Повышение эффективности токарной обработки с нагревом заготовки тепловым потоком и рациональным охлаждением режущего инструмента

• Автор: Зотова, Вера Александровна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса и постановка задач исследований
1.1. Особенности обработки резанием труднообрабатываемых материалов
V
1.1.1. Обрабатываемость резанием труднообрабатываемых материалов
1.1.2. Особенности процесса обработки резанием
1.2. Методы интенсификации процессов резания труднообрабатываемых материалов
1.3. Особенности обработки металлов с предварительным нагревом поверхностей заготовок
1.3.1. Влияние температуры нагрева на механические характеристики обрабатываемых и инструментальных материалов
® 1.3.2. Влияние нагрева на некоторые физические характеристики материала инструмента и заготовки
^ 1.3.3. Влияние температуры нагрева на характер и интенсивность износа режущего инструмента
1.4. Анализ способов нагрева и выбор рационального способа в условиях развития малых и ремонтных предприятий
1.5. Выводы и постановка задач исследований
ГЛАВА 2. Разработка процесса совмещенной обработки резанием с предварительным нагревом поверхностного слоя заготовки (СОР с НПС) и его
ф теоретическое обоснование
2.1. Сущность процесса совмещенной обработки резанием с предвари-
, тельным нагревом поверхностного слоя заготовки
2.2. Моделирование температурного поля при нагреве вращающейся
заготовки газовой горелкой
2.3. Определение рациональных параметров СОР с НПС заготовки
теоретико-экспериментальным методом
ф 2.3.1. Определение тепловых характеристик горелки
2.3.2. Выбор и определение параметров режущего инструмента

ГЛАВА 3. Методика исследований
3.1. Обоснование выбора материала, оборудования и режимов обработки
ф 3.2. Методика исследования тепловых процессов и температур при
СОР с НПС

3.2.1. Методика тарирования термопар
3.2.2. Методика определения интенсивности теплового потока
и температурного поля при нагреве газовой горелкой образцов
3.2.3. Методика исследования температур при резании с нагревом
3.3. Методика исследования сил резания при СОР с НПС
3.4. Методика исследования износа и стойкости резцов
3.5. Методика исследования параметров качества поверхностного слоя
3.5.1. Методика исследования шероховатости и точности обработки
^ 3.5.2. Методика исследования наклепа и структуры поверхностного слоя
ГЛАВА 4. Теоретико-экспериментальное исследование эффективности ^ процесса СОР с НПС
4.1. Математическое моделирование параметров СОР с НПС
4.2. Исследование тепловых процессов и температур
4.3. Исследование температур резания при СОР с НПС
4.4. Исследование износа и стойкости инструмента
4.5. Результаты исследования сил резания
4.6. Результаты исследований шероховатости и точности обработки.... 119 ф 4.7. Результаты исследований шероховатости и точности обработки
4.8. Результаты исследования наклепа и структуры поверхностного
^ слоя
ГЛАВА 5. Разработка технологии обработки деталей резанием с нагревом
поверхностного слоя металла
5.1. Основные ограничения и рекомендации по реализации процесса
5.2 Определение основных производственных параметров обработки
ф детали
5.3. Анализ заводской технологии обработки вала

5.3.1. Технологичность обработки поверхностей
5.3.2. Анализ правильности выполнения чертежа
5.3.3 Анализ выполняемых поверхностей при обработке вала
5.4. Технологический маршрут обработки цилиндрических поверх-ностей вала с нагревом поверхностного слоя
5.5. Назначение режимов резания наружных цилиндрических поверхностей с нагревом снимаемого слоя
5.6. Определение экономической эффективности резания с нагревом
5.7. Апробация разработанной технологии
Общие выводы и результаты
Литература
Приложения

4ri‘
Увеличение площади контакта и снижение среднего контактного (нормального) давления с повышением температуры подогрева объясняется увеличением пластичности обрабатываемого материала. Относительное удлинение титанового сплава при нагреве до 750°С увеличилось в 2-2,2 раза, а снижение удельной силы трения объясняется образованием на поверхности контакта заторможенного слоя из титанового сплава. При этом разрушение адгезионных связей происходило уже путем сдвиговых деформаций в самом титановом сплаве, который служил своеобразной твердой смазкой и предотвращал непосредственный постоянный контакт стружки с поверхностью твердого сплава. В результате возникла возможность за счет снижения контактных давлений повысить величину предельной толщины срезаемого слоя до хрупкой прочности твердого сплава ВК8 более чем в 3 раза при одновременном увеличении стойкости инструмента [16].
1.4. Анализ способов нагрева и выбор рационального способа в условиях развития малых и ремонтных предприятий
Чтобы снизить силы сопротивления и мощность, потребную для резания, уменьшить интенсивность износа, улучшить качество обработанной поверхности и, в конечном счете, увеличить производительность обработки в зависимости от условий резания, следует выбрать наиболее эффективный метод нагрева.
В практике машиностроения известны и применяются различные методы нагрева (рис.1.17). К методам и средствам нагрева предъявляют следующие общие требования:
a) экономическая эффективность применения нагрева должна обеспечить увеличение производительности, не только окупающее дополнительные расходы, связанные с нагревом, но и значительно снижающее себестоимость операции обработки;
b) источник нагрева должен обладать высокой теплотворной способностью;
c) устройство для нагрева должно быть простым в обслуживании и безопасным в эксплуатации. Оно должно обеспечивать возможность контролиро-