Повышение производительности токарной обработки маложестких деталей из никелевых сплавов на основе моделирования динамики процесса резания

• Автор: Яковлев, Максим Григорьевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Обзор литературы и производственного опыта по влиянию вибраций на процессы обработки резанием
1.1. Автоколебания и вынужденные колебания при резании деталей из жаропрочных сплавов

1.2. Моделирование и анализ колебательных процессов при резании

1.3. Влияние вибраций на изнашивание режущего инструмента

1.4. Определение стойкости режущего инструмента

1.5. Выводы по главе 1. Формулировка целей и задач исследования

2. Разработка динамической модели автоколебаний технологической системы и определение их влияния на работоспособность инструмента при токарной обработке
2.1. Разработка расчетной схемы колебаний технологической системы
2.2. Разработка нелинейной динамической модели процесса токарной обработки с учетом фрикционных явлений в зоне резания
2.3. Решение системы нелинейных уравнений динамической модели процесса токарной обработки

2.4. Расчет изменения сил и температур при автоколебаниях технологической системы и их влияние на работоспособность инструмента при токарной обработке
3. Разработка методов расчета и средств измерений частотных характеристик процесса токарной обработки для прогнозирования стойкости режущего инструмента
3.1. Разработка измерительной системы для проведения исследований
3.2. Выбор расчетной схемы колебаний технологической системы и разработка линейных уравнений ее перемещений
3.3. Разработка модели для расчета сил резания в зависимости от толщины срезаемого слоя

3.4. Решение линейной системы уравнений, описывающей движения резца в процессе обработки
3.4.1. Экспериментальное определение эмпирических коэффициентов модели сил резания
3.4.2. Экспериментальная идентификация параметров технологической системы при помощи частотного анализа
3.4.3. Решение линейной системы уравнений, характеризующих динамические перемещения инструмента
3.5. Решение нелинейной системы уравнений движения резца и нахождение зависимости между эмпирическим фрикционным коэффициентом и скоростью резания
3.6. Экспериментальное определение коэффициентов модели для расчета стойкости инструмента с учетом сил, температур в зоне резания и автоколебаний технологической системы
4. Экспериментальные исследования влияния динамических характеристик технологической системы и режимов резания на стойкость инструмента
4.1. Сравнение расчетных значений амплитудо-частотных характеристик процесса резания с экспериментальными результатами
4.2. Выбор метода оценки стойкости инструмента в зависимости от интенсивности изнашивания инструмента и изменения сил резания
4.3. Сравнение экспериментальных результатов и расчетных значений стойкости инструмента в зависимости от режимов резания и динамических характеристик технологической системы
5. Внедрение результатов исследований в производство
5.1. Оценка динамических характеристик технологической системы
5.2. Инженерная методика уточнения режимов резания с учетом динамических характеристик технологической системы и свойств обрабатываемого материала
5.3. Нормативы на режимы резания типовых жаропрочных сплавов с

учетом их свойств и динамических характеристик технологической
системы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение

Рис. 2.4. Зависимость силы трения от скорости скольжения
В некотором диапазоне изменения скорости и<и0 сила трения уменьшается, а затем начинает возрастать.
Точные значения о развивающихся амплитудах в таких процессах можно получить, аппроксимируя тем или иным способом зависимость Щи). Представим зависимость силы трения от скорости скольжения в виде полинома третьей степени [55]:
Я(у—х) = Ь+Ь1х+Ь2х2 + Ь3х Щу—г) = Ь+Ь1г+Ь2г2 + Ь3г
(52-11)
Приняв, что Ь{ — С, а У, где у-эмпирический коэффициент,

(мин/м)2, тогда уравнение колебаний инструмента относительно положения
статического упругого отжатия без учета силы резания примет вид:
Мх х - сх х (1 - у х2) + кх' х — О Мг г - с2 2 (1 - у i2) + к2 z
(2.12)