Повышение производительности токарной обработки заготовок деталей из труднообрабатываемых материалов по высотным и шаговым параметрам шероховатости поверхности с использованием компьютерного моделирования
Методы исследования базировались на основных положениях технологии машиностроения, науки о резании металлов, теории колебаний. При проведении экспериментальных исследований использовалось оборудование НИИД при ФГУП ММПП «Салют», которое включает в себя компьютерный вибродиагностический стенд на базе станке с ЧПУ и цифровое оборудование для измерения параметров микрогеометрии обработанной… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Состояние вопроса и анализ расчётных методик по определению параметров шероховатости заготовок деталей из
- ТОМ при токарной обработке
- 1. 1. Характеристика объекта исследования
- 1. 2. Анализ существующих расчётных методик по определению параметров шероховатости поверхности
- 1. 2. 1. Факторы, определяющие микрогеометрию поверхности
- 1. 2. 2. Факторы, определяющие микрогеометрию поверхности при 15 токарной обработке труднообрабатываемых материалов
- 1. 3. Анализ рассматриваемых динамических моделей колебаний ТС
- 1. 4. Определение параметров шероховатости при представлении обработанной поверхности в трехмерном виде
- Выводы по главе 1. Формулировка цели и задач исследования
- Глава 2. Теоретические исследования формирования поверхности
- 2. 1. Теоретическое представление геометрии инструмента в системе ортогональных координат
- 2. 2. Теоретическое представление следа инструмента и относительного движения инструмента при точении и растачивании
- 2. 3. Теоретическое представление следа инструмента и относительного движения инструмента при торцевом точении
- 2. 4. Анализ и обоснование выбора теоретической модели колебаний технологической системы при токарной обработке
- 2. 5. Формирование геометрических параметров поверхности при токарной обработке с учетом динамического состояния технологической системы
- Глава 3. Разработка методов расчета и измерений параметров шероховатости поверхности при токарной обработке заготовок из ТОМ
- 3. 1. Построение и реализация алгоритма определения параметров шероховатости
- 3. 2. Анализ и классификация входных переменных алгоритма моделирования процесса обработки
- 3. 3. Методика по определению средних касательных напряжений и коэффициентов сил резания при косоугольном несвободном резании
- 3. 4. Методика по определению динамических характеристик автоколебаний технологической системы
- 3. 5. Описание оборудования для проведения исследований
- 3. 5. 1. Функциональная схема стенда
- 3. 5. 2. Описание стендового оборудования
- 3. 5. 3. Дополнительное оборудование
- 4. 1. Экспериментальное определение эмпирического коэффициента В и сил резания Px.y.z динамической модели колебаний технологической системы
- 4. 2. Определение входных переменных для программы компьютерного моделирования параметров шероховатости и экспериментальных исследований
- 4. 2. 1. Назначаемые данные эксперимента
- 4. 2. 2. Определение коэффициентов сил резания и динамических характеристик технологической системы
- 4. 3. Экспериментальные исследования влияния кинематики, динамики и геометрии инструмента на высотные {Ra, Rz) и шаговые (Sm, tm) параметры шероховатости поверхности при токарной обработке
- 4. 3. 1. Сравнительный анализ высотных параметров (Ra, Rz) шероховатости обработанной поверхности при изменении жесткости ТС
- 4. 3. 2. Анализ изменения шаговых параметров шероховатости (Sm, tm) обработанной поверхности при изменении жесткости ТС
Глава 5. Разработка методики проектирования технологических переходов токарной обработки заготовок из ТОМ, обеспечивающей повышение производительности токарной обработки и заданное соотношение высотных и шаговых параметров шероховатости поверхности.
5.1. Описание методики проектирования технологических переходов токарной обработки заготовок из ТОМ, обеспечивающей повышение производительности токарной обработки и заданное соотношение высотных и шаговых параметров шероховатости поверхности.
5.2. Описание технологической и исследовательской составляющих разрабатываемой методики.
5.2.1. Описание операционной составляющей.
5.2.2. Описание исследовательской составляющей.
5.3. Описание расчётной части и проведения опытных работ разрабатываемой методики.
5.3.1. Нахождение удельных коэффициентов резания Кх, Ку, Kz.
5.3.2. Выбор режимов обработки.
5.3.3. Нахождение динамических характеристик заготовки и инструмента.
5.3.4. Нахождение параметров шероховатости поверхности.
5.3.5. Анализ расчётных данных.
5.3.6. Анализ измеренных данных. 1J'
Глава 6. Применение методики проектирования технологических переходов токарной обработки заготовок из ТОМ, обеспечивающей повышение производительности токарной обработки и заданное соотношение высотных и шаговых параметров шероховатости.
6.1. Анализ ТП изготовления детали жаровой трубы двигателя
АЛ31.
6.2. Применение предложенной методики для улучшения ТП изготовления детали жаровой трубы двигателя AJI31.
6.3. Применение сменных пластин с нестандартной геометрией.
Список литературы
- Андронов А.А., Витт А. А., Хайкин С. Э. Теория колебаний. М.: Наука, 1981.568 С.
- Армарего И.Дж.А., Браун Р. Х., Обработка металлов резанием. М. Машиностроение. 1977. 325 с.
- Безъязычный В.Ф., Кожина, Т.Д., Киселев Э. В. Автоматизированная система назначения технологических условий точения //Инструментообеспечение и современные технологии в технике и медицине. Сб. науч. трудов. Ростов-на-Дону, 1997. С. 24 26.
- Бидерман В.А. Теория механических колебаний. М.: Высшая школа.1980. 408 С.
- Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение. 1975. 343 с.
- Васин С.А., Верещака А. С., Кушнер B.C. Резание материалов: термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании: Учеб. для техн. вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2001. 448 с.
- Васильков Д.В., Ташевский А.Г, Лыченков А. А. Обеспечение стабильности качества поверхностного слоя изделий при механической обработке на основе алгоритмов автоматизированного проектирования //Металлообработка. 2007. № 6. С.8−11.
- Воронцов А. Л, Султан-Заде Н. М, Албагачиев А. Ю. Разработка новой теории резания. 1. Введение // Вестник машиностроения. 2008. № 1.С. 59 -65.
- Вейц В.Л., Дондошанский В. К., Чиряев В. И. Вынужденные колебания в металлорежущих станках. Л.: МАШГИЗ. 1959. 289 с.
- Ю.Вибрации в технике/Под редакцией М. Д. Генкина. М.: Машиностроение.1981.Т2. 497 с.
- И.Вульф А. М. Резание металлов. Л.: «Машиностроение». 1973. 496 с.
- ГОСТ 2789 73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. М., 2005. 6 с.
- ГОСТ 25 142–82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. М. 1982., 20 с.
- ГОСТ Р 50 779.42−99. Статистические методы. Контрольные карты Шухарта. М., 1999. 32 с.
- Горелов В.А. Автоматизированный многопараметровый стенд для экспресс-оптимизации режимов резания // Двигатель. 2006. № 5(47). С. 12−13.
- Горелов В.А. Совершенствование технологии обработки жаропрочных сплавов на основе теоретических методов диагностики процесса резания // Высокие технологии: тенденции развития: Мат. XIII МНТС в Алуште. Харьков. 2003. С. 64−71.
- Горелов В.А. Термомеханический анализ обработки резанием жаропрочных сплавов // Омский научный вестник. 2006. № 10. С. 24−28.
- Горелов В.А., Кушнер B.C. Термомеханический подход к исследованию процесса резания жаропрочных сплавов // Технология машиностроения, 2005. № 9. С. 30−33.
- Горелов В.А. Разработка методов и средств эффективного выбора режимов резания труднообрабатываемых материалов на основе термосиловых характеристик процессов: Дис.д. т. н. Москва. 2007. 390 с.
- Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учебник для маши-ностр. и приборостр. спец. вузов. М.: Высшая школа. 1985. 304 с.
- Грубый С.В. Имитационное моделирование процессов резания и изнашивания инструмента // Вестник машиностроения. 2007. № 7. С.38−42.
- Губанов В. Ф. Параметры качества поверхностного слоя при выглаживании специальным инструментом с минералокерамическими инденторами // Технология машиностроения. 2009. № 6. С. 37 — 41.
- Дёмкин Н.Б., Рыжов Э. В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение. 1981. 244 с.
- Дальский A.M. Технологическое обеспечение надежности высокоточных деталей машин. М.: Машиностроение. 1975. 222 с.
- Дзугутов М. Я. Пластичность и деформируемость высоколегированных сталей и сплавов. 3-е изд., доп. и перераб. М.: Металлургия. 1990. 301 с.
- Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. Л.: Машиностроение. 1986. 179 с.
- Илюхин С.Ю. Математические основы моделирования процесса формообразования поверхностей режущим инструментом. // СТИН. 2006. № 12. С.33−40.
- Каширин А.И. Исследование вибраций при резании металлов. Л.: Изд-во АН СССР. 1944. 237 с.
- Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1978. 199 с.
- Козочкин М. П. Виброакустическая диагностика технологических процессов. М.: ИКФ Каталог. 2005. 196 с.
- Козочкин М.П. Особенности вибраций при резании материалов // СТИН. 2009. № 1. С. 21 -24.
- Кондратов А.С. Параметры системы СПИД и технологические условия максимальной технико-экономической производительности обработки деталей на станках токарной группы//Методические материалы НИАТ. 1981.48 с.
- Крагельский И. В. Трение и износ. Изд. 2-е. М.: Машиностроение. 1968. 480 с.
- Кривоухов В.А., Воронов А. А. Высокочастотные вибрации резца при точении. М.: Оборонгиз. 1956. 77 с.
- Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 359 с.
- Кушнер В. С. Механика резания. Омск: Изд-во ОмГТУ. 1996. 130 с.
- Лукьянов А.Д. Динамическая модель формирования силы резания с переменным запаздыванием. // СТИН. 2007. № 8. С. 23 26.
- Макаров А. Д. Оптимизация процесса резания. М.: Машиностроение. 1976. 278 с.
- Марков А. И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение. 1980. 237 с.
- Маталин А.А. Технология механической обработки. Л.: Машиностроение. 1977. 464 с.
- Маталин А.А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин. М.: Техника. 1971. 358 с.
- Маталин А.А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. JL: Машиностроение". 1970. 402 с.
- Меррит. Теория автоколебаний металлорежущих станков //Конструирование и технология машиностроения. 1965. Т.87, № 4. С. 6272.
- Митропольский Ю.А., Мартынюк Д. И. Лекции по теории колебаний систем с запаздыванием. Киев: Издательство ин-та математики АН УССР. 1969. 309 с.
- Мухин В. С., Макаров А. Д. Оптимизация процесса механической обработки по физическим параметрам, качеству поверхностного слоя и долговечности деталей из жаропрочных сплавов. Уфа: УАИ. 1976. 116 с.
- Мурашкин Л.С., Мурашкин С. Л. Прикладная нелинейная механика станков. Л.: Машиностроение. 1977. 192 с.
- Мышкис А.Д. Линейные дифференциальные уравнения с запаздывающим аргументом. М.: Наука. 1972. 352 с.
- Назаров Ю. Ф., Иванайский А. В., Свириденко Д. С., Прокофьев А. В. Нанотехнология механической обработки деталей машин // Технология машиностроения. 2009. № 6. С. 45 49.
- Нейбер Г. Концентрация напряжений. Л.: Гостехиздат. 1947. 204 с.
- Палей С.М., Решетов Д. Н., Антонов А. В. Контроль состояния режущего инструмента по силе резания. // Станки и инструмент. 1992. № 2. С. 3133.
- Палей С.М. Диагностика режущего инструмента на станках с ЧПУ: Учебное пособие. М.: Международная книга. 1998. 72 с.
- Пановка Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М: Наука. 1971.240 с.
- Петухов А.Н. Влияние технологической наследственности на формирование конструкционной прочности деталей ГТД// Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва. 2006. № 6. С. 52 56.
- Петруха А.Г. Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки. Издание 2-е переработанное и дополнение. М.: Машиностроение. 1974. 616 с.
- Писаренко Г. С., Лебедев А. А. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев: Наукова Думка. 1976. 415 С.
- Подураев В. Н. Обработка резанием жаропрочных и нержавеющих материалов. М.: Высшая школа. 1965. 520 с.
- Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Машиностроение. 1968.311 с.
- Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М.: Высшая школа. 1974. 587 с.
- Поздняк Г. Г., Рогов В. А., Соловьев В. В., Аллаа Абдулах Расчет жесткости и частоты собственных колебаний державок токарных резцов.// СТИН. 2008. № 2. С. 42 45.
- Пономарёв Б.Б., д.т.н., Евдокимов А.С., Система автоматизированного определения параметров микрогеометрии поверхности при механообработке деталей с использованием цифровых технологий //Металлообработка. 2008. № 2. С. 11−15.
- Проскуряков А.П. Метод Пуанкаре в теории нелинейных колебаний. М.: Наука. 1977. 256 с.
- Процессы механической и физико-химической обработки в производстве авиационных двигателей: Учебное пособие/А.Г. Бойцов и др. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2007. 584 с.
- Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М.: Машиностроение. 1969. 148 с.
- Пухальский В.А. Выбор формы режущей части инструмента // Вестник машиностроения. 2007. № 8. С.58−59.
- Работнов Ю.Н. Введение в механику разрушения. М.: Наука, 1987. 97 с.
- Режимы резания труднообрабатываемых материалов. / Под ред. Я. Л. Гуревича. Справочник. М.: Машиностроение. 1986. 240 с.
- Резников А. Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969. 288 с.
- Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1998. 279 с.
- Рубашкин И.Б. Оптимизация металлообработки при прямом цифровом управлении станками. JL: Машиностроение, 1980. 142 с.
- Режуще-выглаживающая зачистная пластина: пат. 79 471 РФ/Д.М. Соколов, А. В. Скворцов заявл. 20.05.08- опубл. 10.01.09. Бюлл.№ 1.
- Сараванья-Фабис, Д"Суза. Нелинейный анализ устойчивости автоколебаний при резании // Конструирование и технология машиностроения. 1974. Т. 96, № 2. С. 292−299.
- Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: «Наука». 1967. 428 с.
- Сидоренко JI.C. Определение высоты и радиуса скругления кромки нависающего нароста при различных условиях резания // Вестник машиностроения. 2007. № 4. С.35−40.
- Силин С. С. Метод подобия при резании металлов. М.: Машиностроение. 1979. 152 с.
- Синопальников В.А., Григорьев С. Н. Надежность и диагностика технологических систем : Учебник. М.: ИЦ МГТУ СТАНКИН Янус-К. 2003.331 с.
- Скворцов А.В., Соколов Д. М. Компьютерный анализ качества и точности производственных процессов в режиме ¦ реального времени с использованием программного комплекса VISUAL SPC.//Вестник компьютерных и информационных технологий. 2008. № 7. С. 25 30.
- Скворцов А.В., Соколов Д. М. Технологическая подготовка производства с применением программных продуктов PLM. //Технология машиностроения. 2009. № 3. С. 51 57.
- Соколов Д.М. Возможности систем 3D графики для технологической подготовки производства//Материалы и технологии XXI века: Сборник статей IV Международной научно-технической конференции (Пенза). 2006. С.306 308.
- Солоненко В.Г. Резание металлов и режущие инструменты: Учеб. Пособие для вузов. М.: Высш. Шк. 2007. 414 с.
- Соколовский А.П. Научные основы технологии машиностроения. Л.: Машгиз. 1955. 515 с.
- Соломенцев Ю. М. Митрофанов В. Г., Протопопов С. П. Адаптивное управление технологическими процессами. М.: Машиностроение. 1980. 536 с.
- Старков В.А. Управление стабильностью и качеством и автоматизированном производстве. М.: Машиностроение. 1989. 296 с.
- Сулима A.M., Евстигнеев И. И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроение. 1974. 254 с.
- Сулима A.M., Носков А. А., Серебренников Г. З. Основы технологии производства газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение. 1996. 480 с.
- Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение. 2000. 320 с.
- Инженерия поверхности детали/ Суслов А. Г. и др. М.: Машиностроение. 2008. 260 с.
- Технология машиностроения (в 2-х томах)./В.М. Бурцев и др. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2001. Т1 (552 е.), Т2 (504 е.).
- Тлустый И. Автоколебания в металлорежущих станках. М.: Машгиз. 1956.395 С.
- Хусу А.П., Виттенберг Ю. Р., Пальмов В. А. Шероховатость поверхности (теоретико-вероятностный подход). М.: Наука. 1975. 350 с.
- Фельдштейн Е.Э. Режущий инструмент: учеб. пособие: Минск: Новое знание. 2007. 400 с.
- Шашок А.В. Прогнозирование надежности операций токарной обработки по показателям качества изготовляемой продукции // Вестник машиностроения. 2008. № 3. С.41−46.
- Шкаликов B.C., Пеллинец B.C., Исакович Е. Г., Цыган Н. Я. Измерение параметров вибраций и удара. М.: Издательство стандартов, 1981.278 с.
- Щетинин B.C. Математическая модель динамической системы резания с учётом сил трения инструмента о поверхность заготовки //Металлообработка. 2007. № 3. С.6−9.
- Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел. Уфа: Гилем. 1999. 199 с.
- Экспериментальная механика. / Под ред. А. Кобояси, перевод Б. Н. Уманова. М.: МиР. 1990. Т2. 552 с.
- Юркевич В.В. Шероховатость поверхности детали после токарной обработки // СТИН. 2006. № 6. С. 12−15.
- Якобе Г. Ю., Якоб Э., Кохан Д. Оптимизация резания. М.: Машиностроение. 1981. 279 с.
- Яковлев М.Г. Повышение производительности токарной обработки маложестких деталей из никелевых сплавов на основе моделирования динамики процесса резания: Дис.к.т.н. Москва. 2009. 147 с.
- Altintas Y. Manufacturing automation. Metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design. Cambridge: Cambridge UniversityPress, 2000. 563 p.
- Astakhov V.P. Metal cutting mechanics. Boca Raton. USA: CRC Press. 1998. 298 p.
- Itava K. and Ueda K. The significance of the dynamic crack behavior in chip formation // Annals of the CIRP. 1992. № 25. P. 65−70.
- Komvopoulos K., Erpenbeck S.A. Finite element modeling of orthogonal metal cutting // Journal of Engineering for Industry / ASME. 1991. № 113. P. 253−267.
- Merchant M.E. Mechanics of the metal cutting process. I. Orthogonal cutting and a type 2 chip//Journal of Applied Phisics. 1945. Vol. 16. P. 267 275.
- Merchant M.E. Mechanics of the cutting process. //Journal of Applied Phisics. 1945. Vol. 16. P. 318−324.
- Oxley P.L.B. Mechanics of machining: an analytical approach to assessing machinability. New York. USA: Wiley. 1989. 421 p. у"УТВЕРЖДАЮ"1. АКТоб использовании результатов диссертационной работы Соколова Д.М.
- ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАННЫХ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ПОНИЖЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ."
- Настоящим удостоверяется, что на ФГУП ММПП «Салют» внедрены в цехах № 43, № 28 при изготовлении деталей газотурбинных двигателей АИ222, АЛ31ФН токарной обработкой материалы диссертационной работы Соколова Д.М.