Повышение производительности обработки отверстий путем выбора оптимальных режимов резания на основе анализа динамики процесса сверления

• Автор: Огневенко, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ путей повышения производительности операции сверления.

1.2. Особенности износа спиральных сверл

1.3. Вибрации при работе спирального сверла. Причины и методы их устранения

1.4. Анализ методик определения оптимальных режимов резания при сверлении.

1.5. Выводы. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ.

2.1. Разработка расчетной схемы процесса сверления

2.2. Определение коэффициентов математической модели

2.3. Анализ результатов математического моделирования.
2.4. Выводы.
Г ЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ
В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ПРИ СВЕРЛЕНИИ.
3.1. Область применения и условия эксплуатации спиральных сверл
3.2. Исследование колебаний в технологической системе при обработке отверстий.
3.2.1. Описание экспериментальной установки.
3.2.2. Исследование влияния режимов резания на параметры колебаний при сверлении серого чугуна.
3.3. Исследование колебаний в технологической системе методом акустической эмиссии.
3.3.1. Экспериментальная установка и способ регистрации акустической эмиссии процесса сверления
3.3.2. Экспрессопределение параметров колебаний спирального сверла методом акустической эмиссии
3.4. Исследование интенсивности износа рабочих поверхностей спирального сверла.
3.4.1. Экспериментальная установка для физического моделирования процесса износа.
3.4.2. Определение длины участка касания ленточками концевого инструмента поверхности обрабатываемого отверстия.
3.4.3. Исследование контактных процессов на рабочих поверхностях спирального сверла
3.4.4. Анализ результатов экспериментальных исследований
3.5. Выводы.
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
4.1. Автоматизированный информационноизмерительный комплекс для выбора оптимальных режимов резания при сверлении
4.2. Определение оптимальных режимов резания по критериям производительности и себестоимости операции сверления.
4.3. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Представлена экспериментальная установка для определения параметров колебаний инструмента, включающая новые технические решения. Определены эмпирические зависимости частоты и амплитуды колебаний инструмента от режимов резания. Рассмотрено применение метода АЭ для экспресс-определения параметров колебаний спирального сверла. Исследован процесс износа направляющих ленточек, лимитирующих стойкость спирального сверла при обработке серого чугуна в широком диапазоне режимов резания. На основе моделирования траектории перемещения направляющих ленточек, получено уравнение для расчета периода стойкости спирального сверла в условиях колебаний инструмента. Четвертая глава посвящена разработке методических основ для выбора оптимальных режимов резания при сверлении с использованием автоматизированного информационно-измерительного комплекса. Представлен алгоритм работы и результаты производственных испытаний разработанного комплекса. ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. Как уже было отмечено во введении, несмотря на широкое применение в машиностроении, обработка отверстий спиральными сверлами является малопроизводительной операцией. На этапе ТПП перед технологом стоит задача по обеспечению заданной производительности при минимальной себестоимости изготовления выпускаемой продукции. От решения этой задачи зависит объем капитальных затрат на организацию производства, время между появлением потребности (спроса) и товара (предложения), конкурентоспособность производимого товара, и, следовательно, доля предприятия на рынке. Поэтому целесообразно рассмотреть пути повышения производительности операции сверления, как одной из наиболее распространенных операций механической обработки. Это позволяет резко сократить вспомогательное время, либо перекрыть его основным временем. СОЖ) в зону резания. Как отмечает A. A. Маталин [], экономичность и производительность механической обработки зависит не только от применяемых методов обработки и станков, они существенно изменяются в зависимости от применяемых режимов резания. На рисунке 1. Это связано с увеличением износа режущего инструмента и затрат времени на его замену. При этом оптимальные скорости резания, соответствующие минимальным затратам времени и минимальной себестоимости не совпадают. Выбор скорости резания по наибольшей производительности или по наименьшим затратам осуществляется для каждого конкретного случая с учетом сложившейся обстановки (степень срочности задания, степень загрузки оборудования и т. В любом случае скорость резания не должна выходить за пределы оптимальных скоростей по производительности и себестоимости []. Рисунок 1. При сверлении задача по выбору режимов резания усложняется тем, что спиральное сверло в силу относительно низкой жесткости совершает в процессе обработки интенсивные колебания. При этом амплитуда колебаний спирального сверла в 2. Анализ работ Б. П. Бармина [], Д. Т. Васильева [], Б. Д. Даниленко [ - ], В. И. Денисенко [], И. Г. Жаркова [, ], Ю. А. Кряжева [, ], В. А. Кудинова [, ], С. Г. Лаки-рева [, ], В. Н. Подураева [], Д. И. Рыжкова [], Н. Д. Троицкого [6], Ю. П. Холмогорцева [9] и др. Это, в свою очередь, приводит к снижению производительности и увеличению себестоимости механической обработки. Таблица 1. Точение 1. Кудинов, В. А. Динамика станков [Текст] / В. А. Кудинов. М.: Машиностроение, . Бобров, В. Ф. Основы теории резания металлов [Текст] / В. Ф. Бобров. М. : Машиностроение, . Фрезерование (концевая фреза) 1. Жарков, И. Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом [Текст] / И. Г. Жарков. Л. : Машиностроение, . Розенберг, А. М. Днпамика фрезерования [Текст] / А. М. Розенберг. М. : Сов. Наука . Сверление (спиральное сверло) 1. Кряжев, Ю. А. Экспериментальное изучение колебательных процессов, возникающих при работе спирального сверла [Текст] / Ю. А. Кряжев, Т. И. Пицхелаури, Б. Д. Даниленко // Известия вузов. Машиностроение. С. 1 -3. Если рассмотреть баланс производительности в условиях автоматизированного производства на примере автоматической линии обработки блока цилиндров, можно отметить, что более половины потерь производительности (рисунок 1.