Прогнозирование и минимизация заусенцев при обработке резанием, моделированием процессов их образования

• Автор: Торопов, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 235 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И МИНИМИЗАЦИИ ЗАУСЕНЦЕВ И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Заусенцы как производственная и научная проблема
1.2. Определение заусенца, его основные параметры. Классификация заусенцев
1.3. Известные достижения в области исследования, минимизации и предотвращения заусенцев
1.3.1. Основные направления научной деятельности по проблемам заусенцев
1.3.2. Известные исследования образования заусенцев при свободном резании
1.3.3. Исследования образования заусенцев при сверлении
• 1.3.4. Исследования образования заусенцев на операциях строгания,
фрезерования и точения
1.4. Выводы
1.5. Цель и задачи исследования
» 2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ И МЕТОДИКА
РАСЧЁТА СИЛ НА ПЕРЕДНЕЙ И ЗАДНЕЙ ПОВЕРХНОСТЯХ ЛЕЗВИЯ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ ЗАУСЕНЦЕВ
2.1. Схема деформации жестко - пластичного (идеально пластичного) материала и метод линий скольжения как основа описания пластических деформаций при образовании заусенцев
2.2. Определение предела текучести при резании
2.3. Определение угла сдвига
2.4. Определение длины контакта стружки с передней поверхностью
* лезвия
2.5. Контактные напряжения и силы на передней поверхности лезвия

2.6. Контактные нагрузки на задней поверхности лезвия
2.7. Определение сил на передней и задней поверхностях при резании изношенным лезвием
2.8. Определение средней температуры на передней поверхности лезвия
2.9. Алгоритм расчёта сил на передней и задней поверхностях лезвия
2.10. Проверка применимости расчётных формул для определения основных характеристик процесса резания
2.11. Выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАУСЕНЦЕВ
3.1. Модель образования заусенца на выходе в направлении главного движения при свободном ортогональном резании
3.1.1. Случай острого лезвия
3.1.2. Случай изношенного лезвия
3.2. Численный анализ процесса образования заусенца на выходе в направлении главного движения при свободном ортогональном резании
3.3. Модель образования заусенца на выходе в направлении подачи
3.4. Численный анализ процесса образования заусенца на выходе в направлении подачи
3.5. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАУСЕНЦЕВ
4.1. Методика экспериментальных исследований
4.2. Результаты исследования образования заусенцев на выходе в направлении главного движения при свободном ортогональном резании
4.2.1. Характер пластических деформаций и отделение стружки
4.2.2. Влияние толщины среза и механических характеристик обрабатываемого материала

4.2.3. Влияние скорости резания
4.2.4. Влияние переднего угла лезвия и угла кромки заготовки
4.2.5. Влияние параметров износа лезвия
4.3. Результаты исследования влияния параметров процесса резания на
размеры заусенца на выходе в направлении подачи при продольном точении
4.3.1. Влияние механических характеристик обрабатываемого материала
4.3.2. Влияние глубины резания
4.3.3. Влияние переднего угла лезвия и толщины среза
4.3.4. Влияние скорости резания
4.3.5. Влияние главного угла в плане
4.3.6. Влияние угла кромки
4.3.7.Влияние износа лезвия
4.4. Статистическая проверка адекватности разработанных моделей
4.5. Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПАРАМЕТРОВ
ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАУСЕНЦЕВ
5.1. Минимизация заусенцев на выходе в направлении главного движения
5.2. Минимизация заусенцев на выходе в направлении подачи
5.3. Примеры использования рекомендаций
5.4 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Тексты программ расчёта главной составляющей силы резания ПРИЛОЖЕНИЕ
Тексты программ расчёта размеров заусенца на выходе в направлении главного движения при свободном ортогональном резании
образующиеся на входе лезвия, имеют относительно малые размеры и зачастую ими можно пренебречь. В связи с этим основное внимание исследователей уделяется заусенцам, образующимся на выходе лезвия.
В одной из ранних работ [70] по этому вопросу такие заусенцы интерпретируются как выдавленный или оторванный, а не срезанный на кромке материал, который фактически является частью срезаемого слоя, не превращенного в стружку. Условия образования таких заусенцев определяются по энергетическому принципу из условия равенства работ, необходимых для среза и изгиба обрабатываемого слоя. Следует заметить, что попытки построения моделей формирования заусенцев по указанному принципу предпринимались и другими исследователями, однако получаемые результаты приводят к существенным различиям расчетных и экспериментальных данных, что указывает на неправомерность применения такого подхода к процессам формирования заусенцев. Рассматриваемые заусенцы возникают при обработке мягких пластичных металлов. В работе [70] показано, что толщина таких заусенцев возрастает с уменьшением переднего угла и увеличением толщины среза. Отмечается, что на толщину заусенца также влияют предел прочности материала заготовки и износ инструмента. Высота таких заусенцев приблизительно равна толщине среза. В работе приведены результаты экспериментального исследования влияния коэффициента упрочнения и относительного удлинения обрабатываемого материала на размеры заусенцев (рис. 1.16, 1.17). По всей вероятности приведённые зависимости относятся к обработке одного материала, имеющего разные режимы термообработки. Из производственного опыта известно, что при прочих равных условиях при резании алюминия размеры образующихся заусенцев больше, чем у меди. Однако при этом относительное удлинение при растяжении алюминия меньше, чем у меди. Подобное расхождение относительно коэффициента упрочнения можно