Развитие теории формообразования и дробления стружки с целью повышения эффективности механической обработки пластичных материалов

• Автор: Михайлов, Станислав Васильевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 451 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Обозначения и сокращения

Введение

1. Современное состояние проблемы прогнозирования и управления

формой стружки

1.1. Значимость решения проблемы прогнозирования и управления формой стружки на современном этапе развития автоматизированного производства в машиностроении. Понятие благоприятной формы
стружки
1.2. Анализ существующих теорий и экспериментальных исследований процесса завивания и дробления стружки

1.3. Цель и задачи исследования

2. Исследование физической природы формообразования стружки

при резании материалов

2.1. Методологические проблемы экспериментального исследования процесса завивания стружки
2.2. Разработка новых методов исследования процесса
стружкообразования
2.2.1. Способ фиксации пластических деформаций в переходной
зоне и стружке
2.2.2. Способ определения естественных характеристик зоны стружкообразования и формы стружки
2.2.3. Способ определения длины участка пластического контакта стружки с инструментом и динамики ее изменения в процессе резания
2.3. Исследования процесса завивания стружки в плоскости ее схода
2.4. Исследования процесса завивания стружки в плоскости передней поверхности инструмента
2.5. Исследование процесса завивания стружки в плоскости ее поперечного сечения при резании инструментом с криволинейной

передней поверхностью
2.6 Физическая модель завивания стружки и ее графическая
интерпретация
2.7. Выводы по 2-ой главе
3. Моделирование характеристик процесса резания и оптимизация условий стружкообразования на основе теоретического анализа взаимосвязи напряженно-деформированного состояния срезаемого
слоя с формой стружки
3.1. Анализ напряженно-деформированного состояния зоны резания
с учетом завивания стружки
3.1.1. Жестко-пластическая модель стружкообразования при резании инструментом с плоской передней поверхностью
3.1.2. Оценка влияния упругой деформации изгиба стружки
на изменение ее радиуса кривизны
3.2 Механика резания инструментом со стружкозавивающей канавкой
3.3. Расчет усадки стружки при резании металлов инструментом со стружкозавивающей передней поверхностью
3.4. Расчетное определение силовых характеристик процесса резания
с учетом образования различных видов стружек
3.5. Особенности резания в условиях нестабильного циклического стружкообразования
3.6. Оптимизация условий стружкообразования по естественной
форме стружки
3.7. Выводы по 3-ей главе
4. Математическое моделирование формирования сливной стружки
4.1. Кинематическая модель схода стружки с инструмента
4.1.1. Кинематический анализ формирования сливной стружки
4.2. Моделирование процесса завивания стружки в плоскости ее схода
4.3. Моделирование завивания стружки в плоскости передней поверхности инструмента

4.4. Моделирование завивания стружки в плоскости ее поперечного сечения
4.5. Расчетное определение угловых параметров схода стружки с учетом бокового завивания
4.6. Методика расчета параметров схода стружки с передней поверхности инструмента произвольной формы
4.7. Выводы по 4-ой главе
5. Прогнозирование и управление процессом завивания стружки
5.1. Определение критериев эффективного стружкозавивания
5.2. Компьютерное прогнозирование параметров схода стружки с инструмента
5.2.1. Автоматизированная система прогнозирования формы и направления схода стружки с инструмента
5.2.2. Прогнозирование процесса схода стружки с инструмента, оснащенного МНП
5.2.3. Методика экспериментальной проверки модели формообразования стружки
5.3. Влияние технологических условий резания на формообразование стружки
5.4. Морфологический классификатор передних поверхностей инструмента
5.5. Повышение эффективности механической обработки путем улучшения отвода стружки из зоны резания
5.5.1. Оптимизация токарных операций по критерию эффективного стружкозавивания
5.5.2. Улучшение отвода стружки из зоны резания с ограниченным стружечным пространством
5.5.2.1. Управление сходом стружки за счет дополнительного завивания в плоскости ее поперечного сечения

В своих более поздних работах Г. Л. Куфарев приходит к мнению, что процесс завивания стружки в плоскости передней поверхности не может быть описан с позиции только условия сплошности материала [77]. По его представлению завивание стружки в плоскости передней поверхности, как и в нормальной к ней плоскости, осуществляется в результате перераспределения упругих нормальных напряжений, действующих вдоль оси стружки в ее материале, в момент, когда стружка начинает существовать как самостоятельное твердое тело, освободившееся от воздействия внешних сил. Вследствие неоднородной по ширине срезаемого слоя деформации, у вершины резца возникают меньшие по величине нормальные напряжения, а на периферии большие. Это связывается с тем, что слои металла, движущиеся с большей скоростью, увлекают за собой относительно медленно движущиеся свободные слои стружки, создавая в них напряжения растяжения. Сами же они, испытывая тормозящее действие отстающих слоев, несут сжимающие напряжения. В таких условиях момент временных упругих напряжений, действующий на стружку при ее разгрузке, будет изгибать стружку в направлении от обрабатываемой поверхности детали. Внешним воздействием на процесс завивания является момент сил трения, неравномерно распределенных на площадке контакта стружки с передней гранью резца.
Анализ предложенной физической модели показывает, что она обладает теми же недостатками, что и модель завивания стружки в плоскости ее схода под действием упругой разгрузки [58].
В работе [12] делается попытка увязать боковое завивание стружки с направлением ее схода. Однако получить четкую зависимость между технологическими условиями резания, определяющими угол схода стружки, и радиусом кривизны стружки не удается. По экспериментальным данным авторов радиус кривизны стружки 1? уменьшается с увеличением угла схода стружки у, если
переменными являются глубина резания /, толщина срезаемого слоя ах, радиус при вершине инструмента г, вспомогательный угол в плане (рх. Исключением