Анотація до роботи:

Стойко I.I. Технологічне забезпечення точності обробки криволінійних осей базуванням у трьох центрових отворах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового степеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – технологія машинобудування. Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2004.

Дисертація присвячена механічному обробленню криволінійних осей (KО) - деталей з двома пересічними геометричними осями зовнішніх поверхонь обертання - базуванням у трьох центрових отворах для забезпечення заданих параметрів точності.

В роботі розглянуто основні схеми базування деталі на токарному і шліфувальному обладнанні у трьох центрах, досяжну похибку кута перетину геометричних осей деталі при різних схемах базування, обґрунтовано залежності для розрахунку між операційних припусків, проаналізовано основні способи врівноваження підсистеми пристрій-деталь. В результаті теоретичних досліджень отримано динамічну математичну модель токарного оброблення KО, яка дозволяє прогнозувати точність обробки поверхонь і раціоналізувати режими різання. Розроблена інженерна методика проектування технологічного процесу та технологічного спорядження з базуванням у трьох центрових отворах. Проведені дослідницькі роботи у виробничих умовах із порівнянням теоретичних і експериментальних результатів та впровадженням технології й оснащення у серійне виробництво.

1. У дисертаційній роботі наведене теоретичне узагальнення й нове вирішення науково-прикладної задачі, яка полягає у підвищенні точності механічного оброблення КО шляхом проектування технологічного процесу їх виготовлення із створенням технологічного спорядження для його реалізації. Аналіз літературних джерел, існуючих технологічних процесів, методів базування показав, що параметри точності та якості поверхонь, які досяжні при існуючих схемах, забезпечують відхилення кута перетину геометричних осей деталі в межах , точність і шорсткість отриманих поверхонь 8–9 квалітету і відповідно. Дослідженнями доведено, що отримання високої точності пов’язане з застосуванням принципово нових схем базування деталі в процесі механічного оброблення.

2. Вперше розроблено нові способи базування КО для токарного та шліфувального оброблень у трьох центрових отворах, для яких виведені аналітичні залежності похибки базування і кута перетину геометричних осей. Для врахування багатьох факторів, які впливають на точність базування, введено новий коефіцієнт зміщення у трьох центрових отворах , експериментально встановлено його величину, яка дорівнює для центрування на вертикально-свердлильному верстаті у поворотному кондукторі і для центрування на верстаті типу ”обробний центр”. Незважаючи на певну невизначеність, ці способи дозволяють забезпечити похибку кута перетину геометричних осей для базування: – у паралельно зміщений, кутовий й осьовий центри; – у двох перпендикулярно зміщених й осьовий центри; – у двох у площині симетрії й осьовий центри.

3. Теоретично обґрунтовано і виведено аналітичні залежності нерівномірності розподілу величини припуску на оброблення по довжині деталі, в результаті чого встановлено, що в процесі точіння величина мінімального припуску зростає від найменшого з боку перетину геометричних осей до максимального значення на кінцях КО (для КС6В-47.643 у межах 1,56 – 2,9 мм), а при шліфуванні зростає від найменшої величини на кінцях деталі до максимальної з наближенням до точки перетину геометричних осей (у межах 0,05 – 0,29 мм). Це зумовлює необхідність раціонально визначити величину міжопераційних припусків і конструкцію заготовки в цілому для досягнення показників якості.

4. В результаті проведеного розмірного аналізу схеми базування у трьох центрових отворах обґрунтовані основні параметри точності операцій підготовки баз, конструктивні елементи технологічного спорядження і встановлено, що для вирішення поставленого завдання забезпечення похибки кута перетину геометричних осей в межах необхідно передбачити регулювання положення паралельно зміщеного центра і підвід кутового для токарного і шліфувального оброблення КО у технологічному спорядженні.

5. На основі розробленої динамічної моделі токарного оброблення КО в умовах розрахункового фіксованого неврівноваження підсистеми пристрій – деталь встановлено, що при наближенні частоти обертання до однієї з власних частот системи буде спостерігатися явище резонансу. Визначено, що для паспортних показників жорсткості шпиндельного вузла верстату мод. 16К20 Н/м, фіксованого неврівноваження підсистеми пристрій – деталь Нм, частоти обертання 1/с ( об/хв.), розрахункова величина амплітуди коливань поверхні деталі становитиме мкм, при цьому власні частоти коливань системи будуть у межах 1/с., тобто явище резонансу можливе лише при десятикратному збільшенні кількості обертів шпинделя.

6. Вперше розроблена інженерна методика проектування ТП механічного оброблення дозволила обґрунтувати багатоваріантність у їх виборі для отримання параметрів точності, шорсткості і похибки кута перетину геометричних осей КО в межах 6-12 квалітетів, , з умов мінімізації витрат на виробництво за допомогою застосованого відносного коефіцієнта собівартості, в результаті чого ТП зводиться до конкретного варіанта з найменшою виробничою собівартістю.

7. Проведені експерименти відповідно до розробленої програми досліджень підтвердили адекватність теоретичних розрахунків дійсним значенням технологічних параметрів. Порівняльний аналіз шорсткості, амплітуди коливань, отриманих експериментальним і розрахунковим шляхом із використанням багатофакторного експерименту показав достатню точність розрахунків, похибка яких становить %.

8. На основі результатів теоретичних і експериментальних досліджень механічного оброблення КО у трьох центрових отворах розроблена інженерна методика проектування ТП, технологічного оснащення і заготовки. Розроблено, виготовлено, випробувано та впроваджено у серійне виробництво на ВАТ ”Тернопільський комбайновий завод” технологічне спорядження та ТП виготовлення осі КС6В-47.643 з щорічним економічним ефектом тис. грн. Наукова новизна розробок захищена 4 патентами України на винаходи.

Список опублікованих праць

1. Гевко Б.М., Стойко І.І. Аналітично-експериментальне дослідження особливостей розрахунку припусків для обробки криволінійних вісей у зміщених центрах // Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2000. - Т.5, №4. - С. 16–20.

2. Гевко Б.М., Стойко І.І. Особливості проектування технологічних процесів механічного оброблювання криволінійних вісей // Наукові нотатки. Міжвуз. зб. Луцького державного технічного університету. - Луцьк: Вид-во ЛДТУ. - 2001. - Вип. 8. - С. 84-90.

3. Гевко І.Б., Стойко І.І. Особливості базування криволінійних вісей транспортно-технічних систем у трьох центрах // Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2001. - Т.6, №4, - С. 62–69.

4. Гевко Б.М., Стойко І.І. Оптимізація технологічного процесу оброблення криволінійних осей // Наукові нотатки. Міжвуз. зб. Луцького державного технічного університету. - Луцьк: Вид-во ЛДТУ. - 2001. - Вип.9. - С. 84-91.

5. Стойко І.І. Дослідження впливу методів врівноваження затискного пристрою на шорсткість поверхонь в оброблюваних криволінійних вісей // Вісник Тернопільського державного технічного університету. - 2002. - Т.7, №3. - С. 70-75.

6. Стойко І.І. Вібрування технологічної системи і її вплив на технологічний процес оброблення криволінійних вісей // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. – Харків: Вид-во ХДТУСГ. - 2003. -Вип. 21. -С. 384–389.

7. Пат. 43200А України, МПК G23В5/24. Пристрій для заміру величини кута криволінійної осі / Б.В.Гупка, І.І.Стойко, І.Б.Гевко. - №2001042262; Заявл. 05.04.2001; Опубл. 15.11.2001, Бюл. №10. - 5 с.

8. Пат. 47035А України, МПК В23В1/00. Спосіб токарної обробки криволінійних осей і пристрій для його здійснення / І.І.Стойко, І.Б.Гевко. - №2001064404; Заявл. 23.06.2001; Опубл. 17.06.2002, Бюл. №6. - 4 с.

9. Пат. 47036А України, МПК В23В1/00. Спосіб для токарної обробки криволінійних осей і пристрій для його реалізації / І.І.Стойко, І.Б.Гевко. - №2001064405; Заявл. 23.06.2001; Опубл. 17.06.2002, Бюл. №6. - 4 с.

10. Пат. 53348А України, МПК В23В1/00. Спосіб оброблення деталей з циліндричними поверхнями / І.І.Стойко. - №2002053714; Заявл. 07.05.2002; Опубл. 15.01.2003, Бюл. №1. - 3 с.

11. Стойко І.І. Технологічне забезпечення показників якості криволінійних вісей // Матеріали п’ятої наукової конференції Тернопільського державного технічного університету ім. І. Пулюя. - Тернопіль: Вид-во ТДТУ. - 2001. - С. 78.

12. Стойко І.І. Методи врівноваження пристрою для оброблення криволінійних вісей // Матеріали шостої наукової конференції Тернопільського державного технічного університету ім. І. Пулюя. - Тернопіль: Вид-во ТДТУ. - 2002. - С. 22.

13. Стойко І.І. Невизначеність у базуванні деталей з пересіченими геометричними вісями // Матеріали сьомої наукової конференції Тернопільського державного технічного університету ім. І. Пулюя. - Тернопіль: Вид-во ТДТУ. - 2003. - С. 79.