Повышение эффективности процесса фрезерования на основе прогнозирования надежности эксплуатации торцовых фрез

• Автор: Шестакова, Жанна Владимировна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 178 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, ПРИМЕНЯЕМОГО НА ОПЕРАЦИЯХ ТОРЦОВОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ
1.1 Основные понятия надежности функционирования режущего инструмента.
1.2 Факторы и источники отказов режущего инструмента. Критерии износа режущего инструмента.
1.3 Методы и модели оценки стойкости и надежности эксплуатации режущего инструмента.
1.3.1 Методы расчета стойкости инструмента.
1.3.2 Методы оценки надежности режущего инструмента ВЫВОДЫ
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ИЗНОСА ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ
2.1 Математическая модель оценки стойкости режущих элементов торцовых фрез по критерию адгезионного износа.
2.1.1 Оценка стойкости режущего инструмента по критерию предельно допустимого износа по задней поверхности.
2.1.2 Оценка стойкости режущего инструмента по критерию предельно допустимого износа передней поверхности.
2.2 Прогнозирование стойкости режущих кромок зубьев торцовых фрез по критерию усталостного разрушения.
2.3 Оценка коэффициентов вариации расчетных значений стойкости режущего инструмента.

2.4 Экспериментальная оценка точности и адекватности
математических моделей стойкости торцовых фрез.
ВЫВОДЫ
3. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ МЕТОДАМИ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
3.1 Математические модели надежности функционирования торцовых фрез по преимущественным видам отказов
3.2 Экспериментальная оценка точности и адекватности математических моделей надежности функционирования торцовых фрез
3.3 Применение оценок надежности режущего инструмента
ВЫВОДЫ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
• Приложение 2
В технологических процессах обработки металлов резанием удельный вес операций фрезерования составляет до 35 % от общего количества операций металлообработки, из которых доля операций торцового фрезерования составляет 25%. Данные цифры говорят о том, что операции фрезерования в значительной степени определяют затраты, связанные с изготовлением большой номенклатуры деталей. Недостаточный уровень надежности технологических процессов приводит к увеличению брака обрабатываемых деталей и повышению затрат на устранение отказов режущего инструмента и оборудования. Поэтому необходимо осуществлять прогноз уровня надежности на стадии проектирования технологических процессов, преимущественно без экспериментальных проверок, так как они чрезвычайно дороги и часто неосуществимы. Осуществление прогноза на базе экспериментов, при условии, что в проектируемом технологическом процессе предусмотрено использование специального оборудования, инструмента, потребует фактически внедрения этого процесса. Учитывая, что при запуске в производство нового изделия требуется разработка большого количества технологических процессов, то становится очевидным, что прогноз на базе экспериментов фактически неосуществим. Поэтому задача прогнозирования уровня надежности технологических процессов на стадии их проектирования расчетными методами является актуальной.
Технологические процессы металлообработки представляют собой сложные системы, состоящие из большого количества подсистем. Одной из основных подсистем, определяющих общую надежность технологических процессов, является подсистема режущего инструмента. Так, например, доля отказов, связанная с износом и поломкой режущего инструмента на операциях фрезерования составляет « 40%.

—у-. Разрушение АМС обусловлено преимущественно действиями дислокационных механизмов. Тогда величину 8 можно принять равной толщине линий скольжения в полосах скольжения в металле обрабатываемой заготовки. Для широкого спектра конструкционных сталей можно полагать
8яЗ-10~10 +5-10~9м [81].
Для определения величины г], на основании экспериментальных данных, приведенных в работе [11], примем, что распределение контактных давлений на задней поверхности зуба фрезы описывается следующим выражением (рисунок 2.4):
Ч(у) = Ятах.3 'у- Чтах.з=2фТф'(1,3 + у')+Тф'5т2у, (2.7)
где к - ширина площадки износа задней поверхности зуба фрезы; дтах з -максимальное нормальное давление на задней поверхности [4]; Тф - напряжение сдвига в срезаемом слое.
Средняя величина нормальных давлений на площадке контакта в первом приближении равна:
а _ Ятах.з 1г
У V
йу^Ьшш. (2.8)

С учетом (2.8) зависимость (2.5) приобретает следующий вид:
Г)= ■ ч";3 -< (2.9)
Если значения величины Т] таковы, что г/> 1, то это означает, что образование АМС возможно в пределах всей зоны контакта обрабатываемого материала с задней поверхностью режущего инструмента. Тогда необходимо принять /7 = 7.