ОСОБЕННОСТИ  ОБРАБОТКИ  ВЫГЛАЖИВАНИЕМ  СОПРЯЖЕННЫХ  ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ  И  КОНИЧЕСКИХ  ПОВЕРХНОСТЕЙ

Лукьянов  Алексей  Александрович

инженер,  Тольяттинский  государственный  университет,  РФ,  Тольятти

E-mail: 

Левицких  Олеся  Олеговна

ведущий  экономист,  аспирант,  Тольяттинский  государственный  университет,  РФ,  Тольятти

E-mail:  loo-05@mail.ru

Ежелев  Андрей  Викторович

аспирант,  Тольяттинский  государственный  университет,  РФ,  Тольятти

E-mail: 

Логвиненко  Алексей  Алексеевич

магистрант,  Тольяттинский  государственный  университет,  РФ,  Тольятти

E-mail: 

FEATURES  OF  THE  BURNISHING  PROCESSING  OF  CONJUGATE  CYLINDRICAL  AND  CONICAL  SURFACES

Aleksey  Lukyanov

engineer,  Togliatty  State  University,  Russia  Togliatti

Olesya  Levitskih

lead  Economist,  post-graduate  student,  Togliatty  State  University,  Russia  Togliatti

Andrey  Ezhelev

post-graduate  student,  Togliatty  State  University,  Russia  Togliatti

Aleksey  Logvinenko

undergraduate  student,  Togliatty  State  University,  Russia  Togliatti

АННОТАЦИЯ

В  работе  рассмотрен  способ  обработки  поверхностей  деталей  машин  поверхностным  пластическим  деформированием.  При  обработке  поверхностей  под  манжетное  уплотнение  важно  произвести  обработку  не  только  участка  шейки  вала,  который  соприкасается  с  рабочей  кромкой  манжетного  уплотнения,  но  и  участок  фаски  с  целью  исключения  повреждения  рабочей  кромки  манжеты  в  процессе  сборки.  Предложены  технические  решения,  позволяющие  обрабатывать  алмазным  выглаживанием  цилиндрическую  и  сопряженную  к  ней  коническую  поверхность  детали  без  потери  в  качестве  обработанной  поверхности  и  в  стойкости  рабочего  инструмента.

ABSTRACT

In  this  paper  a  method  of  processing  surfaces  of  machine  parts  by  burnishing  with  surface  plastic  deformation  was  considered.  In  surfaces  processing  for  the  lip  seal  is  important  not  only  to  process  area  of  the  shaft  journal  which  contacts  with  attacking  edge  of  the  lip  seal,  but  the  facet  to  avoid  damage  of  the  attacking  edge  of  the  lip  seal  during  assembly.  Technical  solutions  for  cylindrical  and  its  conjugate  conical  surface  of  the  part  processing  by  diamond  burnishing  without  losing  the  quality  of  the  processed  surface  and  durability  of  the  working  tool  were  proposed.

Ключевые  слова:  выглаживание;  обработка  сопряженных  поверхностей;  фаска.

Keywords:  burnishing;  conjugated  surfaces  processing;  facet.

Процесс  поверхностного  пластического  деформирования  часто  применяется  на  финишных  операциях  изготовления  деталей  машин  для  обеспечения  заданных  геометрических  и  физико-механических  параметров  обрабатываемой  поверхности  [2,  3,  6].  При  обработке  выглаживанием  шеек  различных  валов  и  осей  часто  требуется  обрабатывать  одновременно  и  заходную  фаску.  Такая  необходимость  может  возникнуть,  например,  при  обработке  подманжетных  шеек  с  целью  исключения  повреждения  рабочей  кромки  манжеты  в  процессе  сборки.  Одинаковые  условия  для  работы  инструмента  при  последовательной  обработке  этих  поверхностей  можно  получить  путем  поворота  оси  инструмента  относительно  оси  изделия  (образующей  обрабатываемой  поверхности).  В  ряде  случаев  кроме  цилиндрической  и  конической  поверхности  нужно  образовать  скругление  на  переходной  кромке  с  цилиндра  на  конус.

Классическое  расположение  выглаживателя  (перпендикулярно  к  обрабатываемой  поверхности)  может  приводить  к  сколам  рабочей  поверхности,  вызванным  возникновению  ударных  нагрузок  при  переходе  обработки  цилиндрического  участка  поверхности  к  коническому  (фаски).  Данная  проблема  также  усугубляется  тем,  что  в  процессе  обработке  выглаживанием  в  качестве  материалов  рабочей  поверхности  инструмента  применяются  природный  или  синтетический  алмазы,  которые  крайне  плохо  воспринимают  ударные  нагрузки  и  склонны  к  разрушению  под  данными  нагрузками  (см.  рисунок  1)  [4].

Рисунок  1.  Рабочая  поверхность  инструмента  с  обозначением  поврежденного  участка  в  виде  скола

Недостатком  при  классическом  расположении  инструмента  является  и  то,  что  после  перехода  с  цилиндрического  участка  на  поверхность  конической  фаски  не  сохраняется  угол  между  осью  инструмента  и  образующей  обрабатываемой  поверхности,  что  приводит  к  изменению  условий  обработки  и  снижению  качества  обработки  [1,  5].  Для  сохранения  условий  приходится  прямо  в  процессе  обработки  поворачивать  инструмент,  что  создает  дополнительные  сложности.

Разработанное  техническое  решение  позволяет  обеспечить  одинаковые  условия  обработки  одним  инструментом  на  цилиндрической  поверхности  и  конической  фаске  путем  сохранения  угла  между  осью  инструмента  и  образующими  обрабатываемых  поверхностей  [7].

Данная  возможность  обеспечивается  тем,  что  в  способе  последовательной  обработки  выглаживанием  цилиндрической  поверхности  и  конической  фаски,  включающем  обработку  поверхности  детали  выглаживанием  цилиндрической  поверхности  и  конической  фаски  с  использованием  одного  инструмента,  рабочая  часть  которого  выполнена  в  виде  участка  сферы  или  тора,  или  цилиндра,  при  обработке  поверхности  детали  выглаживанием  цилиндрической  поверхности  и  конической  фаски  ось  инструмента  поворачивают  относительно  нормали  к  образующей  цилиндрической  поверхности  в  сторону  фаски  на  угол,  равный  одной  четвертой  части  (1/4)  угла  конуса,  образуемого  фаской.

Технический  результат,  достижение  которого  обеспечивается  всей  заявляемой  совокупностью  существенных  признаков,  заключается  в  сохранении  угла  между  осью  инструмента  и  образующими  обрабатываемых  поверхностей  обработки,  что  обеспечивает  возможность  обработки  одним  инструментом  на  цилиндрической  поверхности  детали  и  конической  фаске  без  изменения  заданных  рабочих  условий  обработки  на  разных  поверхностях.

Сущность  решения  поясняется  рисунком  2,  где  изображено  относительное  положение  инструмента  и  изделия.  Угол  конуса,  образующего  фаску,  обозначен  α,  радиус  на  переходной  кромке  —  r.

Предложенный  способ  осуществляется  следующим  образом.  Ось  выглаживающего  инструмента  1,  рабочая  часть  которого  выполнена  в  виде  участка  сферы  или  цилиндра,  наклоняют  в  сторону  фаски  и  устанавливают  таким  образом,  чтобы  между  осью  инструмента  и  образующей  цилиндрического  участка  изделия  2  был  угол,  равный  четвертой  части  угла  конуса  α,  образуемого  конусом  фаски.  Инструмент  прижимают  к  обрабатываемой  поверхности  рабочим  усилием,  включают  вращение  изделия  и  перемещают  инструмент  вдоль  оси  изделия  движением  подачи.  Положение  инструмента  относительно  изделия  после  перехода  на  конический  участок  (фаску)  показано  тонкой  линией  «штрих-две  точки».  Очевидно,  что  после  перехода  на  конус  величина  угла  между  осью  инструмента  и  образующей  обрабатываемой  поверхности  сохраняется,  меняется  только  знак  этого  угла.  При  переходе  с  цилиндра  на  конус  происходит  поверхностная  пластическая  деформация  переходной  кромки,  в  результате  чего  на  ней  образуется  радиус  r.  При  обработке  меняется  положение  точки  контакта  рабочей  части  инструмента  и  детали,  что  благоприятно  сказывается  на  стойкости  инструмента.

Рисунок  2.  Положение  оси  инструмента  относительно  обрабатываемой  поверхности  детали  в  процессе  обработки

Применение  предлагаемого  способа  в  условиях  массового  производства  позволяет  сохранить  заданные  рабочие  условия,  упростить  процесс  обработки,  а  также  значительно  повысить  стабильность  обработки  во  времени  с  сохранением  стойкости  рабочих  инструментов. 

Список  литературы:

1.Бобровский  Н.М.,  Барабанов  С.И.,  Максименко  Н.Н.,  Бобровский  И.Н.  Оценка  качества  методов  обработки  ППД  без  применения  смазочно-охлаждающих  жидкостей  //  Известия  Самарского  научного  центра  Российской  академии  наук.  —  2008.  —  №  6.  —  С.  37—44.

2.Бобровский  И.Н.  Повышение  эксплуатационной  надежности  деталей  автомобилей  и  экологичности  их  изготовления  за  счет  освоения  новой  технологии  широкого  выглаживания:  Дис.  …  канд.  техн.  наук  Московский  государственный  технологический  университет.  М.,  2011.  —  187  с.

3.Бобровский  Н.М.,  Бобровский  И.Н.,  Ежелев  А.В.,  Мельников  П.А.  Технология  обработки  деталей  поверхностно-пластическим  деформированием  без  применения  смазывающе-охлаждающих  технологических  средств  //  Монография,  ISBN  987-5-93424-598-7.  Самара:  Самарский  научный  центр  РАН,  2012.  —  142  с.

4.Бобровский  Н.М.,  Бобровский  И.Н.,  Мельников  П.А.  Определение  площади  износа  рабочей  поверхности  деталей  машин  и  инструментов  //  Вектор  науки  Тольяттинского  государственного  университета.  —  2009.  —  №  1.  —  С.  17—23.

5.Бобровский  Н.М.,  Мельников  П.А.,  Бобровский  И.Н.,  Ежелев  А.В.,  Лукьянов  А.А.  Исследование  влияния  режимов  обработки  на  шероховатость  поверхности  закаленных  валов  в  условиях  массового  производства  //  Современные  проблемы  науки  и  образования.  —  2011.  —  №  5.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.science-education.ru/99-4791  (дата  обращения:  17.01.2014).

6.Мельников  П.А.,  Селиванов  А.С.,  Хамидуллова  Л.Р.  Повышение  эксплуатационных  свойств  сальниковых  шеек  коленчатых  валов  путем  оптимизации  технологии  изготовления  //  Объединенный  научный  журнал.  —  2003.  —  №  29.  —  C.  15—17.

7.Способ  последовательной  обработки  выглаживанием  цилиндрической  поверхности  и  конической  фаски:  пат.  2460625  Рос.  Федерация.  №  2011108428/02;  заявл.  04.03.11;  опубл.  10.09.12,  Бюл.  №  25.  —  5  с.