується для перевірки діаметра кола центрів куль внутрішньої гвинтової канавки деталі гайка.

Технічна характеристика

Параметри пристосування	Значення параметра
Межі вимірювання в мм	0…1
Похибка по всій межі вимірювання в мм	0,01
Варіація в мм	0,0005
Вимірювальне зусилля в кН
Габаритні розмірив мм	150х245х50

3.2.2. Пристрій та принцип роботи

Пристрій складається з корпуса 1 і запресованої на неї головки 2, в якій кріпляться два плунжери опорних 8 і сковзають два вимірювальних плунжера 7, хід яких обмежують гвинти 9 і 10. В розточках корпуса 1 розташовані по притертій посадці шток мікрометра 3 і шток індикатора 4, які знаходяться в контакті своїми торцями з кулею 11 і мікрометром 16 і коромислом 5, розташованим на вісі 6.

Мікрометр 16 кріпиться до корпусу гвинтом 15. Коромисло знаходиться в контакті з індикатором 18, який кріпиться розрізною втулкою 20 і гвинтом 19. Хід штока 4 обмежує гвинт12, а пружини 13 і 14 забезпечують вимірювальний натяг. Мікрометр 16 представляє собою стандартний мікрометр типу МК-50 з відрізаною скобою. Рукоятка 17 призначена для утримання вимірювального пристрою в процесі вимірювання.

Принцип роботи

1. Протерти робочі поверхні вимірювального пристрою.

2. Встановити індикатор 18 так, щоб вимірювальний наконечник, його був щільно притиснутий до коромисла 5.

3. При натисканні на плунжер В стрілка індикатора 18 повинна відхилитися.

4. Повертаючи гайку мікрометра 16 вліво, відвести плунжер Г в вихідне положення (в.п.).

5. В.п. контролюється рукою при легкому натисканні на плунжер Г.

6. Встановити еталон на стіл.

7. Утримуючи вимірювальний пристрій за рукоятку 17, ввести його в отвір еталона.

8. Повертаючи гайку мікрометра 16 вправо створити вимірювальний натяг до моменту спрацювання трещітки – як при вимірюванні звичайним мікрометром.

9. Встановити шкалу індикатора 18 на „0”, використовуючи прийоми роботи подібні роботі з звичайним, стандартним нутроміром.

10. Встановити деталь, що перевіряється на стіл.

11. Увага! Не допускаються до контролю деталі брудні, які мають забоїни і задирки.

12. Повертаючи вимірювальний пристрій проти годинникової стрілки, ввести всі плунжера в профіль канавки.

13. При показаннях індикатора 0...+0,016мм, деталь вважати годною.

Для зручності користування рекомендується закрасити сектор шкали індикатора любим ярким кольором.

 

3.5. Розрахунок та розробка конструкції спеціального ріжучого інструменту.

Гідростатичний хон виконаний у вигляді полого циліндричного тіла, який перетинають кільцеві пази. Кільцеві пази утворюють поле циліндричне тіло перемінного перерізу.

Гідростатичний хон працює за наступним принципом. Тиск, який утворюється в внутрішній порожнині полого циліндричного тіла перемінного перерізу за рахунок стискання робочої рідини, призводить до деформації в радіальному напрямку та збільшення початкового діаметру.

 

Рисунок 3.3.2 – Гідростатичний хон

 

Таким чином, запропонована конструкція гідростатичного хону забезпечить регулювання розміру за рахунок пружних деформацій без будь-яких проявів статичного і кінематичного тертя в процесі регулювання.

Для підтвердження даних припущень необхідно побудувати математичну модель роботи гідростатичного хону на основі статичного аналізу. Тому, потрібно визначити сили необхідні і достатні для регулювання радіального розміру гідростатичного хону та забезпечення процесу різання. Розглянемо одну секцію гідростатичного хону перемінного перерізу затиснуту в отворі деталі див. рис.3.3.2,а.

Для визначення сил та реакцій діючих в одній секції гідростатичного хону видалимо елемент двома сумісними меридіанними перерізами і двома перерізами, нормальними до меридіану див. рис.3.3.2,б [18,19].

В зв’язку з тим, що отриманий елемент має перемінну товщину стінки, це унеможливлює його розрахунок як оболонкової форми та визначення реакцій, які виникають в точках переходу однієї товщини до іншої див. рис.3.3.2, в [18,19].

 

 

Рисунок 3.3.2 - Схема дії навантажень на одну секцію гідростатичного хону: а) схема дії навантажень на одну секцію ГСТХ; б) схема видалення елементу ГСТХ; в) видалений елемент ГСТХ під дією навантажень г) схема дії навантажень на одну секцію ПГХ в поперечному перерізі; 1 – оброблюєма деталь; 2 – одна секція ГСТХ; d – діаметр внутрішньої порожнини ГСТХ; D – діаметр отвору, що оброблюється; t – товщина стінки меншого перерізу; t1 – товщина стінки більшого перерізу; ρ – тиску у внутрішній порожнині ГСТХ; q – постійне навантаження; l – довжина ребра;

 

Припустимо, що найбільш вдалим способом розрахунку подібного елементу є представлення його у вигляді балки перемінного перерізу див. рис.3.3.2, г.

Отримана балка буде статично невизначеною, тому необхідно привести її до балки з єдиним перерізом. На кінці балки накладемо моменти затиску, це пов’язано з конструктивною особливістю ГСТХ. Місця зміни величини перерізу замінимо опорами див.3.3.3,а.

Рисунок 3.3.3 - Проекція поперечного перерізу ГСТХ у вигляді балки з діючими силами: а) схема сил діючих в поперечному перерізі ГСТХ б) проекція поперечного перерізу ГСТХ у вигляді балки; 1 – пружна лінія балки; 2 – епюра моменту вигину; М₁,М₂ – моменти затиску; R_А – реакція опори в точці А; R_В – реакція опори в точці В; l – довжина секції; q – постійне навантаження;

 

Після перетворень отримаємо трисекційну балку див. рис.3.3.3, б. У відповідності до вимог рівноваги складемо рівняння опорних реакцій.

(3.3.1)

де l – довжина секції;

q – постійне навантаження;

М₁ – моменти затиску;

М₂ – моменти затиску;

R_В – реакція опори в точці В;

 

(3.3.2)

де R_А – реакція опори в точці А;

 

(3.3.3)

 

З рівняння 1 визначимо значення реакцію опори R_В

(3.3.4)

 

А з рівняння.2 визначимо значення реакції опори R_А

(3.3.5)

 

Далі, для побудови епюр моменту вигину М_х розділимо балку умовно на три секції. Отже, рівняння першої частини буде мати наступний вигляд:

(3.3.6)

де х₁ – довільна точка в першій секції;

 

Далі визначимо момент вигину на другій секції.

(3.3.7)

де х₂ – довільна точка другой секції;

Визначимо момент вигину третьої секції.

(3.3.8)

де х₁ – довільна точка в першій секції;

 

На основі отриманих рівнянь побудуємо епюру моментів вигину див. рис. 3.3.3, в. На основі рівнянь моментів вигину визначимо рівняння пружної лінії кожної секції. Визначимо рівняння першої секції.

(3.3.9)

де Е – модуль пружності матеріалу;

J – момент інерції;

С – постійна зміна;

у₁ – значення зміни положення секції в напрямку вісі Y.

 

Після математичних перетворень і підстановки значення реакції R_A та моменту М₁ отримаємо наступне рівняння пружної лінії першої секції.

(3.3.10)

Визначимо рівняння пружної лінії другої секції.

(3.3.11)

Так само перетворимо отримане рівняння та підставимо значення реакцій опор.

(3.3.12)

Рівняння пружної лінії третьої секції буде ідентичним до рівняння першої секції. Це пов’язано тим, що момент М₁ дорівнює моменту М₂ а реакція в точці А R_A дорівнює реакції опори в точці В R_B.

На основі отриманих рівнянь побудуємо пружну лінію балки див. рис. 3,в.

Сумістимо отриману пружну лінію балки з профілем поперечного перерізу див. рис.4 та побудуємо її еквідістанту до профілю.

При побудові еквідістанти пружної лінії 3, будемо її відкладати від нейтральної вісі 4. Нейтральна вісь 4 в кожному перерізі від котрого відраховують пружну лінію, проходить через центр ваги 5.

Для того щоб отримати еквідістанту до пружної лінії 2, необхідно розділити профіль поперечного перерізу гідростатичного хону на три частини в залежності від товщини. Для кожної секції будуємо еквідістанту.

Рисунок 3.3.4 - Схема суміщення пружної лінії з профілем поперечного перерізу гідростатичного хону;1 - контур поверхні до деформації; 2 – еквідістанта до пружної лінії; 3 - пружна лінія; 4 – нейтральна вісь; 5 – центр ваги; Δd - приріст діаметру меншого перерізу; Δd - приріст діаметру в точці зміни величини перерізу;ΔD - приріст діаметру більшого перерізу

Враховуючи отриману еквідістанту до пружної лінії можливо припустити, що це буде контур поверхні поперечного перерізу гідростатичного хону після деформації.

 

3.6. Контрольно – вимірювальні пристрій для деталі втулки УЯИШ.713354.010

Контрольно – вимірювальні пристрої (КВП) – це спеціальні прилади, що призначенні для контролю лінійних та кутових розмірів, відхилень дійсної форми від заданої, відхилень точності взаємного розміщення поверхонь, величини зазорів і натягів у складальних одиницях, тощо.

Контрольні пристрої використовують на різних стадіях технологічного процесу для визначення параметрів заготовок та операційних розмірів, контролю готових деталей, визначення функціональних показників вузлів та виробів (крутних моментів, частоти обертання, потужності, продуктивності, тощо).

Даний контрольний пристрій призначений для контролю співвісності отвору Ø12Н9 та зовнішньої циліндричної поверхні втулки.

Ескіз контрольованої деталі зображений на рисунку 3.6.1.

Рисунок 3.6.1 − Ескіз контрольованої деталі.

 

Розробка схеми вимірювання

Схема вимірювання биття зовнішньої циліндричної поверхні відносно отвору Ø12Н9 зображена на рисунку 3.6.2.

Контрольний пристрій складається з таких частин:

1 – контролюєма деталь

2 – циліндричний палець

3 – обертаєма основа циліндричного пальця

4 – стойка для циліндричного пальця

5 – стойка для індикатора годинникового типу

6 – індикатор годинникового типу ИЧ2 ГОСТ 577−68

7 – рухоме кріплення індикатора годинникового типу

8 – основа вимірювального пристрою

9 – гайка для регулювання висоти розміщення індикатора

Рисунок 3.6.2 – Схема вимірювання биття зовнішньої циліндричної поверхні відносно отвору Ø12Н9.

На основі вимірювального пристрою 8 розміщені стойка для циліндричного пальця 4 та стойка для індикатора годинникового типу 5. На стойці для циліндричного пальця 4 розміщена обертаємо основа для циліндричного пальця 3. На стойці для індикатора годинникового типу 5 розміщене рухоме кріплення для індикатора годинникового типу 7. На рухомому кріпленні для індикатора 7 встановлений індикатор годинникового типу ИЧ2 ГОСТ 577−68 (6).

Встановлюємо вимірювальну деталь 1 на циліндричний палець 2. Розміщаємо рухоме кріплення індикатора годинникового типу 7 над контролюємою поверхнею деталі 1 так, щоб щуп індикатора годинникового типу 6 торкнувся вимірювальної поверхні. Для зручності розміщення індикатора годинникового типу передбачена гайка для регулювання 9. Потім циферблат індикатора годинникового типу 6 треба виставити на нуль. Тоді потрібно провернути на 360º навколо своєї вісі обертаєму основу для циліндричного пальця 3. Одночасно потрібно дивитися на показання індикатора годинникового типу 6, щоб вони не перевищували допустимі відхилення.

Обрана схема вимірювання, за рахунок забезпечення надійного базування контрольованої деталі (на циліндричний палець), забезпечує принцип сумісності конструкторської та технологічної баз, отже похибка базування відсутня.

Перевірка працездатності контрольного пристрою

Основна умова працездатності проектованого пристрою вимагає щоб сумарна похибка вимірювання за допомогою пристрою не перевищувала допустиму:

.

мм=10.75мкм,

де: мм –допуск на розмір отвору Ø12Н9мм.

Значення необхідно розрахувати за результатами її складових за формулою:

, мкм.

Визначаємо значення складових елементів похибки вимірювання:

K =1 – коефіцієнт що враховує розсіювання значень при контролюванні допуску взаємного розміщення поверхонь;

− похибка базування деталі;

мкм − похибка встановлення деталі на циліндричний палець до торцевого упору;

мкм – конструкцією вимірювального пристрою передавальні елементи не передбачені;

мкм – похибка важільної передачі для важеля на пружині;

мкм – похибка відліку (де мм(10мкм) – ціна поділки індикатора часового типу ИЧ2 ГОСТ 577−68.);

мкм – похибка вимірювальної головки;

мкм – похибка встановлення вимірювального засобу.

Підставивши знайдені значення виконуємо розрахунок похибки вимірювання :

мкм.

Умова виконується (4.9<10.75мкм), отже обраний контрольний пристрій можна використовувати для вимірювання.

 

 

4. Дослідна частина

Вплив попередньої макронерівностей на процес хонінгування отворів.

4.1 Визначення основник показників процесу хонінгування

Головною задачею процесу хонінгування є підвищення точності та якості оброблюваного отвору. Головним чином на точність та якість впливають наступні показники:

- контактний тиск в зоні обробки;

- колова швидкість хонінгувальної головки;

- швидкість зворотно-поступального руху хонінгувальної головки;

- матеріал різальної частини та вид зв’язки.

Першими трьома показниками можливо варіювати в процесі обробки. Але слід зазначити, що колова та зворотно-поступальна швидкість пов’язані між собою. Сукупність даних швидкостей обумовлює створення сітки слідів на оброблюваній поверхні, що впливає на шорсткість. Тому будемо розглядати як співвідношення між ними і буде визначатися за наступним рівнянням [21]:

(4.1)

де v_кол – колова швидкість хонінгувальної головки;

v_зв - швидкість зворотно-поступального руху хонінгувальної головки.

Отже детальніше розглянемо вплив на показники оброблюваної поверхні контактного тиску та співвідношення швидкостей хонінгувальної головки.

4.2 Дослідження впливу на різального матеріалу на інтенсивність процесу хонінгування.

При обробці матеріалів алмазним хонінгувальними головками на металічній зв¢язці дає можливість істотно підвищити точність обробки, знизити витрату алмазів, в десятки разів збільшити глибину обробки без зниження продуктивності.

Руйнування абразивного шару при хонінгуванні відбувається внаслідок виникнення мікро - та макротріщин та розповсюдження їх на деяку глибину. Перетинаючись між собою вони утворюють послаблений шар, який легко руйнуєть. При вдавлюванні одиничного індентора або алмазного зерна радіусом r в поверхню зразка з критичною силою Р_к спочатку утворюється кільцева тріщина діаметром d, яка визначається за рівнянням 4.1, яка переходить в подальшому в конусоподібну. Глибина розповсюдження тріщин залежить від прикладеного навантаження, стану поверхневого шару та властивостей матеріалу.

(4.2)

де Р_к – критична швидкість;

r – радіус алмазного зерна;

Е – модуль пружності матеріалу

Найбільш можливе розповсюдження мікротріщин – вздовж траєкторій дотичних напруг, що представляють собою логарифмічну спіраль. При зміні швидкості руху зерна від 3 до 300 мм/с картина напруг в пружному матеріалі значно змінюється.

Ефективність хонінгування отворів при використанні алмазних брусків на металічній зв’язці істотно залежить від фізико-хімічного складу та властивостей матеріалів, котрий оброблюється, конструкцій хонінгувальної головки, умов та режиму обробки. При збільшенні питомого тиску в гідростатичному хоні, що призводить до збільшення радіального розміру значно впливає на інтенсивність обробки V значно зростає.

При обробці отворів (рис. 4.1.) V= f(p) має оптимум, причому зниження окружної швидкості v інструменту викликає зменшення продуктивності та зміщення оптимального значення p в сторону більших значень.

При розгортанні інструментом з алмазів А зернистістю 160/125 зі швидкістю v=1,5м/c має місце приблизна залежність V=963+399p-38,7p²+ +1,12p³ -8,9*10^-4p⁴. При зростанні p якість оброблюванної поверхні погіршується і зростає знос q інструменту.

Рис. 4.1. Залежності продуктивності V, подачі s, зносу інструменту q та шорсткості Ra від статичного навантаження p.

 

При хонінгуванні алмазними брусками з зернистістю 160/125 зі швидкістю v=1,5м/c визначається наступним рівнянням:

V=963+399p-38,7p²+1,12p³ -8,9*10^-4p⁴ (4.3)

В процесі дослідження використовувався гідростатичні хони характеристика, котрих наведена нижче:

 

Характеристика гідростатичний хон.

Концентрація алмазів, яка рекомендується в зв`язці при обробці отворів з чавуну К=100%. Найкращі ріжучі властивості показали інструменти на металічних зв`язках М1 та М5-10. з алмазами марок А, САМ та АСК. При обробці отворів найбільша продуктивність отримана при роботі з інструментом зернистістю 250/200, а мінімальний знос – при зернистості 160/125. Шорсткість поверхні при алмазному розгортанні майже не залежить від кутової швидкості, статичного навантаження та концентрації алмазів, а визначається в основному хвилинною подачею та зернистістю алмазів. Так для досягнення шорсткості Ra 0,63 зернистість алмазів повинна становити 65/50 – 50/40, а хвилинна подача 20 мм/хв.

Гідростатичні хони забезпечують фінішну обробку отворів з геометричними характеристиками та допуском не більше 1 – 2 мкм, що гарантує повну взаємозаміну та надійну роботу золотникової пари.

При обробці гідростатичними хонами застосовується звичайний верти-кально-свердлувальний верстат, не потребує тривалої підготовки верстатника, повністю виключається брак.

Конструкція гідростатичного хона представлена в розділі 3.3.

Режими обробки

Число обертів шпинделя верстата n = 180 об/хв.

Подача – ручна 0,5 – 1,5 м/хв

Швидкість різання 10 -20 м/хв

Максимальне зняття шару:

- для чорнової обробки чавуну 20 мкм

зерном АС15 80/63

- для чистової обробки чавуну 10 мкм

зерном АСМ 40/28

При алмазному розгортанні обов`язкове застосування МОР ОСМ1.

4.3 Аналіз визначення взаємодії інструмента з оброблюємою поверхнею

Постала проблема визначення найоптимальніший метод усунення геометричної похибки в поперечному перерізі при відділковій алмазно-абразивній обробці, тому необхідно провести аналіз взаємодії інструмента з оброблюємою поверхнею.

Необхідно визначити ряд факторів за якими проводити аналіз, а саме вид відхилення від геометричної поверхні, номер базисної функції геометричного відхилення, характер взаємодії та номінальну зону контакту.

Для дослідження було прийнято за основу чотири основні види найрозповсюдженішої геометричної похибки, а саме еліпс, огранка з трьома та п’ятьма гранями і довільна форма відхилення [31].

Аналіз проведемо на основі такого геометричного відхилення, як огранка з трьома гранями.

Почнемо дослідження з взаємодії хонінгувальної головки (в подальшому ХГ) з поверхнею, яка має обумовлене геометричне відхилення (рис.4.2). Дане геометричне відхилення описується базисною функцією під номером три.

Рис.4.2. Взаємодія ХГ з поверхнею з геометричним відхиленням у вигляді огранки з трьома гранями. 1 – Геометричне відхилення у вигляді огранки з трьома гранями; 2 – ХГ; 3 – Розтискний клин.

 

Характер взаємодії між ХГ та оброблюємою поверхнею буде відбуватися між двома опозитними найближче розташованими частинами двох поверхонь, які розташовані під кутом котрий визначений геометричним відхиленням поверхні. Даний кут буде знаходить в межах від 0 до 2π [24]. В даному випадку даний кут буде дорівнювати .

Для визначення номінальної зони контакту необхідно визначити площу контакту між поверхнями з використанням наступного рівняння [25]:

(4.2)

де ρ_п – питомий тиск в зоні обробки;

d_пр – приведений діаметр;

E_пр – приведений модуль пружності;

 

Визначимо приведений діаметр, який визначається за наступник рівнянням:

(4.3)

де d_дет – діаметр деталі;

d_хг – діаметр хонінгувальної головки.

 

Далі визначимо приведений модуль пружності, котре буде визначатися за наступним рівнянням:

(4.4)

де Е_дет – модуль пружності деталі;

Е_хг – модуль пружності хонінгувальної головки.

 

Необхідно визначити модуль пружності хонінгувальної головки:

(4.5)

де Е_бр – модуль пружності алмазного бруска;

Е_нап – модуль пружності направляючої;

Е_кр – модуль пружності розтискного клина.

 

Далі проведемо аналіз для алмазної розвертки. Схема взаємодії приведена на рис. 4.3.

Рис.4.3. Взаємодія алмазної розвертки з поверхнею з геометричним відхиленням у вигляді огранки з трьома гранями. 1 – Геометричне відхилення у вигляді огранки з трьома гранями; 2 – Алмазна розвертка; 3 – Розтискний клин.

 

Характер взаємодії між алмазною розверткою та оброблюємою поверхнею буде відбуватися між двома опозитним найближче розташованими частинами двох поверхонь, які розташовані під кутом .

Номінальна зона контакту буде визначатися за рівнянням 4.2. Але слід зазначити рівняння модулю пружності алмазної розвертки буде визначатися за наступним рівнянням:

(4.6)

де Е_бр – модуль пружності алмазного бруска;

Е_кр – модуль пружності розтискного клина.

 

Далі проведемо дослідження взаємодії пружно-гвинтового хону (в подальшому ПГХ) з оброблюємою поверхнею рис. 4.4

Рис.4.4. Взаємодія ПГХ з поверхнею з геометричним відхиленням у вигляді огранки з трьома гранями. 1 – Геометричне відхилення у вигляді огранки з трьома гранями; 2 – ПГХ; 3 – Розтискний клин.

 

Характер взаємодії між ПГХ та оброблюємою поверхнею буде відбуватися з максимально можливою адаптацією за рахунок, того що ПГХ працює на основі пружних деформацій.

Номінальна зона контакту буде визначатися за рівнянням 4.2. Але слід зазначити рівняння модулю пружності ПГХ буде визначатися за наступним рівнянням:

(4.7)

де Е_бр – модуль пружності алмазного бруска;

Е_пгх – модуль пружності матеріалу ПГХ.

 

Результати дослідження зведемо в таблицю 4.1.

 

Взаємодія інструмента з оброблюємою поверхнею Таблиця 4.1

Схема взаємодії	Вид відхилення форми	Номер базисної функції [31]	Характер взаємодії	Номінальна зона контакту у відсотках
Хонінгувальна головка (ХГ) з пружно-демпферною деформацією поверхні
	Овальність		Між двома опозотними найближче розташованими частинами оброблюємої поверхні під кутом ϒ=π
	Огранка з трьома гранями		Між двома опозотними найбільш ближче розташованими частинами оброблюємої поверхні під кутом ϒ=
	Огранка з п’ятьма гранями		Між двома опозотними найбільш ближче розташованими частинами оброблюємої поверхні під кутом ϒ=
	Довільна форма	n	Між двома опозотними найбільш ближче розташованими частинами оброблюємої поверхні під кутом ϒ=	n
Алмазна розвертка (АР) з пружно-демпферною деформацією поверхні
	Овальність		Між двома опозотними найбільш ближче розташованими частинами оброблюємої поверхні під кутом ϒ= π
	Огранка з трьома гранями		Між двома опозотними найбільш ближче розташованими частинами оброблюємої поверхні під кутом ϒ=
	Огранка з п’ятьма гранями		Між двома опозотними найбільш ближче розташованими частинами оброблюємої поверхні під кутом ϒ=
	Довільна форма	n	Між двома опозотними найбільш ближче розташованими частинами оброблюємої поверхні під кутом ϒ=	N
Пружно гвинтовий хон (ПГХ) з пружною деформацією поверхні
	Овальність		Адаптація по оброблюємому отвору
	Огранка з трьома гранями
	Огранка з п’ятьма гранями
	Довільна форма	n	N

 

Висновки

В результаті дослідження було виявлено, що найбільшу зону контакту між поверхнею інструмента та оброблюємою поверхнею забезпечує ПГХ. Дослідження вказали, що найбільший контакт можливий між поверхнею та ПГХ буде при такому геометричному відхиленні, як еліпс.

 

5. Організаційна частина