WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Задача многокритериальной многопараметрической оптимизации процесса ППД алмазным выглаживанием формулируется в следующем виде: требуется найти режимы обработки, удовлетворяющие условиям (11), (12), при которых приводится к максимуму выражение целевой функции (7). Решение задачи многокритериальной оптимизации с применением комплексного критерия осуществлялось с максимизацией целевой функции по комплексному методу Бокса, который является модификацией симплексного метода Нелдера – Мида.

В результате решения задачи оптимизации составлена программа, представляющая собой макрос на VBA под Microsoft Excel и вычислен оптимальный режим обработки круглых резцов с износостойким покрытием алмазным выглаживанием (V=95 м/мин, S=0,09 мм/об, Р=185 Н).

Для восстановления изношенной поверхности, т.е. заточки и доводки алмазного выглаживающего инструмента было разработан станок полуавтомат, которое позволяет придавать алмазному выглаживающему инструменту сферическую, цилиндрическую и тороидальную форму рабочей поверхности. Данное устройство позволяет вести полуавтоматический цикл обработки, простое в наладке и удобное в эксплуатации. Относительная несложность и технологичность конструкции позволяет изготовить его на любом машиностроительном предприятии.

Исследование износостойкости круглых резцов, упрочненных АВ на оптимальных режимах обработки проверялось на токарном станке модели 16К20М. Опыты проводились с исследованием износоустойчивости круглых резцов по задней поверхности. В эксперименте использовались круглые резцы из быстрорежущей стали после шлифования Ra=0,16 мкм, шлифованные круглые резцы после алмазного выглаживания Ra=0,08 мкм, круглые резцы шлифованные с TiN покрытием Ra=0,38 мкм, и круглые резцы с TiN покрытием, упрочненные алмазным выглаживанием на оптимальных режимах Ra=0,1 мкм. Заточка резцов производилась после обработки задней поверхности. Передний угол круглого резца во всех случаях составлял 15. Резцы устанавливались в приспособление, которое крепилось в резцедержателе станка. В качестве обрабатываемой детали использовался вал диаметром 50 мм из конструкционной стали 45. Обработка заготовки велась на следующих режимах: скорость резания 40 м/мин, подача 0,025 мм/об. Величина износа – длина изношенного участка задней поверхности W, измерялась с помощью микроскопа, погрешность измерения которого составляла 1,72 мкм. Результаты исследования величины износа W от пути L, пройденного резцом, приведены на рисунке 12.

Рис. 12. Износ задней поверхности резца W в зависимости от пути резания L: 1 – шлифованные круглые резцы из быстрорежущей стали Р18; 2 – круглые резцы, упрочненные алмазным выглаживанием после шлифования; 3 – круглые резцы, покрытые износостойким нитридным покрытием; 4 – круглые резцы, покрытые износостойким TiN покрытием и обработанные алмазным выглаживанием

Из кривых износа следует, что на стадии приработки резцы, обработанные алмазным выглаживанием, имеют меньшую величину износа. Снижение величины износа на стадии приработки достигается за счет более высокой степени отделки, упрочнения и снижения пористости покрытия после алмазного выглаживания. Исследования износостойкости показывают, что алмазное выглаживание позволяет снизить величину износа приработки и тем самым повысить стойкость круглых резцов с TiN покрытием в 2-2,5 раза.

В настоящее время предложенный технологический процесс внедрен в ООО «РМС» при нарезании ходовых винтов металлорежущего оборудования круглыми резцами с титано-нитридным покрытием, упрочненными алмазным выглаживанием, что подтверждается актом внедрения. Экономический эффект от внедрения составил от 500 до 8000 руб. на один ходовой винт в зависимости от размеров и характеристик точности.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

  1. На основании теоретических и экспериментальных исследований и внедрения результатов в промышленность решена актуальная задача, которая заключается в повышении стойкости и качества круглых резцов с износостойким покрытием на основе введения в технологический процесс алмазного выглаживания рабочих поверхностей режущих инструментов.
  2. Выполнено исследование качества отделочно-упрочняющей обработки круглых резцов из быстрорежущих сталей марки Р18, Р6М5 с износостойким TiN покрытием. Эксперименты показали, что алмазное выглаживание позволяет снизить шероховатость поверхности с 0,3-0,32 мкм до 0,08-0,12 мкм по шкале Rа, повысить поверхностную твердость в 1,2-1,5 раза, в поверхностном слое возникают сжимающие остаточные напряжения, при этом не нарушается сплошность и снижается пористость износостойкого покрытия.
  3. Построена математическая модель тепловой напряженности процесса ППД, являющаяся основным технологическим фактором, ограничивающим процесс АВ, которая позволила определить основные параметры теплосиловой обстановки контактной зоны в условиях нестационарного и стационарного теплообмена.
  4. Разработан способ динамической тарировки полуискусственной термопары, максимально приближенный к реальным условиям контактирования и нагревания горячего спая, позволяющий определить контактные температуры непосредственно в процессе алмазного выглаживания. Показана адекватность математической модели.
  5. Предложена методика расчета оптимальных режимов, учитывающая особенности обработки алмазным выглаживанием, для реализации которой предложена модель многокритериальной оптимизации режимов упрочнения по комплексному критерию качества, обеспечивающая повышение стойкости и качества круглых резцов с учетом теплофизического анализа.
  6. Использование алмазного выглаживания в качестве финишной обработки рабочих поверхностей режущих инструментов с износостойким покрытием позволяет уменьшить износ и тем самым повысить период стойкости 2,5 раза.
  7. Предложен технологический процесс обработки инструментов с износостойким покрытием, сущность которого состоит в обработке рабочих поверхностей алмазным выглаживанием, который показал значительное повышение стойкости круглых резцов с титано-нитридным покрытием. Результаты работы внедрены в ООО «РМС».

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Публикации в журналах, рекомендованных ВАК РФ

    1. Тихонов Д.А. Результаты исследования остаточных напряжений в поверхностном слое круглых резцов с износостойким покрытием, обработанных алмазным выглаживанием / Д.А. Тихонов // Вестник Саратовского государственного технического университета.-2007. № 2 (25). Вып. 2. – С. 72-75.
    2. Тихонов Д.А. Алмазное выглаживание режущих инструментов с покрытием / Д.А. Тихонов, Я.И. Барац // СТИН. – 2007. – № 12. – С. 26-27.
    3. Тихонов Д.А. Станок-полуавтомат для заточки алмазных выглаживающих инструментов / Д.А. Тихонов, Я.И. Барац, А.Г. Двойнев // СТИН. – 2008. – № 2. – С. 22-23.
    4. Тихонов Д.А. Результаты экспериментального исследования шероховатости рабочей поверхности круглых резцов с износостойким покрытием, обработанной алмазным выглаживанием / Д.А. Тихонов // Вестник Саратовского государственного технического университета. -2007. № 2 (24). Вып.1. – С. 49-53.

Публикации в других изданиях

    1. Тихонов Д.А. Заточка алмазных выглаживающих инструментов / Д.А. Тихонов, Я.И. Барац, В.В. Богомазов // Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении: материалы Всероссийской науч.-техн. конф. с международным участием. Тольятти: ТГУ, -2005. Вып.5.- С.181-183.
    2. Тихонов Д.А. Исследование стойкости круглых резцов с износостойким покрытием, обработанных поверхностно-пластическим деформированием / Д.А. Тихонов // Молодые ученые – науке и производству: материалы конференции молодых ученых. Саратов: СГТУ, -2007.- С.215-217.
    3. Тихонов Д.А. Исследование температур на контактных поверхностях при алмазном выглаживании быстрорежущей стали с титано-нитридным покрытием / Д.А. Тихонов, С.Я. Торманов, К.Ф. Мартыненко // Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении: труды ІІ Междунар. науч.-техн. конф. (Резниковские чтения). – Тольятти: ТГУ, -2008. – Ч. 1. – С.326-328.
    4. Тихонов Д.А. Динамическая градуировка полуискусственной термопары при поверхностно-пластическом деформировании алмазным выглаживанием / Д.А. Тихонов // Молодые ученые – науке и производству: материалы конференции молодых ученых. Саратов: СГТУ, -2008. - С.230-233.

Тихонов Денис Александрович

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

С ИЗНОСОСТОЙКИМ ПОКРЫТИЕМ ПУТЕМ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ИХ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ АЛМАЗНЫМ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ

Автореферат

Корректор Л.А.Скворцова

Подписано в печать 20.05.2009

Бум.офсет.

Тираж 100 экз.

Усл.печ.л. 0,93 (1,0)

Заказ

Формат 60х84 1/16

Уч.-изд.л. 1,0

Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»