Повышение эффективности торцового фрезерования изменением условий резания при выходе зуба из зоны обработки

• Автор: Большаков, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
1.1. Анализ существующих способов повышения эффективности фрезерования
1.2. Анализ существующих теорий возникновения разгрузочного удара на выходе режущего зуба из заготовки
ВЫВОДЫ
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ В ЗОНЕ ВЫХОДА РЕЖУЩЕГО ЗУБА ИЗ ЗАГОТОВКИ
2.1. Анализ существующих схем и моделей процесса резания металлов
2.2. Пластическая деформация, утолщение стружки в зоне выхода
2.3. Теплофизичсскне процессы в зоне выхода
2.4. Упрочнение обрабатываемого материала в зоне выхода..
2.5. Внутренние напряжения в режущем клине
2.6. Изменение силы резания в краевой зоне
2.7. Повышение стойкости торцовой фрезы и производительности торцового фрезерования путём управления процессом резания в краевой зоне
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Объекты исследований
3.2. Инструмент
3.3. Оборудование и измерительная аппаратура
3.4. Режимы процесса обработки
3.5. Методика измерений
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ В ЗОНЕ ВЫХОДА

4.1. Исследование угла наклона условной плоскости сдвига, величины накопленной деформации и напряжения текучести обрабатываемого
материала в зоне установившегося резания и зоне выхода.
4.2. Исследование динамического изменения силы резания в зоне выхода
4.3. Исследование преимуществ разработанной криволинейной траектории движения торцовой фрезы при обработке плоской поверхности
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Конкуренция между производителями машиностроительной продукции ведёт к постоянному повышению качества и снижению стоимости их продукции. Одним из способов достижения этого является повышение эффективности металлообработки, т.е. производительности и стойкости инструмента. Достичь этого можно различными способами, начиная от применения рациональных режимов резания, СОТС, применения усложненных траекторий движений инструмента и используя комбинированные методы обработки. Влияние режимов резания на эффективность МО хорошо изучено, применение СОТС может быть использовано как дополнительная мера, а в некоторых случаях её применение недопустимо. Применение комбинированных методов обработки, как правило, влечёт за собой использование дополнительного оборудования и/или затруднения при их реализации, а также область применения комбинированных методов имеет свои ограничения, что сдерживает их широкое распространение и внедрение. Одним из перспективных методов повышения МО является реализация нелинейных траекторий движения режущего инструмента на станках с ЧПУ. Современные станки с ЧПУ позволяют реализовывать обработку с весьма сложной кинематикой движения инструмента, при этом его возможности используются далеко не в полной мере, что имеет большой потенциал для дальнейших исследований. Системы ЧПУ могут быть использованы в совокупности с перечисленными выше и рядом других методов повышения эффективности МО, внося дополнительные преимущества, но также могут служить для повышения эффективности МО в тех случаях, когда применение других способов ограничено или невозможно.
Рассматривая способ торцового фрезерования как одного из широко распространённых способов обработки плоскостей, необходимо заметить, что путь, пройденный режущим зубом фрезы, в 50 — 100 раз меньше по сравнению с путём, пройденным токарным резцом при прочих равных условиях.

В широком диапазоне условий принятая модель с одной плоскостью сдвига даёт приблизительно линейную зависимость между Фи(Ь а):
Ф = 50-0,8-(Л-г) (2.1.14)
Несмотря на то, что это выражение недостаточно точное, оно может быть полезным для сравнения с другими выражениями, определяющими угол сдвига. Экспериментальная проверка показывает, что уравнение (2.1.14) лучше согласуется с измеренным углом сдвига, чем уравнение (2.1.4).
Аналитические исследования моделей с развитой зоной сдвига применительно к ортогональному резанию более сложны по сравнению с моделями с одной плоскостью сдвига и в большинстве случаев требуют больше допущений и неопределённых параметров [7].
Аналитическое исследование Палмера и Окслн. Кристоферсон, Палмер и Оксли сделали попытку учесть упрочнение. В экспериментах с небольшими скоростями обрабатываемую поверхность, стружку и инструмент рассматривали через микроскоп и снимали на киноплёнку. Обработанная поверхность была отполирована и протравлена для изучения деформации отдельных кристаллов и построения линий тока. Это позволило построить ортогональную сетку линий скольжения (рис. 2.1.4), на основе которой сила резания была оценена с помощью интеграла Хенки, видоизменённого для учёта зависимости о5 = Де,)-
В результате была улучшена обычная корреляция теории и эксперимента, хотя определённое несоответствие всё же оставалось. Этими авторами были сделаны выводы, что действительная зона пластической деформации занимает значительно большую площадь по сравнению с плоскостью сдвига, изображаемой одной линией.
Недостатком теории является невозможность аналитического определения деформации и сил резания [7, 18, 40].
Дальнейшие теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в нашей стране и за рубежом, доказали существование переход-