Прогнозирование стойкости и надежности токарных резцов

• Автор: Шашок, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 157 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Е СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА ОПЕРАЦИЯХ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ
1.1 Факторы и источники отказов режущего инструмента, используемого на операциях токарной обработки.
1.2 Критерии, характеризующие состояние инструмента в процессе резания.
1.3 Контактные нагрузки и температура на режущих поверхностях инструмента.
1.4 Исследования и методы расчета стойкости РИ.
1.5 Методы прогнозирования надежности режущего инструмента, используемого на операциях токарной обработки.
ВЫВОДЫ
2 РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫХ ВИДОВ ОТКАЗОВ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
2.1 Оценка стойкости режущего инструмента по критерию предельно допустимого износа по задней поверхности.
2.2 Оценка стойкости режущего инструмента по критерию предельно допустимого износа по передней поверхности.
2.3 Оценка стойкости режущего инструмента по критерию усталостного разрушения.
2.4 Оценка стойкости режущего инструмента по критерию предельно допустимой пластической деформации режущей кромки.

2.5 Оценка коэффициентов вариации стойкости
режущего инструмента
3 ВЕРОЯТНОСТНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
3.1 Имитационное моделирование возникновения преимущественных отказов режущего инструмента
3.2 Интегральная оценка вероятности безотказной
работы режущего инструмента
4 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ
РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
4.1 Оценка надежности режущего инструмента
4.2 Объектный модуль оценки надежности режущего инструмента
4.3 Пример оценки надежности режущего инструмента
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Основным направлением совершенствования технологии производства является комплексная механизация, автоматизация и интеграция производства и создание на ее основе гибких производственных систем (ГПС) и гибких производственных модулей (ГПМ). При этом высокие показатели экономической эффективности дорогостоящего оборудования для механической обработки могут быть достигнуты только при его непрерывной трехсменной эксплуатации. В связи с этим и с учетом необходимости минимального участия человека в технологическом процессе актуальной является проблема обеспечения требуемого уровня надежности его функционирования. Технологические процессы металлообработки представляют собой сложные системы, состоящие из большого количества подсистем. Одной из важнейших подсистем, определяющих общую надежность технологических процессов, является подсистема режущего инструмента. Так, например, в работе [1] приводятся данные о том, что в суммарном потоке отказов ГПМ доминирующими по количеству являются функциональные отказы следующих подсистем: подсистемы смены заготовки (12 - 18 %); подсистемы режущего инструмента (12 -14%); и подсистемы обеспечения смазочно-охлаждающей жидкостью (до 36%). По данным [2] доля отказов ГПМ, связанная с износом и поломкой инструмента составляет в зависимости от вида операции от 39 до 50%. Простои же, обусловленные отказами оборудования составляют 4-6%. Однако по степени воздействия на технологическую систему, отказы в подсистеме режущего инструмента могут иметь наиболее серьезные последствия. В работе [3] приводятся данные о 30-кратном росте силы резания в результате поломки режущего инструмента, что может представлять серьезную опасность для узлов станка. Кроме того поломки и износ

анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) режущей части инструмента. Для анализа напряженно деформированного состояния РИ вышеуказанными авторами использовались следующие расчетные методы:
- методы теории упругости [8, 9, 13, 14, 97];
- метод конечных элементов [15, 32, 94, 95, 96].
Применение методов теории упругости для анализа НДС основано на следующих основных допущениях:
- рассматривается плоская задача теории упругости;
- материал режущей части инструмента является однородным;
- нагрузки на контактных поверхностях постоянны во времени;
- деформации державки либо не учитываются, либо считаются только упругими;
- остаточными напряжениями в пластинке пренебрегают.
В зависимости от того, в какой зоне режущего клина приходится определять распределение напряжений, используются следующие подходы:
- режущая пластинка рассматривается как однородный полубесконеч-ный клин, нагруженный по контактным поверхностям нормальными давлениями, эпюра которых имеет либо параболическую, либо треугольную форму [13];
- режущая пластинка рассматривается как однородный полубесконеч-ный клин нагруженный, согласно принципу Сен-Венана, сосредоточенной силой приложенной либо к вершине режущего клина, либо на некотором расстоянии от вершины [8, 9, 14];
- режущая пластинка рассматривается как балка на упругом основании, защемленная одним концом [97].
Основными результатами, полученными с использованием методов теории упругости можно считать: