Повышение производительности и качества обработки тел вращения из титановых сплавов методом высокоскоростного фрезерования и фрезоточения

• Автор: Селиванов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.07, 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
Содержание.
Введение.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

1.1. Проблемы и причины плохой обрабатываемости титановых сплавов резанием.

1.2. Методы обработки титана и его сплавов

1.2.1. Высокоскоростная лезвийная обработка.

1.2.2. Современные методы повышения производительности

1.2.3. Резание с нагревом материала срезаемого слоя.

1.2.4. Криогенная обработка.

1.2.5. Резание с вибрациями.

1.2.6. Электрофизикохимические методы обработки ЭФХМО.
1.3. Влияние смазочноохлаждающей технологической среды СОТС на
производительность
1.4. Обработка тел вращения многолезвийным инструментом.
1.5. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. КИНЕМАТИКОГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБРАБОТКИ ТЕЛ
ВРАЩЕНИЯ ПРИ ОТНОСИТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ РЕЗАНИЯ ПО
ОКРУЖНОСТИ ВОКРУГ ЦЕНТРА ВРАЩЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА РЕЗЦА
2.1 Анализ кинематических схем обработки деталей вращения
1. Расчт высоты остаточных микронеровностей образующихся при обработке валов с использованием схемы фрезоточения.
2. Расчт высоты остаточных микронеровностей образующихся при обработке валов методом фрезоточения
3. Расчет высоты остаточных микронеровностей образующихся при обработке валов методом окружного фрезерования
4. Расчт высоты остаточных микронеровностей образующихся при обработке валов методом охватывающего фрезерования
Вывод по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ МЕТОДОМ ФРЕЗЕРОВАНИЯ
И ФРЕЗОТОЧЕНИЯ
3.1. Определение шероховатости обработанной поверхности.
3.1. Выбор оснастки
3.1.2 Разработка плана проведения эксперимента.
3.2 Экспериментальное определение температуры на обрабатываемой
поверхности детали
Вывод по главе
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ФРЕЗОТОЧЕНИЯ И
ФРЕЗЕРОВАНИЯ.
Вывод по главе.
ВЫВОДЫ ПО РА ВОТЕ
Список литературы


Но в то же время широкое использование ТС сопровождается существенными проблемами, возникающими в процессе их лезвийной обработки: низкий коэффициент обрабатываемости, низкая скорость резания, высокие силы резания, возникновение высоких температур в процессе обработки и плохое удаление стружки из зоны резания оказывают негативное . Шлифование 'ГС вызывает целый ряд сложностей связанных со стойкостью шлифовального круга, получения поверхности требуемой шероховатости, микротвердости, величине и знаку остаточных напряжений, образованием прижогов и микротрещин. Наличие всех этих факторов позволяет отнести титан и его сплавы к труднообрабатываемым материалам (ТОМ) [, ]. Возникающий при шлифовании тепловой процесс характеризуется температурами порядка 0 - 0, а иногда - °С, мгновенностью нагрева за которым следует быстрый отвод тепла от поверх постных слоев, главным образом в глубь металла изделия до % [, ]. Но при шлифовании ТС образующееся тепло концентрируется в верхних слоях металла заготовки из-за низкого коэффициента теплопроводности, что приводит к снижению точности обрабатываемой поверхности из-за се коробления [, 3]. С - водород, свыше 0 - 0 °С кислород, с 0 - 0 °С азот, окись углерода и углекислый газ, что ведёт к снижению качества обрабатываемой поверхности и изменению структуры ТС [, , ]. Вдобавок к выше изложенному при высоких температурах титановая стружка способна самовоспламеняться, например, при точении с малыми сечениями среза (1><5 = 0, х 0, мм) на скоростях выше 0 м/мин. Не допустимо напичис пыли с концентрацией превышающей г титана на 1 м3 воздуха и её надевания выше °С. Учитывая тот факт, что процесс шлифования характеризуется снятием малых припусков с большой скоростью, а в процессе резания фактически образуется пыль, то данный факгор делает финишные операции, такие как шлифование мало эффективными, экономически не выгодными, а под час и невозможными. Следует иметь в виду, что пыль ТС может взрываться и воспламеняться не только при обработке, но и при хранении [, , 1, 5]. Так же воздействие высоких температур на заготовку способно повлиять на образование растягивающих остаточных напряжений и появление микротрещин на обрабатываемой поверхности, что ведёт к существенному снижению рабочего ресурса детали, а так же вызывать изменение структуры и физических свойств обрабатываемого металла []. Таким образом, при шлифовании ТС определяющее значение играет тепловой фактор, величина воздействия, на деталь которого и определяет возможность применения данного процесса при обработке ТС и качество обрабатываемой поверхности. В результате возникает проблема получения поверхности высокого качества при обработке ТС без применения операции шлифования. В настоящее время данные проблемы решаются снижением режимов резания, применением большого количества СОТС и многозубого режущего инструмента [, 1]. Учитывая тот факт, что больше половины выпускаемой продукции машиностроительных предприятий приходится на детали типа тело вращения, то возможность применения многозубого режущего инструмента (фрез) резко сокращается или сходит на нет, из-за отсутствия необходимого оборудования и малой изученности технологии обработки валов из ТС методом фрезерования и фрезоточения. Таким образом, встаёт вопрос о необходимости разработки технологии обработки валов из ТС способной повысить качество обрабатываемой поверхности, не прибегая к операции шлифования и решить перечень выше изложенных проблем. Высокоскоростная обработка (ВСО) по основному принципу не отличается от обычного точения или фрезерования. Однако при ВСО скорости резания и подач в 5 - раз выше, чем при обычной обработке. Для такого материал, как титан, они составляют обычно от до 0 м/мин. Впервые ВСО была реализована в году благодаря исследованиям К. Саломона. Затем ВСО изучали Бобров В. Ф., Клушии Н. И., А. Командури и др. Принцип ВСО базируется на сокращении количества тепла, возникающего при обработке резанием, которое ослабляет инструмент. При обычной обработке непрерывно повышается температура обрабатываемой заготовки, стружки и инструмента с все возрастающей скоростью резания и уменьшением толщины стружки. Но если повысить скорость резания и подач в 5 - раз, то температура резцов повышается незначительно (рис. Рис.