Теория проектирования сменных многогранных пластин с рациональной геометрией для чистового точения с дроблением стружки

• Автор: Хлудов, Сергей Яковлевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 487 с. : ил.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СМП
1.1. Методология проектирования передней поверхности сменных многогранных пластин
1.2. Анализ существующих направлений совершенствования процесса чистового точения
1.3. Анализ существующих подходов к обеспечению рационального процесса стружкообразования при точении
1.3.1. Современное состояние проблемы обеспечения дробления стружки
1.3.2. Типы и формы стружки, образующейся при точении. Понятие благоприятной формы стружки
1.3.3. Анализ существующих теорий и экспериментальных исследований процесса завивания стружки
1.3.4. Анализ существующих методов дробления стружки
1.4. Цель и задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ КОНСТРУКЦИЙ СМП
2.1. История развития твердосплавного инструмента
2.2. Анализ конструктивных особенностей современных СМП
2.3. Анализ функционального назначения участков передней поверхности СМП. Классификация элементарных участков передней поверхности
2.4. Анализ схем резания при точении
2.4.1. Схема резания с полной передней поверхностью

2.4.2. Схемы резания с двойной передней поверхностью с выступами и уступами
2.5. Реализация схем резания в современных конструкциях
пластин
Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ
3.1. Анализ моделей процесса стружкообразования при использовании дискретных методов
3.2. Общая постановка задач конечного упругопластического деформирования
3.2.1. Кинематика процессов
3.2.2. Основные соотношения процессов упругопластического конечного деформирования
3.2.3. Постановка задачи конечного упругопластического деформирования
3.2.4. Модель процесса разделения
3.3. Численное моделирование процесса резания
3.3.1. Численная формулировка проблемы
3.3.2. Метод интегрирования разрешающих
уравнений
3.3.3 Алгоритм решения краевой задачи упругопластичности
3.3.4. Проверка правильности реализации математической модели
3.3.5. Анализ поведения модели при пластических деформациях
3.3.6. Модель процесса конечно-элементного разделения материала
3.3.7. Построение модели внедрения жесткого клина в
полубесконечное упруго-пластическое тело
3.3.8. Механизм учета трения в модели резания
3.4. Математическое моделирование процесса резания
3.4.1. Процесс свободного резания
3.4.2 Факторы, влияющие на процесс
стружкообразования
3.4.3. Граничные условия при моделировании
3.4.4. Конечно-элементная реализация процесса резания
3.4.5. Моделирование установившегося режима резания
3.4.6. Итерационный процесс на шаге
3.4.7. Обоснование выбора числа конечных элементов
3.4.8. Сравнение экспериментально найденных и расчетных значений сил резания
3.5. Анализ моделей процесса стружкообразования при использовании интегральных методов
3.6. Математическая модель стружкообразования с линией разрыва перемещений
3.6.1. Условная расчетная схема процесса резания и основные допущения
3.6.2. Закон сохранения массы
3.6.3. Баланс импульса
3.6.4. Баланс момента импульса
3.6.5. Уравнение энергетического баланса (первый закон термодинамики)
3.6.6. Условие прочности
3.6.7. Алгоритм вычислений
3.7. Моделирование процесса точения
Выводы

Скорость движения У[ стружки зависит от скорости резания V, угла сдвига Р и переднего угла у
V • БШР 1 соз(р-у)
Следовательно, скорости продольных слоев стружки могут изменяться, если V, Р, у не постоянны вдоль режущей кромки.
Согласно исследованиям Г. Л. Куфарева, К. Б. Окенова,
В. А. Говорухина [74], основной' причиной изменения скорости движения стружки по ее ширине является переменная степень деформации вдоль главной режущей кромки инструмента. Наиболее полно деформация металла протекает у свободной поверхности стружки. Здесь угол Р имеет наименьшее значение. Стесненные условия деформации у вершины резца предопределяют минимальную усадку стружки в этой зоне. В плоскости, проходящей через вершину резца, угол Р, характеризующий степень деформации срезаемого слоя, имеет наибольшее значение. Чем меньше отношение ширины срезаемого слоя к его толщине и больше средняя степень деформации стружки, тем интенсивнее боковое завивание стружки. В работе [36] делается вывод, что изменение степени деформации срезаемого слоя вдоль главной режущей кромки инструмента диктуется процессом, происходящим на вспомогательной режущей кромке, однако оценить это влияние пока не удается.
В своих более поздних работах Г. Л. Куфарев приходит к мнению, что процесс завивания стружки в плоскости передней поверхности не может быть описан с позиции только условия сплошности материала [11]. По его представлению завивание стружки в плоскости передней поверхности, как и в нормальной к ней плоскости, осуществляется в результате перераспределения упругих нормальных напряжений, действующих вдоль оси стружки в ее материале, в момент, когда стружка начинает существовать как самостоятельное твердое тело, освободившееся от воздействия внешних сил. Вследствие неоднородной по ширине срезаемого слоя деформации, у