Разработка расчетного метода определения технологических условий концевого фрезерования маложестких сложнопрофильных деталей с учетом их деформаций

• Автор: Лицов, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

1 Состояние вопроса определения технологических условий обработки маложестких деталей сложной пространственной формы
1.1 Анализ возможных деформаций деталей, обусловленных технологией изготовления
1.1.1 Деформации детали от сил резания
1.1.2 Деформации от сил закрепления
1.1.3 Деформации детали вследствие релаксации остаточных напряжений
1.1.4 Вибрации детали во время обработки
1.2 Состояние вопроса по определению технологических условий обработки маложестких сложнопрофильных деталей при фрезеровании концевыми радиусными и тороидальными фрезами
1.2.1 Анализ исследований по определению параметров процесса фрезерования концевыми радиусными и тороидальными фрезами
1.2.1.1 Определение силы резания
1.2.1.2 Анализ исследований, по изучению вибраций системы СГТИЗ при концевом фрезеровании
1.2.1.3 Определение износа инструмента
1.2.1.4 Определение остаточных напряжений
1.2.2 Анализ исследований по изучению влияния параметров резания на показатели точности сложнопрофильных маложестких деталей
1.2.2.1 Влияние условий обработки на погрешность от недостаточной жесткости технологической системы
1.2.2.2 Определение технологических остаточных деформаций сложнопрофильных деталей
1.2.2.3 Определение параметров шероховатости обработанной поверхности
1.3 Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования
2 Определение зависимостей между режимами обработки и параметрами процесса фрезерования
2.1 Расчетное определение силы резания при обработке концевыми фрезами
2.1.1 Анализ геометрии сечения среза
2.1.2 Определение силы резания
2.1.3 Определение зависимости износа инструмента от режимов резания
2.1.4 Определение направления силы резания, действующей на деталь
2.1.4.1 Определение составляющих силы резания для концевой радиусной фрезы
2.1.4.2 Определение составляющих силы резания для тороидальной фрезы
2.2 Определение шероховатости обработанной поверхности
2.3 Определение величины остаточных напряжений, создаваемых в поверхностном слое при обработке
2.3.1 Определение остаточных напряжений в поверхностном слое от действия силового фактора
2.3.1.1 Определение глубины залегания пластических деформаций в поверхностном слое детали от действия сил стружкообразования и трения по задней поверхности инструмента
2.3.1.2 Особенности, отличающие концевое фрезерования от других видов лезвийной обработки
2.3.1.3 Последовательность расчета остаточных напряжений в поверхностном слое детали при концевом фрезеровании от действия силового фактора
2.3.2 Определение остаточных напряжений в поверхностном слое детали от действия теплового фактора
2.3.3 Определение остаточных напряжений в поверхностном слое

детали от совместного действия теплового и силового фактора
2.4 Оценка влияния СОТС на параметры процесса фрезерования
2.5 Выводы по главе
3 Определение технологических условий обработки исходя из возможных деформаций детали
3.1 Построение конечно-элементной модели детали
3.2 Задание граничных условий
3.3 Расчет деформаций детали от сил резания и закрепления
3.4 Расчет вибраций детали во время обработки
3.5 Определение технологических остаточных деформаций
3.6 Общая схема определения технологических условий обработки исходя из возможных деформаций детали
3.7 Определение режимов обработки при компенсировании деформаций детали за счет изменение траектории движения инструмента
3.8 Определение режимов обработки при компенсировании деформаций детали за счет изменения режимов резания
3.9 Алгоритм программы расчета технологических условий обработки
3.10 Оценка увеличения производительности при использовании предлагаемой методики
'4* 3.11 Выводы по главе
4 Экспериментальная проверка теоретических решений
4.1 Методика проведения экспериментов
4.2 Определение силы резания
4.2.1 Титановые сплавы
4.2.2 Алюминиевые сплавы
4.3 Определение износа фрезы
4.4 Определение остаточных напряжений вносимых в поверхностный
слой
^ 4.5 Проверка адекватности предложенной методики по определению
Тогда с учетом (36) и (37) формула для определения 1г3 имеет вид
(7п-' (бв)у• Е21
• (38)

При расчете значения критериев Б, В, Е используются средние значения скорости резания и толщины сечения среза, определяемые при значении угла
в = (38)
Увеличение числа зубьев фрезы повышает частоту резания каждого
зуба, т. е. увеличивает частоту контакта зуба фрезы с обрабатываемым
материалом. По этой причине сокращается время работы зуба фрезы до достижения определенной величины износа. Изменение стойкости фрезы от числа зубьев достаточно точно описывается уравнением, предложенным в работе [12]

Г(г) = Гг°°4 , (39)
где Т- стойкость фрезы с одним зубом, мин;
2 - число зубьев фрезы.
Подставим уравнение (39) в формулу (38). Для этого выразим уравнение (36) через длину обработанной поверхности
Зг-п-г
(40)
Выразим из (40) формулу для определения длины обработанной поверхности при фрезеровании многозубой фрезой

£(2) = 5г.„.4_^У04. (41)
Подставив уравнение (41) в (38) получим формулу для определения износа фрезы с учетом изменения стойкости от увеличения числа зубьев фрезы (формула 42).