1.9 Обработка ппд программным способом: перспективы
Обработка ППД программным способом (ППДПС) реализуется на станках с компьютерными системами ЧПУ и обеспечивает технологическую гибкость 2-го рода. Система «Контур ПК-NC-01» на базе станка мод. 6Р13Ф3 включает персональный компьютер в качестве управляющего модуля, передающий программу на устройство ЧПУ через блок гальванической развязки. Блок-схема системы решает задачи:
– расчёт режимов и моделирование результатов обработки в диалоговом режиме;
– разработка управляющей программы; реализация обработки с визуальной информацией в реальном времени.
Перспективы ППДПС включают:
– формирование принципиально новых типов микрорельефов (А-стохастический со случайной амплитудой, Т-стохастический со случайным периодом, АТ-стохастический со случайными амплитудой и периодом);
– программное управление плотностью микрорельефа и параметрами поперечного сечения остаточного следа индентора;
– создание благоприятных условий для удержания смазки (управление числом Рейнольдса);
– формирование контактной жёсткости путём управления плотностью обработки; интеграцию с ЭВМ верхнего уровня для работы в составе виртуальных предприятий.
Рисунок 4 – Система ППДПС «Контур ПК-NC-01»: а – блок-схема; б – процесс обработки; в – визуализация в реальном времени
Практический пример. При обработке направляющих скольжения станка методом ППДПС создаётся регулярный микрорельеф с заданным шагом и глубиной канавок для удержания смазки. Программирование силы Q и подачи S по координатам X позволяет получить переменную плотность микрорельефа: более плотную в зонах высоких нагрузок и редкую – в зонах низких, что обеспечивает равномерный износ по всей поверхности.
Рисунок 5 – Результаты моделирования микрорельефов, реализуемых в ППДПС
1.10 Технологическая устойчивость процесса обработки
Технологическая устойчивость процесса обработки ППД устройством упругого действия – это способность непрерывно по всей обрабатываемой поверхности обеспечивать вектор R̄ параметров качества поверхностного слоя в регламентируемых границах (±δR̄) с заданной надёжностью P.
Математическое условие технологической устойчивости (3).
P{Rᵢ
|
(3) |
((Rᵢ + δRᵢ), (Rᵢ − δRᵢ))}
≥ [k], i = 1, k,где [k] – минимально допустимая надёжность обеспечения.
Условием технологической устойчивости обработки является нахождение силы ППД в допустимых пределах (4).
δQ₀ < Q < βQ₀ |
(4) |
где δ < 1 и β > 1 – коэффициенты, Q₀ = cY₀ – номинальная сила при ППД (c – жёсткость пружины, Y₀ – предварительный натяг).
Критерии технологической устойчивости выражаются ограничениями на максимальную скорость обработки (5) и (6):
– По нижнему пределу силы:
|
(5) |
.– По верхнему пределу силы:
|
(6) |
.Фактическая скорость выбирается из условия 7.
Vmax факт ≤ min(Vmax1; Vmax2), |
(7) |
где m – масса ползуна,
c – жёсткость пружины,
Wmax – волнистость исходной поверхности,
Smw – шаг волнистости.
Практический пример. Для обработки ППД цилиндрической головки с параметрами: m = 2 кг, c = 50000 Н/м, Y₀ = 0,01 м, Wmax = 10 мкм, Smw = 0,5 мм, δ = 0,8, β = 1,2 – расчёт по формулам 5-7 даёт Vmax факт ≤ 85 м/мин.
При превышении скорости возникают участки неравномерной обработки (пропуски, удары индентора), приводящие к параметрическому отказу.
Рисунок 6 – Зоны технологической устойчивости процесса ППД в координатах «скорость – сила»
Рисунок 7 – Схема процесса обработки ППД цилиндрической головки:
1 – деталь; 2 – накатная головка; 3 – деформирующий элемент