Разработка и исследование экспериментально-аналитической модели взаимосвязи стойкости сборных проходных резцов с параметрами их колебаний в процессе резания
Диссертация
Результаты работы в виде практических рекомендаций переданы для использования на предприятия, связанные с металлообработкой. Разработанная математическая модель сборного токарного резца, а также стенды для определения статических и динамических характеристик сборных резцов используются в учебном процессе подготовки магистров и аспирантов по специальности 05.03.01 в Российском университете дружбы… Читать ещё >
Содержание
- Глава1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ
- 1. 1. Существующие представления о влиянии колебаний на стойкость и прочность инструмента
- 1. 2. Существующие представления о природе высокочастотных автоколебаний
- 1. 3. Оценка существующих методов устранения высокочастотных автоколебаний
- 1. 4. Методы учета динамических явлений в упругой системе при прогнозировании стойкости и прочности инструмента
- 1. 5. Выводы по обзору работ и постановка задач исследования
- Глава 2. РАЗРАБОТКА ГИПОТЕЗЫ И МОДЕЛИ
- 2. 1. Гипотеза о связи колебаний режущего инструмента с его стойкостью
- 2. 2. Математическая модель связи стойкости инструмента с колебаниями в процессе резания
- Глава 3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ, УПРУГОЙ СИСТЕМЫ РЕЗЦОВ И ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СТЕНДОВ
- 3. 1. Методика исследования
- 3. 2. Определение характеристик процесса резания и трения
- 3. 2. 1. Разработка методики эксперимента
- 3. 2. 2. Описание стенда резания и трения
- 3. 2. 3. Описание комплекса измерительной и регистрирующей аппаратуры
- 3. 2. 4. Вихретоковые бесконтактные датчики перемещения
- 3. 2. 5. Двухканальный коммутатор сигналов
- 3. 3. Стенд для определения статических характеристик сборных резцов
- 3. 3. 1. Градуировка измерительных цепей
- 3. 4. Методика и описание стенда для определения динамических характеристик сборных резцов
- 3. 4. 1. Общая схема стенда и измерительного комплекса аппаратуры.,
- 3. 4. 2. Градуировка измерительных цепей
- 4. 1. Результаты экспериментов по резанию и трению
- 4. 1. 1. Результаты экспериментов по резанию стали
- 4. 1. 2. Результаты экспериментов по трению стали
- 4. 1. 3. Результаты экспериментов по резанию чугуна
- 4. 1. 4. Результаты экспериментов по трению чугуна
- 4. 2. Исследование статических характеристик экспериментальных резцов
- 4. 3. Исследование частотных характеристик резцов
- 5. 1. Моделирование колебаний сборных проходных резцов
- 5. 2. Расчет усталостной прочности резцов с различными способами крепления режущих пластин
- 5. 3. Исследования резцов в процессе резания
- 5. 4. Анализ полученных результатов
Список литературы
- Аблапохин Ю.А. Исследование вибраций при точении и растачивании консольно закрепленных деталей: Автореф.дис. канд.техн. наук. Куйбышев, 1973. — 28 с.
- Адам Я.М. О влиянии вибраций на стойкость резцов.// Вестник машиностроения. 1965. — № 10. — С. 45−49.
- Амосов И.С. Осциллографические исследования вибраций при резании металлов. В кн.: Точность механической обработки и пути её повышения. M-JL, Машгиз, 1951, с.414−485. '
- Андреев В.Н. Совершенствование режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1993. — 240 с.
- Бабаков И.М. Теория колебаний.- М.: Наука, 1968.-560 с.
- Бармин Б.П. Вибрации и режимы резания. М.: Машиностроение, 1972. — 69 с.
- Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975, 344с.
- Васин С.А., Верещака A.C., Кушнер B.C. Резание металлов: Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании.: Учеб. для техн. вузов. М., Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. — 448 с.
- Васильев С.З. Влияние вибрации на стойкость инструмента при резании металлов.// Исследование колебаний металлорежущих станков при резании металлов. М.: Машгиз, 1958. — С.38−42.
- Виджесундара Пемсири. Влияние сдвига фаз колебаний по отдельным координатам упругой системы на износ токарных проходных резцов. Дисс.канд.техн.наук.-М.: 1989.-208с.
- Выбор оптимальных условий резания с учетом динамических характеристик инструмента на примере резцов из эльбора-Р, используемых при обработке точных отверстий в чугуне.// Отчет по НИР № 262, УДН, 1973.- 150 с.
- Высоцкий Ю.И. Влияние вибраций на прочность и надежность твердосплавных резцов.// Надежность режущего инструмента. Вып.2-Киев-Донецк:-Высш.школа, 1975. — С. 12−16.
- Городецкий Ю.И. Моделирование нелинейных явлений при резании металлов и компьютерные технологии // Конструкторско-технологическая информатика-2000: Труды конгресса. В 2-х т. Т.1 / IV международный конгресс.- М.:Изд-во «Станкин», 2000.-с.151−153.
- Диллон Дж.Сингх. Вопросы исследования динамического качества режущего инструмента: Автореф. дисс.канд.техн.наук. -М., 1973.-27 с.
- Дроздов Н. А. К вопросу о вибрациях станка при токарной обработке. // Станки иинструмент.-1937.-№ 22.-С.10−17.
- Жарков И.Г., Попов И. Г. Влияние автоколебаний на стойкость режущего инструмента. // Станки и инструмент. 1971. — № 5. — С.7−8.
- Зорев H.H. Вопросы механики процесса резания металлов. -М.:Магиз.-1956.-368с.
- Зорев H.H. и др. Развитие науки о резании металлов. М., Машиностроение, 1967. 416 с.
- Исаев А.И., Анохин B.C. Влияние ультразвуковых колебаний на стойкость инструмента при резании металлов.// Вестник машиностроения. 1962. — № 8. — С.45−49.
- Исследование динамики процесса резания при работе расточными резцами иг усовершенствование их конструкции./ Отчет НИР № 181, М.: УДЫ, 1972.- 120 с.
- Кабалдин Ю.Г., Бурков A.A., Семибратова М. В., Александров . A.A. Динамическая модель процесса резания. // Вестникмашиностроения. -2001. № 8. — с.33−38.
- Кабалдин Ю.Г., Олейников А. И., Шпилев A.M., Бурков A.A. Моделирование самоорганизующихся процессов в технологических системах обработки резанием. / Владивосток: Дальнаука, 2000. 194с.
- Кабалдин Ю.Г., Шпилев A.M. Самоорганизация в процессах трения при резании. // Вестник машиностроения. 1999. — № 2. — с.22−27.
- Каминская В.В., Кушнир Э. Ф. Длина контакта стружки с инструментом и её связь с динамическими явлениями при резании.// Вопросы теории трения, смазки и обрабатываемости металлов,-Вып.З. Чебоксары, 1976.-С22−3 0.
- Каминская В.В., Кушнир Э. Ф. Определение динамической характеристики процесса резания.// Оптимизация технологических процессов механической обработки деталей и сборки приборов. Киев: изд-во РДЭНТП, 1978.-С4−5.
- Каширин А.И. Исследование вибрации при резании металлов. М.: изд-во АН СССР, 1944. 132 с.
- Каширин А.И. К вопросу о прочности режущей кромки инструмента при резании.// Трение и износ при резании металлов. М.: Машгиз, 1955.-С.5−13.
- Клушин М.И. Резание металлов. М.: Машгиз, 1958.254с.
- Коваль Ю.Ф. Исследование влияния ТЭДС твердосплавных пластин на их режущую способность: Дис.канд.техн.наук. -Харьков, 1973.- 250 с.
- Комплексный контроль качества изготовления сборных резцов. Методические рекомендации. М: ВНИИТЭМР, 1986. — 29с.
- Кондратов A.C., Бармин Б. П. Зависимость стойкости резцов от интенсивности вибраций.// Станки и инструмент. -1964. № 6. -С.177−178.
- Кривоухов В.А., Воронов A.J1. Высокочастотные вибрации резца при точении. М: Оборонгиз, 1956. — 77 с.
- Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. -360 с.
- Кудинов В. А. Динамические расчеты станков (основные положения). // СТИН.-1995.-№ 8.-С, 3−13.
- Кудинов В. А. Динамическая характеристика резания.//Станки и инструмент.-1963 .-№ 10.-С. 1 -7.
- Кудинов В. А. Схема стружкообразования (динамическая модель процесса резания).//Станки и инструмент. -1992.-№ 10.-С. 14−17-№ 11.-С.26−29.
- Кудинов В. А. Системность и диалектика в динамике технологических процессов и машин. // СТИН.-2000.-№ 1.-С.5−9.
- Кудинов В. А. Процесс резания как динамическая система. // Конструкторско-технологическая информатика-2000: Труды конгресса. В 2-х т. Т.1 / IV международный конгресс.- М.:Изд-во «Станкин», 2000.-с.311−312.
- Кумабэ Д. Вибрационное резание.: перевод с японского/Под ред. И. И. Портнова, В. В. Белова. М.: Машиностроение, 1985. -423 с.
- Крагельский И.В., Добычин М. Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. -526 с.
- Крагельский И.В., Непомнящий Е. Ф., Харач Г. М. Усталостный механизм и краткая методика аналитической оценки величины износа поверхностей трения при скольжении. М., Изд-во АН СССР, 1967.-19с.
- Лазарев Ю.Ф. MatLAB 5.x. К.: Издательская группа BHV, 2000.-384 с.
- Лебедев A.A. Пластическая деформация и разрушение конструкционных материалов при сложном напряжении состояния в широком диапазоне температур.: Дис.док.техн.наук. -ИПМ АН УССР, 1967.-320 с.
- Левин В. И. Влияние ангармонических силовых импульсов на формоустойчивость режущего инструмента.// Надежность режущего инструмента.Вып.2.Киев-Донецк :Вища школа. 1975.-сЛ49−152.
- Летун Д.М. Исследование процесса точения алмазными и рубиновыми резцами: Автореф. дис.канд.те^н.наук. М., 1967. — 28 с.
- Лоладзе Т.Н. Стружкообразование йри резании металлов. М.: Машгиз, 1952, 200 с.
- Максимов И.Л., Сарафанов Г. Ф., Нагорных С. Н. Кинетический механизм формирования полосы скольжения в деформируемых кристаллах. // Физика твердого тела. 1995. Т.37., № 10. — с.3169−3178.
- Марков А.И. Резание трудно обрабатываемых материалов при помощи ультразвуковых и звуковых колебаний. М.: Машгиз, 1962. -330 с.
- Макаров А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов. М.: Машиностроение. — 1966. — 264 с.
- Макаров А.Д., Мухин З. С., Шустер Л. Н. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов. Уфа, 1974.- 110 с.
- Малкин А.Я. Новые конструкции и технология производства инструмента. Параметры, характеризующие качество режущих инструментов./Новые конструкции и технология производства режущих инструментов. -М.: ГОСИНТИ, 1966. С.43−47.
- Малкин А.Я. Критерии качества твердосплавного режущего инструмента.//Тезисы докладов V научно-технической конференции инженерного факультета. М.: УДН, 1969. — С.58−60.
- Малкин А .Я., Белоусова Е. А., Марков А. Н., Кириллов А. И. Определение динамического качества резцов. Руководящие материалы. М.: УДН-ВНИИ, 1975.- 120 с.
- Малкин А.Я., Шустиков А. Д., Диллон Дж.Сингх. О связи динамического качества системы СПИД с работоспособностью инструмента.//Всесоюзный семинар «Обработка резанием новых конструкционных и неметаллических материалов». М., 1975. -С.62−67.
- Михайлюк Э.А. Исследование стружкообразования, сил и температуры резания при нарезании глухой резьбы метчиками в титановых сплавах при наложении ультразвуковых колебаний. КуАИ, вып.25, 1967. 75 с.
- Надежность режущего инструмента// Сборник статей. -Киев.: Техника, 1972. 257 с.
- Надежность режущего инструмента// Вып.2. Киев-Донецк: Выш.школа., 1972.-С.311.
- Определение динамического качества расточных и проходных резцов и методы усовершенствования их конструкции./ Отчет по НИР № 271, УДН, 1974. 150 с.
- Определение количественных показателей динамического качества проходных резцов// Отчет по НИР № 41−74, УДН, М., 1975. № гос.регистр. 74 037 437. 145 с.
- Остафьев В.А. Динамическая прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1978. 168 с.
- Орлов П.И. Основы конструирования : Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. П. Н. Учаева. Изд. 3-е, испр.- М.: Машиностроение, 1988. — 560 с.
- Панин В.Е., Лихачев В. А., Гриняев Ю. В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985. — 217 с.
- Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. -М.: Машиностроение, 1970. 350 с.
- Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов, М.: Машиностроение, 1969. 270 с.
- Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов МаЛАВ 5.x: В 2-х т. Том 1. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. -366 с.
- Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов Ма? ЬАВ 5.x: В 2-х т. Том 2. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. -304 с.
- Привалов В.А. Исследование эффективности применения резания с наложением на инструмент ультразвуковых колебаний: Дис.канд.техн.наук. М., 1969. — 220 с.
- Саверин М.М. Контактная прочность материала в условиях одновременного действия нормальной и касательной нагрузок. М., Машгиз, 1946. -148 с.
- Саксена Дж.Пракаш. Исследование колебаний системы СПИД и их влияние на износ режущего инструмента: Дис.канд. техн.наук. М., 1979.- 300 с.
- Системный анализ основных параметров процесса резания и разработка системы показателей, характеризующих статическое и динамическое качество системы СПИД при назначении режимов резания/ Отчет, № регистр. 78 009 181. М., УДН, 1979. — 115 с.
- Скиба В.М., Обидин С. М. Влияние упругой системы станка на процесс резания. // Изв. Вузов. М., Машиностроение, 2001.- № 2,3. -с.92−98.
- Скиба В.М., Обидин С. М. Врезное точение. // Технол. мет. -2000, № 8. с.30−34.
- Соболев B.C. О влиянии вибраций инструмента на качество поверхности и эксплуатационные свойства инструментального мате риала//Повышение точности и производительности обработки на станках: Вып.2. Красноярск, 1970. — С.27−30.
- Соколовский А.П. Жесткость в технологии машиностроения. МЛ, Машгиз, 1946, 207 с.
- Старков В. К. Технологические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ.-М.: Машиностроение, 1984.-120с.
- Суворова Т.Г. Исследование эффективности воздействия звуковых и ультразвуковых колебаний на процесс резания труднообрабатываемых материалов: Дис. канд. техн. наук. М., 1973. -230 с.
- Танатаров P.A. Влияние некоторых технологических факторов на выбор оптимальных режимов резания/./Высокопроизводительное резание в машиностроении. М.: Наука, 1966. — С.35−38.
- Ташлицкий Н.И. Первичный источник энергии возбуждения автоколебаний при резании металлов //Вестник машиностроения, 1960, № 2, С.45−50.
- Тейлор Ф. Искусство резать металлы. Берлин, изд-во «Бюро иностранной науки и техники», 1922.
- Федоров В.Л. Исследование в резании динамического качества сборных токарных проходных резцов// Материалы II научно-технической конференции инженерного факультета. М.: УДН, 1976. -С.51−55.
- Федоров В.Л. Исследование взаимосвязи параметров упругой системы, спектра колебаний на износ сборных токарных резцов. Дис.канд.техн.наук. М., 1979. — 242 с.
- Хает Г. JI. Качество и надежность режущего инструмента// Надежность режущего ^ инструмента: Вып.2. Киев-Донецк: Вища школа, 1975, — С.3−11.
- Хает Г. Л. Качество и надежность режущего инструмента. -Киев:. Наукова думка, 1968. С.23−27.
- Штейнберг И.С. Исследование вибраций при токарной обработке металлов//Вестник металлопромышленности, № 12−13, 1936.
- Шустиков А.Д., Диллон Дж.Сингх. О связи динамического качества системы СПИД со стойкостью инструмента// Сборник научных работ аспирантов инженерного факультета УДН. М. -Вып. 12, 1972. -С.25−28.
- Шустиков А.Д., Кириллов А. И. Экспериментальное исследование размаха колебаний составляющих сил резания и перемещений в зависимости от условий резания// Сб. научных работ аспирантов инженерного факультета. -М.: УДН, вып.12, 1972. С.49−56.
- Шустиков А.Д. Влияние вибраций на износ инструмента. // СТИН.-2000.-№ 1.-С.12−16.
- Эльясберг М.Е. Основы теории автоколебаний при резании металлов//Станки и инструмент, 1962, № 10, С.3−8, № 11, С.3−6.
- Эльясберг М.Е. К теории и расчету устойчивости процесса резания металла на станках//Станки и инструмент, 1971, № 11, С.6−11, № 12, С.1−6, 1972, № 1, С.3−7.
- Doi S., Kato S. Chatter Vibration of Lathe Tools//Trans. of ASME, 1956, Vol.78, № 5, pp.1127−1134.
- Kayaba T. Wear and Friction of Bearing Material. Wear, vol. 5, № 3, 1962,-p 173−187.
- Matsubara Т., Yamamoto H., Mizumoto H. Study on regenerative chatter vibration in boring operations (1 st report) Influence of directionality of boring bar on catter stability // Bull. Japan Soc. of Prec. Eng. — 1989.-Vol.23. — N. 1. — P. 42−46.174
- Micheletti G.F., Rosetto S., Ponty M. Tool vibration pattern and tool life on automatic screw machine//Adv. Mech. Tool Des. And Res., 1970, vol.A.-Oxford e.a.- 1971
- Opitz H. Behaviour of carbide tools//OESD Seminar on metal cutting, paper 5, Paris: 1966
- Opitz H., Salje E., Aachen 6 Die Auswirkungen von Schwingungen auf verschleiz und standzeit//Azeig. № 45, Jine, 1954, S.690−697.
- Ota H., Kono K. On chatter vibrations of machine tool or work due to regenerative effect and time lag. «Trans. ASME», 1974, B96,№ 4,1337−1346.
- Rooks B.W., Tobias S.A. The effect of vibration on tool life//Adv. Mech. Tool Des. And Res., Oxford-London: Pergamon press.- 1963.
- Stoferle Th., Muller-Gerbes H. Verschlei an ultraschallerregten Drehwerzengen//Werkstatt und Betr., № 12, 1973.
- Weilenmann R. Der einflus von schittgeschwinding keitsschwankungen auf das standzeitverhatten spaneblender warkzenge//Werkstatt und Betr. 87. Jahrgang, Heft 8, August 1954.- S.401−403.