Обеспечение надежности сборных токарных резцов за счет выбора их конструкций и рациональных условий эксплуатации

• Автор: Михайлов, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 241 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА ЕСостояние вопроса и обзор предыдущих исследований
1.1. Исследования в области создания систем автоматизированного проектирования режущего инструмента и прогнозирования его надежности
1.2. Исследование контактных процессов при обработке резанием
1.3. Исследование напряженно-деформированного состояния
• режущего клина и его расчет на прочность
1.4. Выводы по первой главе 31 ГЛАВА 2. Модель напряженно-деформированного состояния
режущего элемента в конструкции сборного металлорежущего резца
2.1 .Конечно-разностная модель СМИ
2.2.Граничные условия для формирования конечно-разностной модели СМИ от действия сил закрепления
2.3.Граничные условия для формирования конечно-разностной модели СМИ от действия сил резания
2.4. Граничные условия для формирования конечно-разностной модели СМП от действия сил реакции со стороны опорных поверхностей узла крепления СМП
2.5. Выводы по второй главе ■69 % ГЛАВА 3. Математическая модель оценки эффективности работы
конструкций сборных токарных резцов по параметрам надежности
3.1. Объектно-ориентированная модель сборных металлорежущих резцов
3.2. Стохастическая модель вероятности безотказной работы сборного металлорежущего инструмента
3.3. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. Технико-экономическое обоснование рациональных технико-технологических условий эксплуатации сборных токарных резцов
4.1. Анализ вариантов и поиск оптимальной конструкции сборного токарного резца на стадии проектирования
4.2.1. Статистические исследования и экономическое обоснование работоспособности инструмента оснащенного СМП, в условиях действующей автоматической линии
4.2.2. Обоснование планового периода замены инструмента по технико-экономическим параметрам в условиях действующей автоматической линии
4.2.3. Экспериментальное определение прочности по ломающей подаче для различных конструкций крепления СМП
4.3. Выводы по четвертой главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение 1. Контактная задача о сжатии цилиндра с плоскостью
Приложение 2. Контактная задача о внутреннем сжатии круговых цилиндров близких радиусов
Приложение 3. Общая постановка контактной задачи о сжатии двух плоских тел под действием внецентренной нагрузки
Приложение 4. Общая постановка задачи по определению величины момента сил трения и координат полюса поворота
Приложение 5. Анализ работоспособности инструмента на автоматической линии фирмы “Ла Салль” по обработке поршней
Приложение 6. Анализ работоспособности инструмента на АЛ
“Гильдемайстер” по производству поршневых вставок
Приложение 7. Анализ работоспособности сборных токарных резцов на автоматических линиях по обработке гильз
Приложение 8. Исследование стойкости и характера износа резцов при обработке гильз из хромокремнистого сплава
Акты внедрения
ВВЕДЕНИЕ

Современное машиностроительное производство, основным направлением развития которого является автоматизация производства с целью повышения производительности труда в условиях расширения номенклатуры выпускаемых изделий и сокращение сроков их сменяемости, выдвигает повышенные требования к металлорежущим резцам.
Инструменты серьезно влияют на структуру затрат в автоматизированном производстве. Эффективность современных технологических систем определяется не только величиной основного времени, когда наиболее существенным является съем объема материала обрабатываемой детали в единицу времени, но и затратами вспомогательного времени, времени технического обслуживания и времени на подналадку. Таким образом, переменная доля себестоимости операций, связанная с инструментом, зависит от режимов резания, потерь времени на наладку резцов на заданные размеры обработки, стоимости резца за период его стойкости, а также связана со случайным (преждевременным) выходом резца из строя из-за разрушения или неудовлетворительного формирования стружки.
Большое значение имеет надежность резцов, соответствующая высокому уровню автоматизации механической обработки в условиях гибких производственных систем и автоматических линий.
Перед современным машиностроительным производством стоит проблема повышения технико-экономической эффективности использования твердосплавного инструмента. При черновой обработке на инструмент действуют экстремальные термомеханические нагрузки, что в итоге приводит к повышенному расходу твердого сплава. Требованиям прочности и надежности работы отвечают сборные металлорежущие инструменты с механическим креплением многогранных сменных неперетачиваемых твердосплавных пластин (СМП).
Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные В.Ф. Бобровым, В.А. Гречишниковым, Т.Н. Кирсановым, В.А. Остафьевым, Г.Л.

ГЛАВА

Модель напряженно-деформированного состояния режущего элемента в конструкции сборного металлорежущего резца
2Л. Конечно-разностная модель СМП
Несмотря на большое количество исследований, до настоящего времени не было разработано методики расчета конструкции сборных металлорежущих резцов, оснащенных многогранными неперетачиваемыми пластинами, направленных на рациональный выбор параметров конструкции резца и условий его эксплуатации. Эффективность работы резцов может быть обеспечена на основе системного подхода к назначению рациональных условий их эксплуатации. Конструктивно сборные резцы состоят из корпуса, узла крепления и режущей пластины. Стандартами определены типовые конструкции пластин (ГОСТ 19042-80) и заданы схемы и способы крепления СМП в корпусе резца (ГОСТ 26476-85). Условные обозначения способов крепления СМП в зависимости от их конструктивных особенностей приведены в таблице 2 в соответствии с ГОСТ 26476-86 и международной классификацией.
В соответствии со стандартами, инструментальными заводами разработаны различные конструкции узлов крепления пластин. На рис. 5 приведены эскизы некоторых конструкций узлов крепления пластин в корпусе сборных токарных резцов.
Одним из вариантов решения задачи по определению рациональных условий эксплуатации сборных резцов является исследование конечноразностной модели и расчет на прочность наиболее слабого звена конструкции сборного резца. Надежность слабого звена конструкции будет определять надежность инструмента в целом. Как свидетельствует опыт машино-