Повышение режущих свойств резцов с СМП за счет управления теплообменом в зоне резания

• Автор: Проскоков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Юрга
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Виды и критерии износа металлорежущего инструмента и способы его оценки

1.2 Закономерности теплообмена при механической обработке металлов

1.2Л Данные о влиянии температуры на процесс резания

1.2.2 Способы экспериментального измерения температуры резания....18 ТЗСовершенствование инструмента на основе теплофизического анализа

1.3.1 Совершенствование инструмента путем изменения его геометрических параметров

1.3.2 Регулирование теплообмена изменением размеров контактных поверхностей инструмента

1.3.3 Улучшение теплоотвода в заготовку при несвободном резании

1.4 Схематизация формы тела и расположение источников тепловыделения. Расчет итоговых плотностей теплового потока

1.5 Численные методы решения дифференциального уравнения теплопроводности

1.6 Напряженно-деформированное состояние в зоне резания. Схемы стружкообразования

1.7 Определение направления схода стружки при косоугольном резании
1.8 Цель, задачи и этапы исследования
Глава 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРЫ
2.1 Определение направления схода стружки при несвободном косоугольном резании инструментом с закругленным лезвием
2.2 Уточнение схемы стружкообразования для различных значений переднего и заднего углов
2.3 Расчет напряжений в зоне пластической деформации

2.4 Расчет напряжений на контактных поверхностях
2.5 Пример расчета напряженного состояния в зонах стружкообразования
и контакта
2.6 Особенности расчета напряженного состояния при
несвободном резании
2.7 Выводы по главе
Глава 3 РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ НА РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЯХ РЕЗЦА
3.1 Расчет итоговых плотностей теплового потока
3.2 Расчет температуры на поверхностях резца методом конечных элементов при свободном резании
3.3 Расчет температуры на поверхностях резца методом конечных элементов при несвободном резании
3.4 Выводы по главе
Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ НА РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЯХ
4.1 Выбор методов экспериментального исследования
4.1.1 Обрабатываемый материал
4.1.2 Режущий инструмент
4.1.3 Многогранные пластины
4.1.4 Экспериментальная установка
4.2 Измерение температуры резания
4.2.1 Измерение средней температуры резания естественной термопарой
4.2.2 Определение температурных полей на поверхности многогранной пластины
4.3 Определение направления схода стружки
4.4 Результаты определения температурных полей с помощью термоиндикаторных красок
4.5 Выводы по главе
Глава 5 КОНСТРУИРОВАНИЕ СМП С УЧЕТОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
5.1 Конструирование СМП с уменьшенным диапазоном температуры вдоль режущей кромки путем управления формой задней поверхности
5.2 Конструирование СМП с равномерным распределением температуры вдоль режущей кромки путем создания дополнительных элементов на передней поверхности
5.3 Сравнение распределений температуры вдоль режущей кромки предложенных пластин
5.5 Сравнительное экспериментальное исследование эксплуатационных свойств предлагаемых СМП
5.6 Оценка эксплуатационных свойств предлагаемых СМП с помощью
коэффициента равномерности изнашивания
5.5 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Пример расчета НДС в зоне стружкообразования,
выполненный в программе MathCAD
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Пример расчета итоговых плотностей теплового потока,
выполненный в программе MathCAD
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Акты внедрения
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Патенты на полезные модели

В этой схеме: щ -толщина срезаемого слоя в направлении схода стружки ;-м сечении; аI ,■ -толщина стружки в /-м сечении; /„ ,• - полная длина контакта г-го сечения; /„ ,• -длина пластического контакта /-го сечения; 1упр ,• -длина упругого контакта 1-го сечения; Б -величина подачи; I -глубина резания; г -радиус при вершине; ф -главный угол в плане; г| -угол схода стружки; у2 -ось абсцисс динамической системы координат; уд -передний угол в /-м сечении динамической системы координат.
Определение формы и размеров контактных площадок необходимо производить в направлении схода стружки, поэтому первой величиной, которую необходимо рассчитать аналитически является угол схода стружки.
2.1 Определение направления схода стружки при несвободном косоугольном резании инструментом с закругленным лезвием
Ранее в п. 1.8 была рассмотрена расчетная схема к определению начального угла схода стружки в общем виде. Рабочая режущая кромка реального инструмента, как правило, состоит из геометрических элементов, позволяющих описывать их математически.
В работе [79] предлагается задавать ориентацию передней поверхности в пространстве по аналогии с правилами начертательной геометрии с помощью двух углов: фронтального угла - ух, и профильного - уу.
На рис.2.2 для случая несвободного резания лезвием с радиусом при вершине г, при ориентации передней поверхности углами ух и уу показаны форма УПС и ее проекции на плоскости х()г и уОг. В этой схеме у2 - ось абсцисс динамической системы координат; фигура АБЕВ - условная поверхность сдвига; Ех - проекция УПС на хОг; Ру - проекция УПС на уОг; Бс - площадь стружки; г| -угол схода стружки.