Анализ закономерности шероховатости при обработке блока цилиндров хонинговальными головками
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Исследование кинематических процесса хонингования внутренних
цилиндрических поверхностей 6
1.1. Основа метода хонингования и отрасли его применения 6
1.2. Воздействие технологических показателей на качественные
параметры при обработке алмазными брусками 9
1.3. Исследование базового метода обработки классическим
хонингованием 15
2. Траектория растрового движения в производственной линии его
анализ и параметры 18
2.1. Обработка цилиндрических поверхностей растровым методом 18
2.2. Время появления траектории с растровой кинематикой величина
кадра 21
2.3. Растровое движение исследование траектории кинематики 26
3. Кинематические схемы оборудования, способы проведения
исследований и разновидности абразивных брусков 29
3.1. Оборудование для проведения опытов «Nagel» 29
3.2. Хон головки и разнообразие хонинговальных брусков 36
4. Растровый способ хонингования опыт и исследования 42
4.1. Сравнительный анализ методов хонингования рабочего
движения 42
4.2. Факторы, влияющие на исследования технологических
процессов на базовом процессе обработки блока цилиндров 45
4.3. Формирование шероховатости в процессе хонингования
исследование технологических процессов 51
5. Исследование в области качества обработанных поверхностей с
помощью растрового движения 65
5.1. Обработка стенок цилиндров исследование влияния параметров
станка на погрешность геометрической формы 65
5.2. Исследования в технологии процесса хонингования
цилиндрических поверхностей для повышения точности обработки 71
5.3. Микронеровности и методы влияния на ее параметры 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 81
ПРИЛОЖЕНИЕ 85
1. Исследование кинематических процесса хонингования внутренних
цилиндрических поверхностей 6
1.1. Основа метода хонингования и отрасли его применения 6
1.2. Воздействие технологических показателей на качественные
параметры при обработке алмазными брусками 9
1.3. Исследование базового метода обработки классическим
хонингованием 15
2. Траектория растрового движения в производственной линии его
анализ и параметры 18
2.1. Обработка цилиндрических поверхностей растровым методом 18
2.2. Время появления траектории с растровой кинематикой величина
кадра 21
2.3. Растровое движение исследование траектории кинематики 26
3. Кинематические схемы оборудования, способы проведения
исследований и разновидности абразивных брусков 29
3.1. Оборудование для проведения опытов «Nagel» 29
3.2. Хон головки и разнообразие хонинговальных брусков 36
4. Растровый способ хонингования опыт и исследования 42
4.1. Сравнительный анализ методов хонингования рабочего
движения 42
4.2. Факторы, влияющие на исследования технологических
процессов на базовом процессе обработки блока цилиндров 45
4.3. Формирование шероховатости в процессе хонингования
исследование технологических процессов 51
5. Исследование в области качества обработанных поверхностей с
помощью растрового движения 65
5.1. Обработка стенок цилиндров исследование влияния параметров
станка на погрешность геометрической формы 65
5.2. Исследования в технологии процесса хонингования
цилиндрических поверхностей для повышения точности обработки 71
5.3. Микронеровности и методы влияния на ее параметры 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 81
ПРИЛОЖЕНИЕ 85
В современном мире, где главную роль играет время, необходимо создавать надежные и эффективные машины и механизмы, которые будут работать на высоких скоростях и знакопеременных нагрузках, изготовление оптимальных параметров качества и точности деталей и агрегатов. Таким образом возрастает потребность в доводочных операциях оканчивающих производство деталей.
Эксплуатационные характеристики компонентов станков контактирующие с деталью параметры: герметичность, усталость деталей, жесткость конструкции и т.д., больше зависимы от свойств микронеровностей детали, отклонения геометрической формы, микропленка поверхности материала. Такие свойства достигаются на последних операциях. Что бы произвести оптимальную шероховатость с необходимыми техническими требованиями, стоит одна из главных технических задач, с помощью которой можно будет увеличить работоспособность и эксплуатационные свойства оборудования.
Передовым решением в доводочных операциях является операция хонингования, которая решает большой спектр проблем как при шлифовании, так и при суперфиниширование. Доводочные и хонинговальные операции широко вошли в процессы машиностроительных производств, помощь теоретическую и практическую оказывали ученые Е.Н. Маслова, Б.Г. Левина, М.С. Наермана, З.И. Кременя, Г.И. Панина, П.Н. Орлова, М.М. Хрущева, Ю.Н. Фрагина, П.И. Ящерицина, Ю.Б. Серебренника, И.Х. Чеповецкого, Р.Г. Кудоярова и многих других.
При обработки металлов используется огромный набор комплексов, инструментов которые в свою очередь делятся на лезвийные и абразивные. Лезвийный инструмент изготавливают из быстрорежущих сталей и твердых сплавов порошковой металлургии. Абразивный инструмент изготавливают из основы связки и самого состава частиц, который состоит из (синтетического алмаза либо кубического нитрида бора) так называемого КБН. На хонинговальных операциях бруски имеют большое пятно контакта с поверхностью обрабатываемой детали. Следовательно, силы и скорости обработки не высокие, то не возникает температурных напряжений, они незначительны ими можно пренебречь. Таким образом не возникают остаточные напряжения, они минимальны. В итоге получаем отличного качества обработанную поверхность. Эволюция хонингования дискретно произошла с разработкой новых материалов для использования в хонинговальном процессе особенно в абразивной сфере материалов созданных на основе синтетики и нитрида бора. Отличные показатели данного материала при обработки поверхностей дало им дорогу в широко шагать в процессах хонингования. Сравнительный анализ показал, что такой абразивный инструмент значительно превосходит по всем параметрам таким как прочность, твердость, позволило решить массу технологических проблем, связанных с процессом хонингования. Цель работы - повышение качества обработки детали на линии «Nagel» блок цилиндров для ДВС 1,8 л. в технологическом процессе на обработку блока цилиндров заложены технические требование на соблюдение качества продукции данное требование жестко регламентирует параметры качества поверхности стенок цилиндров в особенности шероховатости и доведение кривой Аббота до оптимальных значений.
Эксплуатационные характеристики компонентов станков контактирующие с деталью параметры: герметичность, усталость деталей, жесткость конструкции и т.д., больше зависимы от свойств микронеровностей детали, отклонения геометрической формы, микропленка поверхности материала. Такие свойства достигаются на последних операциях. Что бы произвести оптимальную шероховатость с необходимыми техническими требованиями, стоит одна из главных технических задач, с помощью которой можно будет увеличить работоспособность и эксплуатационные свойства оборудования.
Передовым решением в доводочных операциях является операция хонингования, которая решает большой спектр проблем как при шлифовании, так и при суперфиниширование. Доводочные и хонинговальные операции широко вошли в процессы машиностроительных производств, помощь теоретическую и практическую оказывали ученые Е.Н. Маслова, Б.Г. Левина, М.С. Наермана, З.И. Кременя, Г.И. Панина, П.Н. Орлова, М.М. Хрущева, Ю.Н. Фрагина, П.И. Ящерицина, Ю.Б. Серебренника, И.Х. Чеповецкого, Р.Г. Кудоярова и многих других.
При обработки металлов используется огромный набор комплексов, инструментов которые в свою очередь делятся на лезвийные и абразивные. Лезвийный инструмент изготавливают из быстрорежущих сталей и твердых сплавов порошковой металлургии. Абразивный инструмент изготавливают из основы связки и самого состава частиц, который состоит из (синтетического алмаза либо кубического нитрида бора) так называемого КБН. На хонинговальных операциях бруски имеют большое пятно контакта с поверхностью обрабатываемой детали. Следовательно, силы и скорости обработки не высокие, то не возникает температурных напряжений, они незначительны ими можно пренебречь. Таким образом не возникают остаточные напряжения, они минимальны. В итоге получаем отличного качества обработанную поверхность. Эволюция хонингования дискретно произошла с разработкой новых материалов для использования в хонинговальном процессе особенно в абразивной сфере материалов созданных на основе синтетики и нитрида бора. Отличные показатели данного материала при обработки поверхностей дало им дорогу в широко шагать в процессах хонингования. Сравнительный анализ показал, что такой абразивный инструмент значительно превосходит по всем параметрам таким как прочность, твердость, позволило решить массу технологических проблем, связанных с процессом хонингования. Цель работы - повышение качества обработки детали на линии «Nagel» блок цилиндров для ДВС 1,8 л. в технологическом процессе на обработку блока цилиндров заложены технические требование на соблюдение качества продукции данное требование жестко регламентирует параметры качества поверхности стенок цилиндров в особенности шероховатости и доведение кривой Аббота до оптимальных значений.
Выводы из проделанной работы в поставленных опытах и исследованиях растровая кинематика в процессе обработки блока цилиндров, проанализировав весь объем работы можно подчеркнуть достоинства и недостатки данного вида обработки в рамках окончательной обработки.
1. Растровый метод при обработке блока цилиндров проанализирован в математической модели движение алмазных зерен, такая траектория возможна при определенной скорости движения инструмента — < 0.6. Характеристики станка, габаритные размеры детали все эти условия влияют на подбор колебательных частот и амплитудных значений.
2. В окончательной обработки с помощью растровой кинематики есть существенные достоинства такое как возможность воздействия на обрабатываемую поверхность наладка плотности сетки и микрорельефа цилиндров.
3. Хонинговка растровым методом позволяет достичь высокой точности с помощью настройки кинематических траекторий и движений подач таким образом чтобы не изменять параметры главного движения резания. Погрешности геометрической формы нивелируются с помощью скор остей подач при иррациональных соотношениях — > 1 лимитирует данную возможность только Ц) с гибкость и наладка оснащения оборудования. Для достижения технических требований геометрической формы в продольном разрезе настраивается перебег инструмента, налаживается размер хода инструмента при относительном времени задержки инструмента при возвратно -поступательном движении. Задержка рассчитывается из условий длины обрабатываемой поверхности и от соотношения перебега инструмента.
4. Из поставленных опытов видна производственная рациональность использования данной технологией окончательной обработки на линии «Nagel», при этом способе обработки достигается правка брусков и точность, микрорельеф обрабатываемой поверхности. Что приводит к улучшению резание самого инструмента его стойкости и экономическому эффекту.
5. Опыты ставились на одном виде материала это чугун марки G 190B, чугунный блок цилиндров отлиты на металлургическом производстве автоваза. Однако, исследования показали универсальность данного метода хонингования обработку данным способом можно проводить и на высокоуглеродистых, хромистых и закаленных сталях. Так же был проведен сравнительный анализ инструмент из синтетического алмаза и (КНБ-кубического нитрида бора), исследования в результате показали превосходство КНБ над инструментом из синтетического алмаза.
6. При обработки блока цилиндров существует переходная операция перед тем как начать финишную обработку, блок проходит предварительное хонингования со снятием припусков на данной операции резонее использовать инструмент с зернистостью 50/40, на металлосиликатной связке из кубического нитрида бора с концентрацией зерна 100% (100х10х4х2 М2-01 100%). Для финишной обработки или так называемой (чистовой) подбирается инструмент исходя из параметров обрабатываемого материала, для такого вида обработки резонно использовать инструмент из каучуковой связки Pli, Р11Т, с концентрацией 50% и зернистостью 40/28 либо 28/20.
7. В ходе эксперимента было выявлено явление при котором срезаемая часть материала создает заусенец, который в дальнейшем снимается за счет оссциляции движущегося инструмента по растровой траектории. Давление на обрабатываемую поверхность и размеры микрозаусенцев не оказывает влияние и не более 3 -5 мкм, такая величина легко убирается инструментом на основе каусуковой связки.
1. Растровый метод при обработке блока цилиндров проанализирован в математической модели движение алмазных зерен, такая траектория возможна при определенной скорости движения инструмента — < 0.6. Характеристики станка, габаритные размеры детали все эти условия влияют на подбор колебательных частот и амплитудных значений.
2. В окончательной обработки с помощью растровой кинематики есть существенные достоинства такое как возможность воздействия на обрабатываемую поверхность наладка плотности сетки и микрорельефа цилиндров.
3. Хонинговка растровым методом позволяет достичь высокой точности с помощью настройки кинематических траекторий и движений подач таким образом чтобы не изменять параметры главного движения резания. Погрешности геометрической формы нивелируются с помощью скор остей подач при иррациональных соотношениях — > 1 лимитирует данную возможность только Ц) с гибкость и наладка оснащения оборудования. Для достижения технических требований геометрической формы в продольном разрезе настраивается перебег инструмента, налаживается размер хода инструмента при относительном времени задержки инструмента при возвратно -поступательном движении. Задержка рассчитывается из условий длины обрабатываемой поверхности и от соотношения перебега инструмента.
4. Из поставленных опытов видна производственная рациональность использования данной технологией окончательной обработки на линии «Nagel», при этом способе обработки достигается правка брусков и точность, микрорельеф обрабатываемой поверхности. Что приводит к улучшению резание самого инструмента его стойкости и экономическому эффекту.
5. Опыты ставились на одном виде материала это чугун марки G 190B, чугунный блок цилиндров отлиты на металлургическом производстве автоваза. Однако, исследования показали универсальность данного метода хонингования обработку данным способом можно проводить и на высокоуглеродистых, хромистых и закаленных сталях. Так же был проведен сравнительный анализ инструмент из синтетического алмаза и (КНБ-кубического нитрида бора), исследования в результате показали превосходство КНБ над инструментом из синтетического алмаза.
6. При обработки блока цилиндров существует переходная операция перед тем как начать финишную обработку, блок проходит предварительное хонингования со снятием припусков на данной операции резонее использовать инструмент с зернистостью 50/40, на металлосиликатной связке из кубического нитрида бора с концентрацией зерна 100% (100х10х4х2 М2-01 100%). Для финишной обработки или так называемой (чистовой) подбирается инструмент исходя из параметров обрабатываемого материала, для такого вида обработки резонно использовать инструмент из каучуковой связки Pli, Р11Т, с концентрацией 50% и зернистостью 40/28 либо 28/20.
7. В ходе эксперимента было выявлено явление при котором срезаемая часть материала создает заусенец, который в дальнейшем снимается за счет оссциляции движущегося инструмента по растровой траектории. Давление на обрабатываемую поверхность и размеры микрозаусенцев не оказывает влияние и не более 3 -5 мкм, такая величина легко убирается инструментом на основе каусуковой связки.