Повышение производительности обработки и износостойкости резцов при точении с предварительно напряженным жестким закреплением инструмента

• Автор: Стекольников, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 213 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ вопроса повышения производительности токарной обработки
1.1 Конструкции и компоновка технологической системы при токарной обработке
1.2 Исследования в области динамики процесса точения
1.2.1 Расчетные схемы динамической упругой системы станка
1.2.2 Экспериментальные методы исследования вибраций при точении
1.3 Основные подходы в анализе теплофизических явлений при резании
1.4 Основные подходы к оптимизации операций механической обработки
1.5 Постановка задач исследования
2. Моделирование процессов, сопровождающих точение инструментом с предварительно напряженным жестким креплением
2.1 Обоснование схемы крепления инструмента
2.1.1 Сравнительный анализ деформаций упругой системы крепления токарного резца для консольной и предварительно напряженной жесткой схем закрепления
2.1.2 Обоснование возможности достижения оптимального уровня относительных смещений детали и инструмента при обработке на токарном станке
2.1.3 Оценка собственных частот колебаний токарного резца
2.2 Выбор рациональной схемы установки инструмента по
критерию производительности обработки

2.2.1 Математическая модель шероховатости при токарной обработке
2.2.2 Математическая модель точности профиля детали при токарной обработке
2.2.3 Модель динамической системы токарного станка
2.2.4 Тепловая напряженность процесса резания при токарной обработке с большими размерами среза
2.2.5 Методика оптимизации режимов резания
2.2.6 Описание имитационной модели динамической системы станка
2.3 Обоснование методики контроля состояния технологической системы токарного станка по производительности обработки
2.4 Выводы
3. Экспериментальные исследования технологической системы токарного станка с повышенной жесткостью крепления инструмента
3.1 Методика анализа экспериментальных данных о виброакустических колебаниях технологической системы
3.1.1. Определение характера колебательных процессов
3.1.2. Оценка свойств стационарности и эргодичности колебательного процесса
3.1.3 Оценка уровня колебательных процессов
3.1.4 Выявление частотного состава колебательного процесса
3.1.5 Формирование плана проведения эксперимента
3.2 Анализ экспериментальных данных и интерпретация результатов
3.2.1 Определение характера колебательных процессов
3.2.2 Оценка уровня колебательного процесса
3.2.3 Анализ частотного состава колебательного процесса

3.2.4 Экспериментальное исследование параметров пиков спектральной плотности
3.3 Исследование влияния инструмента с предварительно напряженным жестким закреплением на точность обработки и
износ резцов
3.4. Выводы
4. РЕАЛИЗАЦИЯ СХЕМЫ ЖЕСТКОГО КРЕПЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА И МЕТОДИКИ НАЗНАЧЕНИЯ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ В ПРАКТИКУ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
4.1 Устройство для высокопроизводительной отрезки на токарном станке
4.2 Приспособление для повышения жесткости крепления
токарного инструмента
4.3 Программа расчета оптимальных режимов резания и контроля технического состояния оборудования
4.3.1 Состав базы банных
4.3.2 Описание расчетных модулей
4.3.3. Описание интерфейсных модулей
4.3.4 Описание работы с программой
4.4 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложения

ную роль в общем напряженном состоянии изделий. Не менее важно и определение температурных напряжений в режущих инструментах, так как при их изготовлении или эксплуатации часто возникают трещины, главным образом, термического происхождения. Особую актуальность теплофизический анализ приобретает при проектировании процесса обработки с измененными, более интенсивными режимами, в частности с увеличенными размерами среза. Для определения области допустимых с точки зрения тепловой напряженности режимов, а также характера температурного поля в режущем инструменте необходимо проведение соответствующих расчетов. Таким образом важность, научная и практическая ценность работ по технологической теплофизике несомненна.
Теоретический анализ температурного режима при лезвийной обработке производится на основании решения дифференциального уравнения теплопроводности:
К числу аналитических методов решения дифференциального уравнения с заданными краевыми условиями относятся классический метод, операционные методы и метод источников теплоты. Классический метод состоит в нахождении совокупности частных решений, удовлетворяющих уравнению (1.14) и краевым условиям, а затем их наложении (суперпозиции) для отыскания интересующей нас функции. При этом каждое из частных решений ищется, как правило, в виде произведения двух функций, одна из которых зависит только от времени, а другая от координат. В технологической теплофизике классический метод нашел весьма ограниченное применение ввиду чисто математических трудностей, возникающих при его использовании даже для сравнительно простых технологических схем.
Операционные методы, в частности метод интегрального преобразования Лапласа, используется для решения некоторых задач теплофизики процессов механической обработки [39, 147]. При этом изучается не сама функция, (оригинал), а ее видоизменение (изображение):
После решения задачи в изображениях нахождение оригинала, т.е. функции, реально описывающей температурное поле, производится путем обратного преобразования.
Однако, наибольшее распространение в технологической теплофизике получил метод источников теплоты, базирующийся на решении Кельвина для уравнения теплопроводности (для мгновенного точечного источника в неограниченном теле):
(1.14)
(1.15)

(1.16)