Регистрация / Вход
Прислать материал

Анализ конструкций и разработка оправки для прецизионного алмазного выглаживания

Сведения об участнике
ФИО
Доржиев Дэмбэрэл Хэшигтуевич
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Тяжелое и среднее машиностроение
Тема
Анализ конструкций и разработка оправки для прецизионного алмазного выглаживания
Резюме
В работе приведены различные типы оправок для алмазного выглаживания. Проанализировано влияние конструктивных элементов этих типов оправок на изменение составляющих силы выглаживания и влияние различных типов силовых элементов оправок на стабильность составляющих силы выглаживания. Приведены результаты исследований измерения составляющих силы выглаживания поверхностей деталей, установленных с радиальным биением. Предложена конструкция оправки пневматической с ресивером c компенсирующей подвеской индентора, позволяющей проводить процесс алмазного выглаживания фасонных поверхностей и поверхностей, имеющих переменный радиус кривизны с постоянной силой Ру.
Ключевые слова
Алмазное выглаживание, сила выглаживания, жесткость, конструкции оправок для выглаживания.
Цели и задачи
Стабилизация радиальной силы выглаживания.
Повышение качества обработки деталей относительно малого диаметра, соразмерного с радиусом индентора.
Введение

Обработка деталей поверхностно-пластическим деформированием является наиболее простой и эффективной операцией для достижения высокого качества характеристик поверхностного слоя деталей: шероховатости, его структуры и глубины упрочнения. Именно они оказывают существенное влияние на такие эксплуатационные свойства деталей как коррозионная стойкость, износостойкость, усталостная и контактная прочность.

Одним из широко распространенных методов поверхностно-пластического деформирования является алмазное выглаживание. Алмазное выглаживание представляет собой процесс деформирования поверхности индентором, при котором в поверхности обрабатываемой детали создаются благоприятные сжимающие остаточные напряжения.

 

 

Методы и материалы

В работе рассмотрены различные конструкции оправок для выглаживания, их последовательное развитие. Проведены исследования зависимости составляющих силы выглаживания от времени при обработке различными оправками: а) оправка с плоской пружиной односторонняя б) оправка с плоской пружиной двусторонняя в) оправка с винтовой пружиной г) оправка пневматическая с ресивером д) оправка пневматическая с ресивером и параллелограммной установкой индентора на 4-х плоских стойках е) оправка пневматическая с ресивером с подвеской индентора.

Для сравнительных экспериментов были подготовлены образцы из стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5949-75 диаметром 30 мм. Выглаживание образцов проводилось с радиальным биением, равным 0,2 мм. Измерение составляющих силы выглаживания, Ру, Рx и Рz при обработке образцов проводилось с использованием трёхкомпонентного динамометра модели 5233A1 фирмы «KISTLER» (Швейцария). В процессе выглаживания использовалось индустриальное масло марки И-20. [1, c.3]

Описание и обсуждение результатов

Оправка пневматическая с ресивером с компенсирующей подвеской индентора удовлетворяет всем требованиям, приведенным в статье. Конструкция оправки не имеет пар трения, в качестве силового элемента используется система «сильфон-ресивер», индентор не имеет перемещений в направлении осей X и Z, стойки малой жесткости не имеют значительного влияния на характер силовых зависимостей. Силовые характеристики аналогичны характеристикам, которые показывает оправка с ресивером и параллелограммной установкой индентора на 4-х плоских стойках.

Индентор закреплен в держателе, держатель «подвешен» на четырех плоских внутренних стойках к подвижной раме. Подвижная рама установлена на четырех наружных стойках, которые закреплены на основании оправки. Максимальный рабочий ход индентора равняется l=±2 мм от исходного состояния. Сильфон закреплен винтами на специальной пластине с отверстием для выхода соединительного штуцера. Стойки представляет собой пластину из пружинной стали, имеющую жесткую заделку на обоих концах и работающую на изгиб. Конструкция компенсирующей подвески защищена пластинами.

Во время процесса выглаживания деталей с эксцентриситетом или радиальным биением индентор имеет перемещение в направлении оси Y. Угловое смещение, которое дает стойка, закрепленная на основании, компенсируется таким же угловым смещением стойки, закрепленной на верхней раме. Таким образом, индентор совершает прямолинейное перемещение. Это обеспечивает постоянство формы и площади пятна контакта алмазного наконечника с обрабатываемой поверхностью.

Используемые источники
1. Червач, Юрий Борисович. Выбор оптимальной конструкции силовых элементов оправок для выглаживания [Электронный ресурс] = Selection of optimal design of burnishing tool actuators for diamond smoothing / Ю. Б. Червач, В. А. Мезенцев // Справочник. Инженерный журнал с приложением. — 2015. — № 7. — [С. 11-15].
2. Chervach, Yuri Borisovich. Burnishing tool actuators and their influence on the burnishing force components [Electronic resource] / Yu. B. Chervach, A. B. Kim, D. Dorzhiev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2016. — Vol. 124 : Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS2015). — [012153, 7 p.].
Information about the project
Surname Name
Dorzhiev Demberel
Project title
Analysis of the designs and the development of the mandrel for precision diamond burnishing
Summary of the project
The paper shows the different types of mandrels for diamond burnishing. The impact of the structural elements of different types of mandrels to change the components of the burnishing force and the influence of different types of actuators of the mandrels at the stability of the components of burnishing force were analyzed. The results of a studies on measuring the components of the burnishing force of surfaces of parts mounted with radial run-out. Design of mandrel with air reciever and with compensating suspension of the indenter, which ensures burnishing of shaped surfaces and surfaces with variable radius of curvature with a constant force Ry was proposed.
Keywords
Diamond burnishing, burnishing force, stiffness, designs of burnishing mandrels.