Интенсификация процессов механической обработки жаропрочных сплавов на основе совместного использования ультразвуковых тангенциальных колебаний режущего инструмента и обдува зоны резания сжатым воздухом

• Автор: Дерябин, Максим Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Елава 1. Литературный обзор и постановка целей и задач исследования
1.1 Основные особенности упругопластических деформаций при резании металлов
1.2 Термодинамические свойства и принципы неоднородности пластической деформации при резании металлов. Неустойчивость
и развитие локализованного сдвига в зоне стружкообразования
1.3 Механизм импульсного (вибрационного) резания
Е3.1 Уменьшение сопротивления резанию
1.3.2 Повышение точности обработки
1.3.3 Снижение температуры резания
1.3.4 Снижение средней эффективной мощности
1.4 Анализ результатов обзора. Цели и задачи исследования
Глава 2. Определение частот тангенциальных колебаний, накладываемых на инструмент и приводящих к устойчивым процессам механической обработки
Выводы
Глава 3. Оценка основных технологических характеристик при ультразвуковой механической обработке жаропрочных сплавов с обдувом зоны резания сжатым воздухом
3.1 Методы передачи ультразвуковых колебаний на режущий инструмент, применяемые при механической обработке (точением) сплавов на никелевой и титановой основах с использованием обдува зоны резания сжатым воздухом
3.2 Методика проведения экспериментальных исследований
3.3 Влияние ультразвуковых тангенциальных колебаний на износ

инструмента
3.4 Влияние обдува зоны резания сжатым воздухом на развитие износа режущего инструмента
3.5 Оценка производительности механической обработки при использовании ультразвуковых тангенциальных колебаний режущего инструмента
3.6 Влияние ультразвуковых тангенциальных колебаний режущего инструмента на шероховатость обработанной поверхности и
размерную точность
Выводы
Глава 4. Стойкостные исследования при ультразвуковой механической обработке титановых сплавов при точении резцом с непе-ретачиваемой пластинкой
4.1 Методы передачи ультразвуковых колебаний на неперетачи-ваемую пластинку
4.2 Влияние ультразвуковых тангенциальных колебаний инструмента во время процесса резания на износостойкость неиеретачи-ваемой пластинки
4.3 Влияние обдува зоны резания сжатым воздухом на развитие
износа неперетачиваемой пластинки
Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложение. Акт об использовании результатов диссертационной работы

Введение
Благодаря многочисленным исследованиям процессы резания металлов непрерывно совершенствовались. В результате за аксиому было принято мнение, что увеличением скоростей резания можно повысить эффективность процесса, и скоростное резание было признано наиболее перспективным.
На сегодняшний день можно утверждать, что скоростное резание практически достигло предела своих возможностей, и здесь начинают проявляться некоторые тенденции застоя. Последнее связано с тем, что увеличение скоростей резания приводит к неустойчивости1 процесса обработки, которая резко снижает точность и качество обработанной поверхности, стойкость инструмента.
Фундаментальными исследованиями Кудинова В.А. [34] установлено, что существует два принципиально различных механизма потери устойчивости: в одном случае механизм потери устойчивости определяется жесткостью системы СПИД (станок, приспособление, инструмент, деталь), во втором принципиально не зависит от жесткости СПИД.
Именно второе обстоятельство сдерживает прогресс в развитии скоростных методов механической обработки.
В связи с этим целесообразно детально рассмотреть механизмы неустойчивости при резании металлов и, переосмыслив имеющиеся факты, предложить кардинальные технологические решения по совершенствованию технологии резания.
Многочисленными исследованиями установлено, что возникновение неустойчивости приводит к негативным эффектам в процессе обработки: снижается точность и качество обработанной поверхности, стойкость инструмента. Ситуация особенно усложняется, если частота неустойчивости совпадает с одной из собственных частот системы СПИД, что может приво-
1 Здесь и в дальнейшем под устойчивым процессом понимается процесс, происходящий при сливном или квазисливном стружкообразовании.

• при вышеуказанных частотах процесс стружкообразования становится “квазисливным” в отличие от обычного процесса резания без наложения тангенциальных ультразвуковых колебаний, когда процесс стружкообразования носит ярко выраженный сегментный характер.
Т мин.
35 30 25 20 15 10 5
с УЗК без УЗК
Рис. 1.9. Результаты стойкостных испытаний: ВТ22 - ВК60М с УЗК/=22кГц и без УЗК, P« 14 м/мин, S=0,26-103 м/об, т=0,5-10 3 м, ф=90°, у=0°, ф,=20°, а=а,=70, А3=0,810м, а=2-10‘6м. [39]
Анализ работ A.A. Козлова показывает, что частота неизотермической неустойчивости /, совпадает с частотой сегментного стружкообразования /с, определяемой из соотношения
fc=/і- (1.10)
где V — скорость резания, £— коэффициент усадки стружки, д— расстояние между сегментами.
Поскольку /, = fc, то определить частоту неизотермической неустойчивости оказалось возможно экспериментальным путем, что и было сделано в работах [28, 32].