Аналитический метод оптимизации режимов резания при обработке отверстий осевым инструментом

• Автор: Баранов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 451 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ОСЕВЫМ ЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
1.1. Основные параметры обрабатываемости. Обзор методов определения режимов обработки
1.2. Скорости резания при лезвийной обработке отверстий осевым инструментом
1.3. Температурные поля в зоне работы зуба инструмента. Температура резания при обработке отверстий
1.4. Осевая сила и крутящий момент при сверлении, зенкеровании и развертывании. Пластическая деформация металла снимаемого припуска
1.5. Износ и стойкость мерного концевого инструмента
1.6. Качество поверхности при механической обработке отверстий лезвийным осевым инструментом
1.7. Точность обработки отверстий концевым инструментом
Выводы по главе I
Цель и задачи исследования
ГЛАВА II. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ОТВЕРСТИЙ ЛЕЗВИЙНЫМ ОСЕВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ НА ОСНОВЕ СОВМЕСТНОГО ИЗУЧЕНИЯ
МЕХАНИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ЯВЛЕНИЙ

2.1. Комплексно-теоретический инструмент для лезвийной обработки отверстий
2.1.1. Расчетное определение геометрических параметров среза и угла схода стружки дляКТИ
2.2. Расчетное определение средних действительных значений переднего и заднего углов зуба инструмента и угла наклона главной режущей кромки
2.3. Уточненный расчет действительного среднего переднего угла зуба с учетом радиуса округления режущей кромки
2.4. Особенности работы поперечной кромки сверла и ее геометрия
2.5. Расчетное определение сил, действующих на концевые инструменты
2.5.1. Расчет составляющих силы стружкообразования
2.5.2. Расчет сил смятия металла
2.5.3. Определение горизонтальной составляющей силы трения на задней поверхности зуба инструмента Р2 и нормальной силы Иу
2.5.4. Расчетное определение составляющих силы резания Р2,
Ру.Рх
2.5.5. Определение сил, действующих на поперечной кромке; инструмента
2.5.6. Определение крутящих моментов от сил Р2 и Рш и осевой
силы от Рх и Рхп
2.6. Расчет температурных полей в зоне резания при обработке отверстий лезвийным осевым инструментом

2.6.1. Расчет температурного поля в зоне первичных пластических деформаций для группы инструментов с УЗК
2.6.2. Расчет температурного поля в зоне первичных пластических деформаций для инструментов с НУЗК
2.6.3. Расчет температурного поля на передней контактной площадке зуба для группы инструментов с УЗК
2.6.4. Расчет температурного поля на передней контактной площадке зуба применительно к группе инструментов с НУЗК
2.6.5. Расчет температурного поля на задней контактной площадке
зуба применительно к инструментам с УЗК
2.6.6. Расчет температурного поля вдоль задней поверхности зуба
для инструментов с НУЗК
2.7. Расчет суммарных температурных полей в зоне резания
2.7.1. Суммарная контактная температура на передней поверхности зуба инструмента
2.7.2. Суммарная контактная температура на задней поверхно
зуба инструмента
2.8. Подогрев зоны резания впереди идущими зубьями при работе лезвийного осевого инструмента
2.9. Расчет температуры резания
2.10. Распределение теплоты трения на передней поверхности между стружкой и зубом инструмента
2.11. Распределение теплоты трения на задней поверхности между деталью и зубом инструмента
2.12. Формулы для определения температуры резания
2.13. Баланс механической и тепловой энергий при обработке отверстий лезвийным осевым инструментом
поверхности - с образованием фаски износа, по передней поверхности - с образованием широкой лунки небольшой глубины, и по ленточке - в виде поперечных проточин, распространяющихся на значительную ее длину.
Выходу точности и шероховатости обработанного отверстия за пределы нормированных значений соответствует определенная допустимая величина износа, которая принимается за критерий затупления, являющийся в соответствии с ГОСТ 25751-83 частным случаем критерия отказа режущего инструмента.
Для сверл - это износ по задним поверхностям у уголков, а для зенкеров - износ по ленточке /183, 185/. При развертывании параметрический отказ по точности обусловлен износом главных задних поверхностей, а по шероховатости - износом калибрующих ленточек /48, 185/. Эксплуатация машинных разверток сопровождается двумя одновременно протекающими процессами изнашивания: быстро протекающим изнашиванием режущих элементов и медленно протекающим изнашиванием формообразующих элементов (калибрующих ленточек по наружному диаметру) /48/. И хотя последнее определяет полный ресурс разверток, лимитирующей является величина допустимого износа по задней поверхности зуба у вершины. В целом, как износ по ленточке, так и по задней поверхности зуба могут быть пересчитаны в его радиальный износ /170/.
Оценка работоспособности мерного концевого инструмента может осуществляться и непосредственно на станке. На основании исследований /79/ было создано устройство для контроля состояния инструмента по вибрациям при частотах свыше 14 кГц. В настоящее время выпускаются станки (обычно обрабатывающие центры), оснащенные системой контроля износа инструмента по силе резания /35/.
В МГТУ "СТАНКИН" /178/ разработано диагностирование состояния осевого инструмента (сверл, зенкеров и разверток) по силовым и температурным характеристикам. Комплексная оценка осуществляется по