Снижение энергетических затрат при обработке отверстий резцами и осевыми инструментами

• Автор: Малашенко, Наталья Алексеевна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 148 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Энергосбережение при механической обработке. Постановка цели и

задач исследований

1.1. Экономия энергии при механической обработке

1.2. Оптимизация технологических процессов механообработки

1.3. Энергетические затраты на процесс резания

1.4. Потери энергии в приводах металлорежущих станков

1.5. Выводы по главе 1. Постановка цели и задач исследований

Глава 2. Методика проведения исследований

2.1. Структурная схема исследований
2.2. Методика проведения теоретических исследований
2.3. Планирование экспериментальных исследований
Глава 3. Теоретические аспекты проектирования энергоэкономичных
технологических процессов обработки отверстий
3.1. Выбор и обоснование критерия оптимизации
3.2. Определение промежуточных размеров обрабатываемого отверстия
3.3. Влияние режимов обработки на расход энергии в технологической системе
3.4. Выбор оптимального маршрута обработки отверстия
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальные исследования влияния технологических факторов на энергетические затраты при обработке отверстий
4.1. Исследование влияния режимов резания на энергозатраты при
сверлении и рассверливании отверстий на токарно-винторезном станке
4.2. Исследование влияния режимов резания на энергозатраты при сверлении отверстий на вертикально-сверлильном станке
4.3. Исследование влияния на энергозатраты распределения припуска между переходами сверления и рассверливания
4.4. Исследование влияния режимов резания на энергозатраты при зенкеровании и развертывании отверстий на вертикальносверлильном станке
4.5. Выводы по главе
Глава 5. Рекомендации по использованию результатов исследований на
практике
5.1. Экономия энергии за счет оптимального распределения припуска между технологическими переходами
5.2. Экономия энергии за счет применения рациональных режимов обработки
5.3. Экономия энергии за счет использования сверл с двойной формой заточки режущей части
5.4. Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Настоящая научная работа посвящена проблеме экономии электроэнергии при механической обработке отверстий на сверлильных и токарных станках технологическими способами.
Актуальность проблемы. Одной из основных задач, стоящих перед машиностроительным комплексом Российской Федерации, является повышение эффективности использования энергетических ресурсов. На долю механической обработки заготовок деталей машин приходится значительное количество потребляемой предприятиями машиностроения электрической энергии, поскольку по всей стране в год обработкой резанием удаляются сотни тысяч тонн металлической стружки, а образование одной тонны стружки сопровождается расходом в среднем около 430 кВт-ч электроэнергии [44]. Отсюда и вытекает важность задачи снижения энергетических затрат на обрабатывающей стадии технологического процесса. Кроме того, доля затрат на электроэнергию в общей себестоимости продукции машиностроительных предприятий России и стран СНГ неуклонно возрастает — с 2 % в 1984 году [94], вплоть до 25 — 30 %, по различным данным, в 2002 году.
Согласно Федеральному закону «Об энергосбережении», принятому в 1996 году, отношения, возникающие в процессе деятельности, направленной на эффективное использование энергетических ресурсов при их производстве и потреблении, а также на создание и использование энергоэффективных технологий являются объектом государственного регулирования в области энергосбережения. Одними из основных принципов энергосберегающей политики государства являются приоритет эффективного использования энергетических ресурсов и осуществление государственного надзора в этом направлении.
В законе, в частности, указано, что весь объем потребляемых энергетических ресурсов с 2000 года подлежит обязательному учету и сертификации на соответствующие показатели энергоэффективности, а потребителям, осуществляющим мероприятия по энергосбережению, в том числе за счет производства

работки из-за повышенного изнашивания деталей станка ввиду значительных сил резания при черновой обработке.) Поэтому определение припусков и размеров, получаемых на предварительных стадиях, производилось из условия минимума энергозатрат на выполнение двух смежных переходов: выполняемом (7-м) и последующем (/+1):
Wi+Wм^mm. (2.1)
Положение минимума функции (2.1) определялось из условия равенства нулю частной производной
— = 0, (2 2)
до,. { '
где Д — диаметр отверстия, получаемого на выполняемом переходе.
На третьем этапе исследовалось влияние на удельные энергозатраты и потери энергии в элементах технологической системы подачи и скорости резания (через частоту вращения шпинделя), то есть режимов, от которых напрямую зависит производительность обработки.
На четвертом этапе исследований разрабатывалась методика выбора оптимального маршрута обработки отверстия. Для сравнения энергетической эффективности маршрутов использовались удельные суммарные энергозатраты на весь процесс обработки, полученные суммированием их составляющих, связанных с выполнением переходов, которые, в свою очередь, определялись через весовые коэффициенты, учитывающие вклад каждого перехода в общее энергопотребление. Для этих целей в табличном виде представлялись режимы обработки, обеспечивающие минимальные энергозатраты, требуемый квалитет точности диаметрального размера, заданные параметры шероховатости поверхности и нормативный период стойкости режущего инструмента. Данные приводились для разных диаметров отверстий. Одновременно для удобства в таблицах приводились расчетные значения удельных энергозатрат на выполнение переходов (приложение).