Повышение производительности точения деталей из труднообрабатываемых сплавов путем управления процессом резания по параметру шероховатости обработанной поверхности

• Автор: Завгородний, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Состояние вопроса
1.1. Исследования процессов резания труднообрабатываемых сплавов
1.2. Исследования в области управления качеством обрабатываемых
деталей
1.3. Выводы, цель и задачи исследования
Глава 2. Методика исследования
2.1. Оборудование, обрабатываемые материалы и инструмент
2.2. Аппаратура для регистрации виброакустических сигналов
Глава 3. Исследование взаимосвязей факторов процесса торцового точения труднообрабатываемых сплавов с параметрами шероховатости обработанных поверхностей
3.1. Зависимости параметров шероховатости от основных факторов
процесса резания
3.2. Исследование влияния износа режущей части на шероховатость
обработанных поверхностей
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Исследование виброакустических сигналов в процессе торцового точения труднообрабатываемых сплавов
4.1. Влияние динамических характеристик станка, инструмента и
обрабатываемой заготовки на виброакустические сигналы из зоны резания
4.2. Исследование виброакустических сигналов из зоны резания
4.3. Выводы по главе
Глава 5. Исследование взаимосвязей амплитуды виброакустических сигналов с параметрами шероховатости обработанных поверхностей
5.1. Анализ результатов экспериментов
5.2. Параметрическая идентификация математических моделей
5.3. Выводы по главе

Глава 6. Разработка рекомендаций по управлению процессом точения по параметру шероховатости поверхности деталей при торцовом точении
6.1. Разработка алгоритма управления процессом торцового точения
6.2. Разработка рекомендаций по повышению производительности торцового точения труднообрабатываемых сплавов
6.3. Выводы по главе
Общие выводы
Библиографический список
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
У деталей из труднообрабатываемых сплавов, которые в настоящее время изготавливаются на станках с ЧПУ, торцовые поверхности составляют примерно 37% общей площади обрабатываемых поверхностей. В 43,8% случаев точения торцов одновременно изменяются несколько факторов процесса резания, например, диаметр обрабатываемой поверхности и скорость резания.
Из-за сложности прогнозирования результатов обработки торцовых поверхностей деталей из труднообрабатываемых сплавов при заданных требованиях к производительности, шероховатость этих поверхностей часто выходит за установленные пределы. Частые остановки оборудования и необходимость повторного запуска для компенсации бракованных деталей снижают производительность точения на токарных станках с ЧПУ.
Поэтому актуальным является повысить производительность точения торцовых поверхностей деталей из труднообрабатываемых сплавов путем управления процессом резания по параметру шероховатости обработанной поверхности. Актуальность темы диссертации подтверждается включением ее результатов в отчет по госконтракту №941Г.1003702.05.011, выполняемому МГТУ «Станкин» по заказу Минпромторга РФ
Цель работы. Повышение производительности точения деталей из труднообрабатываемых сплавов путем управления процессом резания по параметру шероховатости обработанной поверхности на основе виброакустического диагностирования и реализации алгоритма контроля состояния и прогнозирования результатов обработки торцовых поверхностей.
Научная новизна работы состоит:
- в установленных экспериментальных зависимостях амплитудно-частотных характеристик виброакустических (ВА) сигналов от подачи, скорости, глубины и пути резания при торцовом точении деталей из труднообрабатываемых сплавов;
- в установленной корреляционной связи параметра шероховатости обработанных торцовых поверхностей с величиной отношения среднеквадратиче-
В качестве информативных диагностических признаков эмиссионные процессы обычно используют амплитудные, частотные и другие энергетические параметры, связанные с волновым излучением.
В работе [66] указано, что в технологической системе станок — приспособление — инструмент - заготовка при резании генерируются высокочастотные волны упругой деформации (волны напряжений), параметры и характер появления которых обусловлены динамической локальной перестройкой полей механических напряжений. Основным их источником является зона резания, в которой происходят пластическая деформация и разрушение обрабатываемого материала, разрыв фрикционных связей на контактных поверхностях инструмента. Эти процессы неизбежно связаны с динамической нагрузкой-разгрузкой твердого тела, например резца, имеют различную степень пространственно-временной локализации и порождают волны напряжений, которые распространяются в упругой среде (по элементам технологической системы и несут определенную информацию о тех процессах, в ходе которых они появляются).
Степень корреляции между различными параметрами виброакустического излучения и исследуемой характеристикой процесса резания может изменяться в весьма широких пределах [79]. Однако зависимость виброакустического излучения от условий резания регистрируется достаточно надежно, так как факторы и параметры процесса резания обычно взаимосвязаны.
Для приема виброакустических сигналов и их регистрации оперируют электрическими сигналами, полученными в результате преобразования части энергии колебаний в электрическую энергию, так как дальнейшая обработка информации может быть выполнена с помощью электронной аппаратуры [29].
Наибольшее распространение получили комплекты и приборы для измерения ВА-сигналов и сигналов АЭ, в качестве чувствительного элемента которых используется иьезодатчики (пьезопреобразователи) [26].
Структура комплекта [79] для измерения ВА-сигналов включает в себя следующие основные элементы (рис. 1.10): приемный преобразователь, усилитель, полосовые фильтры, устройство для регулирования порога ограничения