Модели формирования тангенциальной составляющей силы резания в условиях относительных колебаний резца и заготовки

• Автор: Ханс Мичаэль Бенавидес Мальдонадо
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Проблемы механики процесса резания
1.2. Нагрузки на передней поверхности режущего клина
1.3. Формирование нормальных и тангенциальных сил на
задней поверхности режущего инструмента
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Экспериментальная установка и методика исследования
статических и динамических характеристик
2.2. Стенд для экспериментального исследования формирова-
ния тангенциальной составляющей силы резания
2.3. Разработка автоматизированной аналого-цифровой
системы обработки сигнала
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ В УСЛОВИЯХ КОЛЕБАНИЙ
3.1. Теоретические основы разработки математической
модели
3.2. Процедура формирования тангенциальной составляющей
силы резания
3.2.1. Изменение параметров зоны стружкообразования
в течение периода относительных колебаний
3.2.2. Математическая модель формирования нормальной и тангенциальной составляющих силы резания на пе-
ре дней и задней поверхностях режущего клина
3.3. Компьютерные эксперименты на математической модели формирования тангенциальной составляющей силы резания
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ФИЗИЧЕСКИХ
МОДЕЛЯХ РЕЗАНИЯ В УСЛОВИЯХ КОЛЕБАНИЙ
4.1.Колебания при резании на токарно-винторезном станке.
4.2. Исследование процесса формирования тангенциальной составляющей силы резания на физической модели
ортогонального резания
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Операции резания обеспечивают требуемое качество изделий путем формирования поверхностей деталей заданных размеров, пространственного расположения и шероховатости. Силовое взаимодействие между заготовкой и режущим инструментом влияет на точность и качество обработанных поверхностей, определяет стойкость режущих пластин и, в конечном счете, эффективность обработки, под которой понимается объём снимаемого материала при черновой обработке и площадь обработанной поверхности при чистовой обработке, отнесённые к единице времени.
Сопоставление результатов математического и физического моделирования может помочь глубже разобраться в процессах, происходящих в зоне контакта режущего клина с обработанной поверхностью. Такое сопоставление тем более необходимо, что в ряде случаев разрабатываемые математические модели стружкообразования не имеют точно очерченной области применения и четко сформулированной системы допущений. Зона стружкообразования, в том числе и подрезцовая часть обработанной поверхности, находятся в условиях неравномерного объемного напряженно-деформированного состояния.
Существующие методы анализа динамики процесса резания направлены

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Точность и качество обработанной поверхности, уровень колебаний при резании в значительной степени определяется статической и динамической податливостью эквивалентной упругой системы станка в рабочем пространстве. Эти показатели зависят от ряда факторов, связанных с упругой системой станка и изменяющихся в зависимости от условий обработки. К этим факторам относится: положение режущей кромки инструмента в рабочем пространстве станка, податливость приспособлений, детали и инструмента.
Исследования включает в себя:
1. Определение статических характеристик путем нагружения системы силой, имитирующей силы резания.
2. Определение параметров относительных колебаний холостого хода.
3. Определение параметров относительных колебаний при резании
2.1. Экспериментальная установка и методика исследования статических и динамических характеристик.
Исследования проводились на токарно-винторезном станке 16К20В. Для экспериментального исследования применялась установка, включающая в себя следующее:
- нагружающее устройство для создания силы, имитирующей силу резания;
- датчики регистрации статических отжатий и колебаний упругой системы станка;
- датчики силы;
- усилительную и измерительную аппаратуру;
- компьютер с платой аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
Цель исследований состояла в подробном изучении статических характеристики податливости шпинделя и анализе колебаний в направлении оси Ъ. Стенд (рис. 2.1) включает узел установки заготовки с возможностью регулирования ее податливости в направлениях У и Ъ с тем, были, чтобы, исключая из