Технологическое обеспечение точности торцового фрезерования крупногабаритных деталей

• Автор: Кирющенко, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТОРЦОВОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ
1.1. Проблема повышения эффективности операции торцового фрезерования
1.2. Анализ исследований динамики технологической системы при фрезеровании
1.3. Условия возникновения вибраций в технологической системе при фрезеровании
1.4. Анализ методов воздействия на процесс развития колебаний при фрезеровании
1.5. Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОЦЕССА ТОРЦОВОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ
2.1. Структурная схема динамической системы станка
2.2. Математическая модель упругой системы станка
2.3. Математическая модель инструмента
2.4. Математическая модель заготовки
2.5. Экспериментальное подтверждение математической модели технологической системы
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОГНОЗИРУЕМЫХ
ФАКТОРОВ ОБРАБОТКИ НА ПРОЦЕСС РАЗВИТИЯ КОЛЕБАНИЙ ПРИ ТОРЦОВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ
3.1. Исследование колебательных процессов в подсистеме инструмента
3.2. Исследование влияния силы резания на процесс развития колебаний

3.3. Исследование влияния режимов резания на процесс развития колебаний
3.4. Методика выбора инструмента
3.5. Методика расчёта предельного износа инструмента
3.6. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ТОРЦОВОГО
ФРЕЗЕРОВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ПРАКТИКЕ
4.1. Разработка алгоритма управления процессом резания
4.2. Методика прогнозирования отклонений от плоскостности
4.3.Разработка системы контроля отклонений от плоскостности
в режиме реального времени
4.4. Практическая реализация технологического обеспечения точности торцового фрезерования крупногабаритных деталей
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В работе рассматривается технология механической обработки плоских поверхностей корпусных крупногабаритных деталей. Такие детали являются основным элементом конструкции в различных металлургических агрегатах и горных машинах, являющихся продукцией предприятий тяжелого машиностроения. В современных условиях производства предъявляются высокие требования к качеству исполнения и работоспособности такого рода изделий. Это во много зависит от качества их сборки, для обеспечения которой, в ряде случаев, механическая обработка крупногабаритных деталей происходит после или в процессе их установи в конструкции агрегата, в результате чего уменьшаются погрешности базирования. В этом случае предъявляются высокие требования к геометрической точности обработанных поверхностей, для обеспечения качества сборки.
Реализация такой технологии, как правило, требует применения портативного металлорежущего оборудования, жесткость которого меньше по сравнению со стационарным. Для плоских поверхностей, в данном случае, основным методом обработки является торцовое фрезерование. При этом процесс фрезерования по силовым и температурным нагрузкам часто протекает в крайне тяжелых условиях из-за его нестационарности. В результате жесткость технологической системы значительно меньше, по сравнению с обработкой на стационарном станке. В таких условиях обеспечить геометрическую точность обработанных поверхностей очень сложно. Таким образом, была поставлена задача по обеспечению требуемой точности крупногабаритных деталей для условий маложесткой технологической системы. Что актуально и при модернизации оборудования, но, в этом случае, недостатком является большая длительность операции механической обработки крупногабаритных деталей, что может являться дополнительной причиной экономических потерь от простоя оборудования.

сменных пластин на резонансных частотах составляют 10‘3 - 10"4 мкм. Поэтому можно принять, что система «режущий элемент - корпус» является абсолютно жесткой, и фреза совершает движение в процессе вибраций как единое целое. Однако в зависимости от конструкции инструмента режущие элементы могут иметь различное положение относительно его корпуса. Это положение решающим образом влияет на величину сечения слоя материала, срезаемого данным зубом. Поэтому инструмент добавлен в структурную схему динамической системы станка как отдельный элемент, выходными координатами которого являются положение режущей кромки Хк, У к, Zlc, (рк и её скорость ухК, уую а>к относительно заготовки. Эти параметры являются входом для заготовки. [90, с. 158]
Заготовка представляет собой некое деформируемое тело, или некий объем материала, подвергающийся механическому воздействию более твердой и недеформируемой режущей кромки инструмента, совершающей движение относительно заготовки. В результате этого взаимодействия часть объема заготовки удаляется, но при этом в ее теле возникают силы сопротивления, которые воздействуют на упругую систему станка. Таким образом, выходными координатами заготовки являются геометрические параметры обрабатываемой поверхности заготовки, изменяющиеся в результате процесса формообразования и характеризующие результат обработки, а также составляющие силы резания, являющиеся входом для упругой системы (Рх, Ру, Р2). Величина силы резания зависит от толщины а и ширины срезаемого слоя Ъ, а также от скорости относительного движения инструмента (или зуба инструмента) и заготовки vomн, которые определяются относительным положением режущей кромки инструмента и заготовки в данный момент времени.
Таким образом, математическая модель технологической системы может быть представлена совокупностью трех моделей:
1) модель упругой системы;
2) модель инструмента;