Особенности проектирования металлорежущего инструмента с учетом качества обработанных поверхностей деталей

• Автор: Хандожко, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 373 с. : ил. + Прил. (c.374-484)

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ И

НАПРАВЛЕНИЯ ЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Взаимосвязь параметров инструмента с показателями

качества обрабатываемой поверхности

1.1.1.Исследование влияния параметров инструмента на

микрогеометрию обрабатываемых поверхностей

1.1.2.Оценка влияния параметров инструментов на

физико-механические свойства формируемой поверхности

1.1.3. Формирование теории стружкообразования

1.1.4. Прочностные расчеты инструмента и оценка
напряженно-деформированного состояния в зоне резания
1.2. Развитие методов профилирования металлорежущих инструментов
1.3. Методики проектирования сложнорежущего инструмента,
требующие оптимизации схемы срезания припуска
Выводы .............................................-'.'."тт. ..
Задачи исследований
ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ИНСТРУМЕНТА С УЧЕТОМ КАЧЕСТВА ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
2.1.Общая методология
2.2. Методология проектирования инструментов первой группы
2.3. Методология проектирования инструментов второй группы
2.4. Методология проектирования инструментов третьей группы
ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ НАЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖУЩИХ ЛЕЗВИЙ ИНСТРУМЕНТОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ И ВОЛНИСТОСТИ
ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ЗЛ. Установление взаимосвязи шероховатости поверхности с геометрическими параметрами режущих лезвий инструментов
3.2. Установление взаимосвязи волнистости поверхности с геометрическими параметрами режущих лезвий инструментов
3.3. Назначение параметров режущих лезвий инструментов, обеспечивающих параметры шероховатости и волнистости обработанных поверхностей
ГЛАВА 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННО-
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ И ПАРАМЕТРОВ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ
4.1. Общие подходы к решению задачи
4.2. Формирование квазистатической расчетной схемы
4.3. Формирование сетки конечных элементов...............7.77. ..
4.3. Физическая модель и математический аппарат метода блочной релаксации (РСМКЭ)
4.4. Математические зависимости для описания напряжений и деформаций

4.4.1. Особенности расчета перемещений для контактирующих узлов..
4.4.2. Учет физической нелинейности
4.5. Критерии завершения итерационных процедур и корректности расчетов
4.6. Описание расчетного комплекса
4.6.1. Модуль расчета и формирования расчетной схемы
4.6.2. Модуль формирования сетки КЭ
4.6.3. Описание расчетного модуля
4.6.4. Модуль расчета перемещений узлов
4.6.5. Модуль расчета напряжений, упрочнения и усилий резания
4.6.6. Визуализация и интерпретация результатов расчетов
4.7. Методики и результаты тестирования программного комплекса
4.8. Пример назначения параметров режущего лезвия
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ГРАФО-КИНЕМАТИЧЕСКОГО МЕТОДА ПРОФИЛИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ
5.1. Основы графо-кинематического метода
5.2. Подходы к формированию графических моделей
5.3. Математический аппарат, используемый в графо-кинематическом методе профилирования
5.4. Точность методик профилирования, основанных на графо-кинематическом методе
5.5. Примеры реализации графо-кинематического метода в методиках профилирования режущего инструмента
5.5.1. Профилирование фасонных резцов
5.5.2. Методика профилирования червячных фрез
5.5.3. Профилирование дискового инструмента для обработки

резца. В ходе численных экспериментов исследовалось влияние параметров режущего лезвия, на напряжения и их распределение по инструменту.
Достаточно сложная расчетная схема использовалась М.И.Михайловым при исследовании сборных резцов. В расчетной схеме используется несколько тел - резцовая вставка, державка, прихват (рис. 1.5). При этом имеется возможность задавать для них различные механические свойства. Для учета особенностей контактной задачи (в расчетной схеме три стыка') автор использует оригинальный алгоритм, который по сути дела сводится к использованию метода дополнительного стыковочного элемента. В принятой им расчетной схеме резец (пластина) нагружена двумя сосредоточенными силами или распределенными силами по некоторому закону. В ходе исследований выполнялась оптимизация конструкции инструмента, подбор конструктивных материалов.
Лукина С.М. использовала МКЭ для расчета сборного и цельного инструмента. Методика предусматривает решение как двух- так и трехмерной задачи. Разработанная методика использована при анализе конструкций резцов, фрез, протяжек [101, 102]. Также как и в расчетной схеме М.И, Михайлова в этих схемах режущие кромки нагружены сосредоточенными силами. Нелинейность возникающей задачи учитывается с использованием дополнительного промежуточного тела. Целью исследований являлась оптимизация конструктивных решений при проектировании сборного и цельного инструментов.
Схема расчета инструмента, нагруженного внешней силой с помощью МКЭ, особенно для сборных конструкций, требует применения большого количества допущений. Кроме приемов линеаризации контактной задачи, необходимо обоснование схемы приложения и величина нагрузки. Но в целом, в такой постановке, корректность применения МКЭ не вызывает сомнений.
Опыта использования МКЭ для решения собственно задачи резания или хотя бы внедрения режущего клина в материал заготовки меньше, хотя в