Теоретичне обгрунтування умов забезпечення високоточної механічної обробки

Abstract

Метою дослідження є аналітичне визначення та обґрунтування умов підвищення точності механічної обробки шляхом зменшення величини пружного переміщення, виникаючого в технологічній системі, для створення технологічних процесів високоточної лезової та абразивної обробок. Для цього отримано узагальнюючі теоретичні рішення щодо аналітичного визначення складових сили різання, енергоємності обробки, пружних переміщень у технологічній системі Аналітично встановлено, що сила різання під час лезової обробки (точіння) завжди менше, ніж під час абразивної обробки (шліфування) завдяки зменшенню енергоємності обробки. При цьому під час лезової обробки переважає тангенціальна складова сили різання, а під час шліфування – радіальна складова сили різання, що визначає точність обробки. Аналітично встановлено, що найменший час обробки для забезпечення заданої точності обробки під час шліфування досягається за умови створення в технологічній системі певного початкового натягу, який залежить в основному від ріжучої здатності шліфувального круга. Також встановлено, що підвищити точність обробки можна застосуванням високошвидкісного різання. При цьому схеми однопрохідної та багатопрохідної обробки фактично рівнозначні. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено ефективність здійснення автоматизованого процесу круглого зовнішнього шліфування в один перехід, який включає лише перехід виходжування із створенням у технологічній системі початкового натягу, рівного або кратного величині припуску, що знімається. Визначено умови зменшення основного часу обробки за заданої точності оброблюваної поверхні, які обумовлені переходом від дискретного до безперервного характеру знімання припуску. Наведено практичні рекомендації щодо створення ефективних технологічних процесів механічної обробки.The purpose of the study is to analytically determine and substantiate the conditions for increasing the accuracy of mechanical processing by reducing the amount of elastic displacement arising in the technological system, to create technological processes of high-precision blade and abrasive processing. For this purpose, generalizing theoretical solutions were obtained for the analytical determination of the components of the cutting force, processing energy intensity, and elastic displacements in the technological system. It was analytically established that the cutting force during blade processing (turning) is always less than during abrasive processing (grinding) due to the reduction in processing energy intensity. At the same time, during blade processing, the tangential component of the cutting force prevails, and during grinding, the radial component of the cutting force, which determines the accuracy of processing. It was analytically established that the smallest processing time to ensure the specified processing accuracy during grinding is achieved under the condition of creating a certain initial tension in the technological system, which depends mainly on the cutting ability of the grinding wheel. It was also established that the machining accuracy can be increased by using high-speed cutting. In this case, the single-pass and multi-pass machining schemes are actually equivalent. The effectiveness of the automated process of circular external grinding in one pass, which includes only the transition of nursing with the creation of an initial tension in the technological system, equal to or multiple of the amount of allowance being removed, has been theoretically substantiated and experimentally confirmed. The conditions for reducing the main machining time for a given accuracy of the machined surface, which are due to the transition from discrete to continuous nature of allowance removal, have been determined. Practical recommendations for creating effective technological processes of mechanical machining are given.