Разработка математических моделей и методов анализа динамики процессов абразивной обработки отверстий

• Автор: Воронов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 309 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ математических моделей и методов исследования процессов
абразивной обработки отверстий
1.1. Проблема построения динамических моделей процессов обработки резанием
1.2. Модель динамики прямоугольного резания
1.3. Моделирование динамики точения и растачивания
1.4. Динамика сверления
1.5. Модели динамики фрезерования
1.6. Моделирование динамики шлифования
1.7. Моделирование хонингования отверстий
1.8. Модели формирования и анализа поверхности при резании
1.9. Выводы по обзору существующих моделей резания
2. Классификация схем высокоточной обработки глубоких отверстий
2.1. Хонингование
2.2. Вибрационное хонингование
2.3. Технологические режимы абразивного хонингования
2.3.1. Припуск
2.3.2. Скорость съема припуска
2.3.3. Радиальная подача
2.3.4. Время обработки
2.4. Проблемы повышения качества поверхности при обработке отверстий
2.5. Методы контроля качественных характеристик поверхностного
слоя деталей
2.6. Классификация схем процесса хонингования отверстий
2.6.1. Классификация задач абразивной обработки отверстий по кинематической схеме

2.6.2. Классификация задач абразивной обработки отверстий по законам резания
2.6.3. Классификация задач абразивной обработки отверстий по
динамической компоновке и механизму возбуждения колебаний
2.7. Выводы по разделу
3. Разработка математических моделей для динамического анализа процессов абразивной обработки отверстий
3.1. Обобщенная модель процесса хонингования отверстий
3.2. Модель динамики инструмента
3.2.1. Уравнения колебаний вращающегося вала
3.2.2. Уравнения колебаний хонинговальной головки
3.3. Уравнения сил контактного взаимодействия инструмента и обрабатываемой поверхности
3.4. Модель образования новых поверхностей при обработке
3.4.1. Моделирование образования новых поверхностей при хонинговании
3.4.2. Расчет сил резания при движении по поверхности с отклонениями формы
3.5. Уравнения обобщенной модели процесса хонингования
3.5.1. Модель обработки коротких отверстий с тремя брусками: одним режущим камнем и двумя направляющими
3.5.2. Плоская модель обработки инструментом с четырьмя брусками:
(два режущих и два направляющих)
3.5.3. Модель хонингования инструментом с тремя брусками с шарнирным креплением на безинерционном валу
3.5.4. Модель хонингования глубоких отверстий с жестким креплении-ем хонинговальной головки на валу
3.5.5. Модель хонингования глубоких отверстий с шарнирным креплением хонинговальной головки

3.5.6. Модель вибрационного хонингования глубоких отверстий
3.6. Выводы по главе
4. Исследование динамической устойчивости поперечных колебаний инструмента
4.1. Определение собственных значений для модели обработки коротких отверстий
4.1.1. Определение собственных значений для плоской модели
4.1.2. Определение собственных значений для модели хонингования инструментом с тремя брусками с шарнирным креплением на безинерционном валу
4.1.3. Определение собственных значений для модели хонингования мульти-брусковым инструментом с шарнирным креплением на безинерционном валу
4.1.4. Определение собственных значений для модели хонингования
мульти-брусковым инструментом глубоких отверстий
4.2. Динамическая устойчивость модели хонингования глубоких отверстий трех-брусковым инструментом
4.2.1. Определение собственных значений для модели хонингования трех-брусковым инструментом, закрепленным на валу
4.2.2. Определение собственных значений для модели хонингования трех-брусковым инструментом, шарнирно закрепленным на правом торце вала
4.2.3. Анализ параметрических колебаний вала инструмента с трех-брусковым инструментом, жестко закрепленным на валу
4.3. Динамическая устойчивость вибрационного хонингования глубоких отверстий
4.3.1. Уравнения модели вибрационного хонингования глубоких отверстий мульти-брусковым инструментом, жестко закрепленным на валу

уравнения движения системы. Такая модель расчета сил резания будет интерпретироваться как распределенная, по линии контакта. Решение уравнений движения могут быть получены путем численного интегрирования и дальнейшего анализа устойчивости движения [19, 103, 113, 134]. Частотный анализ таких систем может быть проведен путем линеаризации уравнений около какого то значения подачи и глубины резания [1, 61, 107]. Методы эти достаточно трудоемки и требуют большого компьютерного времени, поэтому чаще всего исследователи ограничиваются динамикой с использованием одноточечных моделей.
1.4. Динамика сверления
Инструмент для сверления представляет собой гибкий естественно-закрученный стержень с режущими пластинками, закрепленными на его свободном конце. За счет вращения и движения подачи инструмент внедряется в обрабатываемый материал и удаляет стружку через стружкоотводящие канавки, формируя боковую поверхность обработанного отверстия (Рис. 1.6).
Как видно из рис. 1.6. инструмент может смещаться как в поперечном направлении х,у, так и в осевом направлении г, а также закручиваться вокруг оси на угол 9. Тогда уравнения движения для динамической системы, показанной на рис. 1.6 можно представить в виде [118]: