Повышение точности обработки глубоких отверстий спиральными сверлами на основе раскрытия нелинейных эффектов динамики процесса

• Автор: Быкадор, Виталий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 242 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Пути повышения точности обработки отверстий при сверлении
, 1.2 Общее представление о динамике процесса резания
1.3 Существующие представления о динамике процесса сверления на основе квазистатических моделей
1.4 Существующие принципы построения систем управления процессами обработки деталей
1.5 Цель и задачи диссертационного исследования
ГЛАВА 2. НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ
2.1 Уравнения динамики процесса сверления
2.2 Динамика колебаний вершины сверла в радиальном направлении
2.3 Влияние геометрии сверла и технологических режимов на фазовые портреты
2.4 Динамика колебаний вершины сверла в осевом и крутильном направлениях
2.5 Анализ результатов цифрового моделирования
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ДИНАМИКА ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ

3.1 Описание экспериментального стенда и измерительного оборудования.

3.2 Методики проведения экспериментальных исследований
3.3 Анализ экспериментальных результатов динамики процесса сверления.

3.4 Выводы

ГЛАВА 4. ПУТИ УПРАВЛЕНИЯ ТОЧНОСТЬЮ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ
4.1 Системный подход к управлению процессом сверления глубоких отверстий
4.2 Выбор оптимальной геометрии инструмента, режимов резания и схем обработки
4.3 Диагностирование отклонений сверла в радиальном направлении
4.4 Выбор оптимальной стратегии управления процессом сверления
4.5 Выводы
Заключение и общие выводы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Листинг программы моделирования нелинейной динамики
процесса сверления
Приложение 2. Листинг программы моделирования стробоскопического
отображения радиальных отклонений сверла на плоскостях А. Пуанкаре..

Акг внедрения спецстанков и технологии сверления глубоких отверстий в труднообрабатываемых и гетерогенных материалах
ВВЕДЕНИЕ
Точность элементов деталей машин является важнейшим показателем, который в значительной мере влияет на долговечность и надежность машин, а так же на качество выполняемых машинами функций: Не исключение составляют и поверхности, образованные сверлением. Однако процесс сверления обладает одной особенностью, которая его отличает от других видов механической обработки. Эта особенность связана с малой жесткостью сверла, в результате чего, формообразующие движения вершины сверла могут значительно отличаются от движений исполнительных органов технологического оборудования, вызывая тем самым, развитие геометрических погрешностей отверстия. Сверло является также наименее прочным элементов во всей технологической системе, поэтому возмущающие факторы, присущие процессу сверления, зачастую приводят к поломке сверла. Выше названные негативные факторы значительно усиливаются при сверлении глубоких отверстий. Другими словами, процессом сверления сложно управлять. С технологической точки зрения гарантировать требуемое качество отверстия после выполнения операции сверления достаточно трудно.
Для снижения величин геометрических отклонений параметров отверстий, образуемых сверлением, используют различные подходы, которые заключаются в использовании сверл определенной конструкции, технологических схем обработки, специальных приспособлений; Отдельно следует обратить внимание на применение оборудования, оснащенного системами управления, которые осуществляют процесс сверления в автоматическом режиме. В типовых системах управления процессами механической обработки, в том числе и сверлением, учитываются только геометрические параметры обрабатываемой поверхности и значения режимов резания. Однако типовые системы управления не учитывают динамические процессы, протекающие в зоне резания, которые существенно определяют действительные движения вершины сверла и соответственно геометрическую точность обрабатываемого отверстия. Другими словами, типовые
рассматривается;
4) неравномерность структуры материала обрабатываемой заготовки. Например, изменение твёрдости по длине обрабатываемой заготовки приводит к отжиму вершины сверла к одной из сторон отверстия [90].
5) динамика процессов и явлений, протекающих- во время резания. Под действием сил резания возникают смещения*1 конструктивных элементов-технологического оборудования.-[55], это может привести, например, к нарушению перпендикулярности оси шпинделя'и рабочей поверхности стола, что приводит к деформациям сверла в различных направлениях. Деформации, вызванные изменением теплового режима. Пакетирование стружки в стружкоотводящих канавках способствует образованию дополнительных связей сверла с отверстием, которые могут приводить к его изгибу в радиальном направлении. Движения неточных элементов кинематических пар оборудования может являться причиной* например, импульсных или периодических силовых воздействий* на сверло, передаваемых через упругие элементы технологического оборудования.
Таким-образом, можно сделать вывод о том, что сверло в процессе своей работы испытывает различные виды деформаций во всех направлениях, которые изменяются по величине и знаку, то есть сверло-совершает сложное колебательное движение.
Примем во внимание следующие обстоятельства, раскрывающие связь деформационных смещений вершины инструмента с точностью отверстия:
1) если при смещении вершины сверла относительно его идеальной оси будет отсутствовать изгиб сверла, то в этом случае наблюдается разбивка диаметра отверстия;
2) если при смещении вершины сверла относительно его идеальной оси будет наблюдаться изгиб инструмента, то возможно формирование нового направления движения инструмента, что приведёт к уводу оси отверстия.
Рассмотрим влияние на радиальные составляющие силы резания Рп,(г,, У2) и Ру2±[ур ^ смещений вершины сверла по радиальным и осевому направлениям. В начале подробно рассмотрим влияние смещения вершины сверла