Повышение эффективности торцевого фрезерования за счет применения фрез с корпусами из сталефибробетона

• Автор: Фоломкин, Андрей Игоревич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности нагружения зуба фрезы

1.2. Анализ методов гашения колебаний в технологических'системах

1.3. Перспективность использования сталефибробетона для демпфирования технологических систем

1.4 Выводы по главе

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА СТАЛЕФИБРОБЕТОНА ДЛЯ КОРПУСОВ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

2.1. Состав сталефибробетона и его механические характеристики

2.2. Демпфирующие характеристики сталефибробетона

2.3. Оптимизация состава сталефибробетона дня корпусов инструмента

2.4. Выводы по главе

3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ФРЕЗ С КОРПУСАМ ИЗ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА
3.1 Конструктивные и технологические особенности фрез с корпусами из сталефибробетона
3.2 Методика проектирования фрез с корпусами из сталефибробетона
3.3 Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОРЦЕВЫХ ФРЕЗ С КОРПУСАМИ ИЗ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА
4.1 Демпфирование колебаний в технологической системе
4.2 Демпфирование ударных нагрузок на режущую кромку инструмента

4.3. Исследование стойкости лезвий торцевых фрез с корпусами из
сталефибробетона при фрезеровании труднообрабатываемых материалов
4.4. Определение производительности при торцевом фрезеровании фрезами с корпусами из сталефибробетона
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Математическая обработка экспериментальных данных и
определение зависимости насыпной плотности от длины и площади
поперечного сечеиш волокон
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Математическая обработка экспериментальных данных и определение зависимости прочности сталефибробетона на сжатия от его
состава
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Математическая обработка экспериментальных данных и определение зависимости логарифмического декремента колебаний
сталефибробетона от его состава
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Оптимизация состава сталефибробетона
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Программа расчета параметров движения лезвия
инструмента при фрезеровании
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Акт производственных испытаний

Актуальность. Одной из характерных тенденций развития технологических систем, является увеличение скоростей резания. Это приводит к снижению запаса устойчивости технологических систем из-за сближения частоты возмущающей силы с собственными частотами колебаний в системе, что вызывает увеличение амплитуды относительных колебаний режущего инструмента и заготовки. Возникновение колебаний в технологической системе приводит к снижению качества поверхности детали, уменьшает стойкость инструмента, увеличивает износ станка, является причиной повышенного уровня шума.
В свою очередь повышение скорости резания при фрезеровании приводит к увеличению ударных нагрузок на режущие кромки, что не позволяет использовать некоторые износостойкие, но хрупкие инструментальные материалы.
Известны конструкции инструмента, которые позволяют демпфировать колебания режущих кромок, однако многие из них существенно снижают жесткость инструмента, не технологичны, и поэтому не получили широкого распространения. Кроме того, при изготовлении фрез, существенной проблемой является обеспечение минимального биения режущих кромок относительно оси вращения.
Одним из путей совершенствования конструкций режущего инструмента является применение композиционных материалов для изготовления корпусов инструмента. Однако, разработанные к настоящему времени конструкции инструментов из композиционных материалов остаются не технологичными и не решают проблемы изготовления качественного и надежного инструмента.
Обе проблемы удается решить при изготовлении корпусов торцовых фрез из сталефибробетона. Существенной особенностью таких конст рукций является уменьшение ударных нагрузок и вибраций за счет высоких демпфирующих характеристик сталефибробетона. Кроме того, простота конструкции и

Обработка результатов эксперимента показала незначимость коэффициентов при слагаемых Х12, Х22, ■X 2, ХГХ2, ХГХ3, Х2-Х3 и ХГХ2-Х3 в модели вида (2.28) и в итоге регрессионный полином модели зависимости логарифмического декремента колебаний от параметров сталефибробетона с нормированными коэффициентами выглядит следующим образом
А=0,332375-0,102375-Х1+0,04875-Х2-0,00875Хз (2.29)
Все коэффициенты модели являются статистически значимыми, так как удовлетворяют условию:
(2.30)
где Цр - критическое значение критерия Стьюдента;
8! - среднеквадратичное отклонение дисперсии коэффициента регрессии.
Среднеквадратичное отклонение дисперсии коэффициента регрессии определяется по формуле:
(2-31)
V И-т
где N - общее число различных точек в плане матрицы; т - число параллельных наблюдений в точке плана матрицы;
82 {а} - дисперсия логарифмического декремента.
Адекватность модели проверялась по критерию Фишера из условия:
(232)
где Г'кр - критическое значение критерия Фишера;
Sad2 - оценка дисперсии адекватности
Оценку дисперсии адекватности модели определяют по формуле: