Комбинированная обработка поверхностей тел вращения фрезерованием и фрезоточением с учетом технологического обеспечения их динамической устойчивости

• Автор: Полетаев, Валерий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 432 с. : ил. + Прил. (94 c.: ил. )

Содержание

Перечень условных обозначений

Введение

Глава 1. Современные схемы и способы обработки, металлорежущие

станки и инструменты для обработки поверхностей тел вращения

1.1. Кинематические схемы обработки поверхностей тел вращения

1.1.1. Современные схемы обработки плоскостей и цилиндрических

поверхностей деталей типа коленчатый вал

1.1.2. Анализ эффективности различных схем обработки поверхностей

тел вращения
1.2. Термодинамические процессы фрезерования и точения
многолезвийным инструментом
1.2.1. Особенности стружкообразования в условиях резания с малыми
толщинами среза
1.2.2. Механические и тепловые модели резания с малыми толщинами
среза
1.2.3. Устойчивость процессов резания при обработке многолезвийным
инструментом
1.3. Металлорежущее оборудование, используемое для контурной
обработки поверхностей тел вращения
1.4. Режущий инструмент для контурной обработки тел вращения
1.4.1. Общие принципы проектирования режущей поверхности
инструмента
1.4.2. Выбор материала режущей части инструмента
1.4.3. Конструкция инструмента
1.5. Оптимизация процессов механической обработки. Обоснование
цели и задачи исследований
Глава 2. Кинематическая и статическая модели процессов фрезерования
и фрезоточения
2.1. Кинематическая модель зоны контакта инструмента и заготовки
2.1.1. Постановка задачи и обоснование методики исследования
2.1.2. Описание схемы, моделирующей зону контакта инструмента с
заготовкой
2.1.3. Расчет кинематических характеристик при наружной схеме обработки
2.1.4. Расчет кинематических характеристик при охватывающей схеме
обработки
2.1.5. Анализ полученных результатов
2.1.6. Аналитическое определение толщины элементарного среза при
наружном и охватывающем фрезеровании тел вращения
2.1.7. Результаты расчета толщин срезов и анализ полученных результатов
2.1.8. Определение действительных кинематических углов режущего инструмента
2.2. Разработка математической модели расчета сил резания при фрезеровании и фрезоточении
2.2.1. Особенности стружкообразования при фрезеровании и фрезоточении тел вращения
2.2.2. Математическая модель расчета силы резания единичной режущей кромки
2.2.3. Результаты расчетов и исследования силы резания при фрезеро-
вании и фрезоточении
2.3. Выводы по главе
Глава 3. Теплофизическая модель зоны резания при фрезеровании и
фрезоточении
3.1. Расчет температурного поля в зоне первичных пластических деформаций при нестационарном тепловом процессе
3.2. Расчет температурного поля на передней контактной площадке
лезвия инструмента при нестационарном тепловом процессе
3.3. Расчет температурного поля заготовки на задней контактной пло-
щадке лезвия инструмента при нестационарном тепловом процессе
3.4. Расчет температурного поля в режущем клине при нестационарном тепловом процессе
3.5. Подогрев зоны резания впереди идущими зубьями при работе многолезвийного инструмента
3.6. Расчет суммарных температурных полей в зоне резания
3.7. Расчет среднеинтегральной температуры в зоне резания при нестационарном тепловом процессе
3.8. Распределение теплоты трения и деформации на контактных поверхностях между заготовкой, стружкой и зубом инструмента
3.9. Баланс механической и тепловой энергий при фрезеровании и
фрезоточении
3.10. Уравнение обрабатываемости для условий фрезерования и фрезоточения, оптимальных по износостойкости инструмента
3.11. Экспериментальные исследования температурных полей в зоне
резания при фрезеровании и фрезоточении. Температура резания

переднего угла у ф, имеющие место в зоне резания при С1 « р^, получил еле-дующую зависимость: а1—2р{-СОЪ Уф /140/. При таких соотношениях с2] / р’] местом наибольших напряжений является точка соприкосновения линии сдвига с округлением вершины резца, то есть толщина среза является функцией и угла сдвига /31, 35/. Отделение стружки при таких соотношениях
$1 ! Р объясняется тем, что на вершине режущей кромки резца образуется устойчивый "нарост" или некоторая "застойная зона". Образование "застойной зоны" связывается с возникновением контактных напряжений трения, которые в нижнем слое могут превысить сопротивление металла пластическому сдвигу /53, 54, 137/. Таким образом, разделение потока металла на отделяемый, в виде стружки, и подминаемый задней поверхностью, сопровождается появлением застойной (заторможенной) зоны, которая является следствием симметрии сил в некоторой точке радиусного перехода и существенно изменяет механику резания. Такая зона занимает энергетически выгодное положение. По своей форме она напоминает клин, на поверхности которого развиваются процессы сдвига, сопровождающиеся внутренним трением. Нижняя граница "застойной зоны" аппроксимируется прямолинейным участком, который расположен параллельно направлению движения режущего клина. Этот участок является продолжением плоскости сдвига с нулевым углом наклона, что указывает на прекращение резания.
Таким образом, основной задачей разработки термомеханической модели процесса является единая модель стружкообразования при фрезеровании, точении фрезой или спиральной протяжкой в условиях единства скоростей резания.