Повышение периода стойкости фрез для обработки поверхности катания колесных пар

• Автор: Евсеев, Дмитрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Технология производства и восстановления колесных пар
1.1 Особенности производства вагонных колес и формирования их физико-механических характеристик
1.2 Условия работы и нагруженность колесных пар в эксплуатации
1.3 Классификация способов восстановления профиля поверхности обода колеса
1.4 Основные способы и режимы восстановления профиля
1.4.1 Механическая обработка
1.4.1.1Точение
1.4.1.2 Фрезерование
1.4.2 Термическая обработка
1.5 Требования, предъявляемые к колесным парам и профилю поверхности при выпуске вагонов из ремонта
1.6 Выводы и постановка задач исследования
2 Моделирование и прогнозирование параметров процесса восстановления колесных пар лезвийным инструментом
2.1 Математическое отображение кинематических схем резания
для механической обработки поверхности катания колесных пар
2.2 Определение толщины срезаемого слоя
2.3 Анализ составляющих силы резания при обработке поверхности катания колесных пар различными методами
2.4 Особенности работы самоадаптирующегося лезвийного инструмента при формообразовании поверхностей с неоднородной микротвердостыо
3 Методика проведения экспериментальных исследований
3.1 Методика исследования поверхности катания обода колеса на

наличие дефектов типа несплошности
3.2 Методика исследования микротвердости поверхности катания колесных пар
3.3 Методика исследования износа инструмента
4 Проведение экспериментальных исследований
4.1 Ультразвуковые исследования поверхности катания обода колеса на наличие дефектов типа несплошности
4.2 Исследование распределения микротвердости поверхности обода колеса и прогнозирование силы резания при его обработке фасонной фрезой
4.3 Исследования эффективности применения схемы самоадаптирующегося инструмента по периоду стойкости его режущей части
Общие выводы
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Проблема обработки материалов с неоднородной структурой имеет место в различных отраслях машиностроения. В частности такая проблема возникает при восстановлении поверхности катания колесных пар железнодорожного транспорта.
Постоянный рост грузооборота, скоростей движения поездов определяет необходимость обеспечения эксплуатационной надежности колесных пар. Их безаварийная работа во многом зависит от качества обработки поверхности катания как при изготовлении, так и в процессе восстановления.
Колесные пары являются наиболее нагруженными элементами подвижного состава, которые в эксплуатации подвержены действию значительных статических и динамических нагрузок, а также тепловому воздействию при торможении. Одновременное действие тепловых и силовых нагрузок на колесную пару приводит к появлению термомеханических повреждений. Повреждения такого рода вызывают изменение структуры материала, и как следствие изменение его механических характеристик.
Как показывает статистика, в последнее время, наблюдается рост именно термомеханических повреждений, возникающих в процессе эксплуатации. Этот вид повреждений вызывает появление неоднородной структуры материала обода колеса. В процессе механической обработки такая структура оказывает значительное влияние на характер нагружения режущего лезвия. К наиболее распространенным в настоящее время способам лезвийной обработки относятся токарная обработка и в ряде случаев фасонное фрезерование. Значительным недостатком данных способов и применяемых для них технологических схем является низкая

2{іі + г)/ л ’
(1.6)
для поверхности с прямолинейной образующей
(2 г + б)
(1.7)
При наличии только прямолинейной образующей число ножей, создающих условный зуб инструмента, равно семи.
Наличие криволинейных участков образующей вызывает необходимость в увеличении числа ножей для получения требуемой шероховатости обработанной поверхности профиля катания колеса. С учетом опыта проектирования фасонных фрез число ножей, образующих условный зуб инструмента, принимается равным десяти.
Для рассматриваемого инструмента можно рекомендовать следующие параметры: диаметр режущих пластин — 12 мм, высота - 12 мм, задний угол - 8°, фаска /= 0,2 мм, Л/= 20°; базирование пластин в отверстиях ножей по Н7/И8; крепление - винтами М4-6/г; толщина ножа — 20 мм, длина его определяется шириной фасонного профиля и углом наклона, равным 15°.
Точность обработки рассматриваемым инструментом зависит от точности расположения режущих элементов на ножах.
Профилирующие точки режущих кромок должны находиться на производящей поверхности, сопряженной с поверхностью обрабатываемой детали. Для расчета координат центров отверстий режущих пластин необходимо знать координаты исходных (профилирующих) точек и углы наклона касательных в этих точках к образующей фасонного профиля.
Исходные (профилирующие) точки обозначаются порядковыми номерами ножей и порядковыми номерами цилиндрических пластин, т.е. двумя цифрами: римской — нож, арабской — номер режущей пластины на ноже. Начальной точке присваивается номер 1 (первая пластина на первом