Повышение эффективности обработки упругопластическим воздействием на зону резания и усложнением кинематики на примере протягивания и фрезерования

• Автор: Амбросимов, Сергей Константинович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 367 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.СОСТОЯНИЕ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ^
1.1. Обзор теоретических подходов к синтезу эффективных методов об- 13 работки
1.2. Усложнение кинематики формообразования - действенный путь повышения эффективности процессов протягивания и фрезерования
1.3. Форма номинальной поверхности - основа классификации кинема' тических схем формообразования
1.4. Анализ режущих методов протягивания
1.5. Деформирующие и режуще выглаживающие методы протягивания
1.6. Перспективы развития деформирующе-режущего протягивания
2. МЕТОДОЛОГИЯ СИНТЕЗА НОВЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ УСЛОЖНЕНИЯ КИНЕМАТИКИ И УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
2.1. Факторы, определяющие эффективность метода обработки
2.2. Методология синтеза метода обработки на основе усложнения ки-

нематики
2.2.1. Классификация поверхностей по уровню симметрии и гомотетии
2.2.2. Классификация кинематических схем формообразования
2.2.3. Взаимосвязь между движениями формообразования при бегущем

контакте
2.2.4. Синтез схем формообразования с усложненной кинематикой
2.3. Методология синтеза МО с упругопластическим воздействием на
зону резания.
2.3.1. Феноменологическая модель резания с опережающим пластическим деформированием

2.3.2. Феноменологическая модель резания с накоплением поврежден-ности в три этапа при опережающем деформировании и упругопластическом воздействии (УПН)
2.3.3. Синтез метода деформирутоще-режущего протягивания с упругопластическим воздействием на зону резания
2.3.4. Синтез метода обработки с усложненной кинематикой и упругопластическим воздействием на зону резания (деформирующе-режущее протягивание с косоугольным резанием)
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ДЕФОРМИ-
РУЮЩЕ-РЕЖУ ЩЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ С УПН ЗОНЫ РЕЗАНИЯ
3.1. Экспериментальные исследования показателя напряженного состояния при деформирующем протягивании, а также при резании с ОПД
3.2. Экспериментальные исследования напряженного состояния и величины снижения удельной работы резания при резании с ОПД и УПН зоны резания
3.3. Экспериментальные исследования сил резания при резании с ОПД
и УПН зоны обработки
3.4. Экспериментальные исследования силовых затрат на деформирующе-режущее протягивание с косоугольным резанием
3.5. Исследование осевых сил и удельных энергетических затрат при деформировании
3.6. Экспериментальные исследования высоты образующихся выступов и пластической деформации но дну впадин при ДРП с УПН, УПН и косоугольным резанием
3.7. Анализ параметров точности методов ДРП с УПН, УПН и косоугольным резанием

3.8. Шероховатость поверхностей при деформирующе-режущем протягивании с УПН и косоугольным резанием
3.9. Определение конструкторско- технологических параметров дефор-мирующе-режущих протяжек с УПН
3.10. Сравнительная оценка эффективности различных методов протягивания
4. ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕМАТИКИ ДВИЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ МЕТОДОВ С ТРЕМЯ НЕЛИНЕЙНОСОГЛАСОВАННЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ
4.1. Общие условия определения соотношений между движениями формообразования
4.2. Установление соотношений между движениями и - исследование производительности винтового чернового фрезерования
4.3. Установление функции согласования для КС с тремя нелинейносогласованными движениями, лежащими в одной плоскости
4.4. Алгоритм определения точек касания и положения вершины профиля инструмента при функциональном задании профиля
4.5. Алгоритм согласования формообразующих движений при обработке поверхностей с профильными углами менее 90°
4.6. Алгоритм определения положения вершины инструмента при задании номинальной поверхности множеством точек
4.7. Формообразование поверхности с профилями, состоящими из пересекающихся выпуклых дугообразных участков
4.8. Анализ аналитических методов моделирования траектории движения инструмента для обработки сложно профильных поверхностей
4.9. Моделирование производящей поверхности инструмента с использованием Я-функций
4.10. Формирование множеств рецепторов

Выводы: Способы с лезвийным и абразивным резанием в основном направлены на формообразование, обеспечение точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей. Способы воздействия поверхностным пластическим деформированием направлены в первую очередь на обеспечение низких параметров микрогеометрии и улучшение физико-механических характеристик, что повышает эксплуатационные параметры качества деталей, поэтому совмещение этих способов воздействия взаимодополняет друг друга. Кроме того, способы поверхностного деформирующего и режущего воздействий хорошо объединяются в рамках одной технологической системы.
Поэтому для решения этих проблем стали применятся режуще выглаживающие протяжки и дорны. Например, у режуще-выглаживающих протяжек [140] (рис. 1.7) за режущей частью 1 располагаются 3-4 выглаживающих зуба 2 изготовленных из твердого сплава марки ВК. При этом резание обеспечивает высокую точность формы и размеров, и деформирование снижает шероховатость и упрочняет поверхностный слой. Однако это лишь частично решило проблему: при больших скоростях резания на деформирующих элементах протяжек появляются наросты, а расчеты их диаметров представляют трудности из-за непредсказуемой упругой усадки отверстия. Кроме того, остается проблема износа режущих зубьев.
1.6. Перспективы развития деформирующе-режущего протягивания
В МГТУ МАМИ были разработаны методы резания с опережающим пластическим деформированием, например размерно-совмещенная обработка[147] производящееся на скоростях 100-200 м/мин и деформирующе-режущее протягивание, производящееся на скоростях 1 - 6 м/мин [92]. В первом случае резец, расположенный в зоне вне контактной деформации, подрезает часть образующейся от деформирующего инструмента пластической волны, позволяя тем самым управлять состоянием поверхностного слоя [146]. Деформирующе-