WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Таким образом, можно предположить, что при точении заготовки из определенного материала вторым необходимым условием для дробления стружки является соотношение относительной величины жесткости витка стружки и критического значения относительной величины жесткости стружки: Wc Wn. (4) Критическая величина радиуса витка rс, которая соответствует деформации растяжения b, при которой для интенсивности напряжений u выполняется условие (2), определяется из выражения (рис. 8):

Рис. 8. Схема деформации участка стружки а) для стружки в форме «цилиндрической» и плоской спиралей:

rс3 b2 - rс2 (2a1 b C + 2D b - 2AC2) + rс(2a1 D C + 2a1 b B + D2 - - 4a1A B C)- 2a1 B D + 2a1 A B2 = 0, (5) 2T где A = + b ; B = kнa1 b ; С = kн b +1+ kн; D = a1 - kнa1 + a1 b.

Еc Здесь b – деформация растяжения, при которой для интенсивности напряжений u выполняется условие (2) для данного материала стружки; Т – предел текучести материала стружки; Eс – модуль упругости материала стружки; a1 – толщина стружки; kн – коэффициент положения нейтрального слоя стружки. При решении уравнения (5) значение коэффициента kн принимается по экспериментальным данным:

- для стружки, полученной при отношении толщины срезаемого слоя к его ширине a1/b10,1 коэффициент положения нейтрального слоя kн = 0,43...0,45;

- для a1 b1 = 0,1...0.5, kн = 0,37...0,39;

- для a1 b1 = 0,5...1, kн = 0,32...0,34.

б) для стружки в форме винтовой спирали:

r'с3 b 2 - r'с2 (2b1 b C + 2D b - 2AC )+ r'с(2b1 D C + 2b1 b B + D2 - - 4b1A B C)- 2b1 B D + 2b1 A B2 = 0, (6) где B = kнb1 b ; С = kн b +1+ kн ; D = b1 - kнb1 + b1 b.

Здесь kн=0,32, а b1 - ширина стружки.

Экспериментальные значения деформации b стружки в зависимости от марки обрабатываемого материала и температуры резания получены в работах Игошина В.В. и Иванова В.В. Для определения значений rс (rс) в выраженияx (5) и (6) использовалась программа в среде MathCAD, пример работы которой представлен на рис. 9.

Если в результате торможения радиус ri витка стружки возрастает до критической величины rс (rс), т.е.

выполняются условия:

ri rс (7) или ri rс' (8) происходит дробление стружки.

Выражения (7) и (8) представляют собой «третье» необходимое условие дробления стружки.

На базе трех необходимых Рис. 9. Пример решения выражения (5) условий, приведенных ранее, разработан алгоритм, который положен в основу автоматизированной системы прогнозирования дробления стружки. Проведена проверка ее работоспособности на примере чистового точения сталей групп P и М резцами, оснащенными СМП с разной формой передней поверхности и режущей кромки (см. табл.).

Таблица Результаты прогнозирования дробления стружки и экспериментальных исследований при точении стали 08Х18Н10Т режущей пластиной стандартного исполнения с двойной стружкозавивающей канавкой t = 0,5 мм, v = 199 м/мин Величина Первое условие Второе условие подачи rпр, мм ri, мм Wc, мм Wn, мм Выполнение Выполнение s, мм/об 0,1 2,721 1,5 да нет 210-0,125 2,460 1,56 да нет 910-0,15 2,638 1,59 да нет 110-410-0,175 2,759 1,8 да нет 210-0,2 2,661 2,04 да нет 310-0,25 2,721 2,03 да да 1610-Величина Третье условие Характер стружки подачи Форма rc, мм ri, мм Выполнение Дробление s, мм/об стружки 0,01 0,729 1,5 да В.С. нет 0,125 0,849 1,56 да Ц.С. нет 0,15 0,965 1,59 да Ц.С. нет 0,175 1,094 1,8 да Ц.С. нет 0,2 1,218 2,04 да Ц.С. нет 0,25 1,264 2,03 да В.С. да В.С.- винтовая спираль; Ц.С. – «цилиндрическая» спираль Совпадение результатов расчетов с данными эксперимента подтверждает правильность описанной системы необходимых и достаточных условий дробления стружки.

Результатом прогнозирования процесса дробления стружки является определение значений параметров витка стружки, при которых гарантировано обеспечение процесса ее дробления в узком диапазоне скоростей резания. Для условий чистового точения варьирование подачей, т.е. изменение поперечного сечения стружки, ограничено требованиями к шероховатости обработанной поверхности, поэтому наиболее простым способом достижения необходимых параметров стружки для обеспечения ее дробления является коррекция формы передней поверхности с целью получения требуемого радиуса витка ri.

Установление закономерностей влияния геометрических параметров выступа у вершины и его месторасположения на величину радиуса витка осуществлялось с помощью экспериментальной пластины с плоской передней поверхностью, у которой электрохимическими методами обработки сформировано отверстие, перпендикулярное передней поверхности пластины (рис. 10).

В отверстии размещался штифт, имитирующий неподвижный локальный выступ. В процессе варьирования высотой hв вершины выступа относительно передней поверхности и значениями l1 и l2, определяющими его Рис. 10. Экспериментальная пластина месторасположение, были получены соответствующие закономерности изменения радиуса витка стружки (рис. 11).

Рис. 11. Влияние высоты hв локального выступа на радиус ri витка стружки при точении стали 45Х: s = 0,15мм/об; t = 2мм; v = 120м/мин Полученные закономерности влияния месторасположения и геометрических параметров обеспечивают конкретные рекомендации по проектированию передней поверхности СМП, использование которой гарантирует получение стружки с требуемыми параметрами витка, т.е.

обеспечивает ее дробление в условиях чистового точения при достижении требуемого качества обработанной поверхности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ В работе решена актуальная научно-техническая задача, имеющая важное народнохозяйственное значение и состоящая в повышении эффективности процесса чистового точения деталей из пластичных материалов путем обоснованного назначения формы передней поверхности и режимов резания СМП на основе прогнозирования формы стружки и процесса ее дробления, построенного на базе алгоритма, учитывающего необходимые и достаточные условия разрушения витка стружки при одновременном достижении требуемого качества обработанной поверхности.

В процессе компьютерного моделирования, теоретического и экспериментального исследований получены следующие основные результаты и выводы:

1. На основе проведенных экспериментальных и теоретических исследований описаны схемы дробления стружки с учетом ее формы и условий контакта с препятствиями, которые она встречает на пути своего естественного движения. Предложена схема механизма разрушения витка стружки на основе необходимых и достаточных условий, который позволяет описать процесс ее дробления на элементы, разные по форме и величине.

Показано, что дробление многовитковой стружки - неустойчивый процесс.

2. Экспериментально установлено и теоретически обосновано, что необходимыми условиями для дробления многовитковой стружки в форме винтовой спирали с от 0° до 90° являются наличие трех точек контакта с обрабатываемой поверхностью, задней и передней поверхностями инструмента, а также внешнее воздействие на виток, достаточное для возрастания силы реакции со стороны задней поверхности до величины, обеспечивающей торможение стружки.

3. Установлено, что, в момент врезания режущей части резца в материал заготовки, процессу устойчивого дробления стружки всегда предшествует формирование непрерывной стружки и переходный процесс, сопровождаемый неустойчивым дроблением, а моменту разрушения витка многовитковой стружки соответствует положение оси ее спирали, когда она нормальна или параллельна к плоскости действия стружки, сформированной тремя точками контакта.

4. На основе предложенного алгоритма определения необходимых условий процесса дробления стружки установлены:

- величина предельного радиуса витка стружки, при котором происходит изменение его формы без его разрушения в условиях чистового точения (s = 0,1 мм/об, t = 0,5 мм, v = 199 м/мин), при обработке стали 08Х18Н10Т rпр=2,72 мм;

- критическое значение относительной величины жесткости витка стружки, при которой гарантировано ее дробление: для стали 08Х18Н10Т Wn= 0,410-4 мм, для стали 45Х Wn = 0,810-4 мм, для стали ЭИ Wn=1,010-3 мм;

- критическая величина радиуса витка, которая соответствует деформации при интенсивности напряжений в слоях стружки, превышающих предел прочности ее материала в условиях чистового точения (s = 0,1 мм/об, t = 0,5 мм, v = 199 м/мин) при обработке стали 08Х18Н10Т rc = 0,8мм.

Результаты прогнозирования позволяют обосновать выбор конструкции режущей пластины или предложения по проектированию ее передней поверхности для оснащения токарных резцов.

5. Предложенный алгоритм прогнозирования формы стружки, основанный на варьировании скоростями точек контактной стороны ее витка путем изменения усадки вдоль режущей кромки за счет коррекции действительного переднего угла и (или) формы поперечного сечения срезаемого припуска, т.е. формы режущей кромки, позволяет обосновать изменение величины переднего угла и (или) формы режущей кромки СМП на этапе проектирования технологической операции для получения требуемой формы стружки как с точки зрения удаления ее из зоны срезания припуска, так и с позиции обеспечения качества обработанной поверхности.

6. Результаты теоретических и экспериментальных исследований положены в основу практических рекомендаций по проектированию передней поверхности СМП с выступом у вершины, обеспечивающей дробление стружки с заданными режимами чистового точения, что позволяет расширить область использования дорогостоящих инструментов и оборудования и повысить их эффективность. Результаты данной работы приняты к внедрению на ООО «Щекинский завод РТО».

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Хайкевич Ю.А. Управление качеством чистового точения на основе выбора рациональной формы и геометрических параметров передней поверхности режущей пластины. (Монография) [Текст] / С.Я. Хлудов, Ю.А. Хайкевич, В.С. Хлудов, О.И.

Борискин, А.В. Благовещенский // Тула: Гриф и К, 2007.- 208 с.

2. Хайкевич Ю.А. Исследование влияния формы режущей кромки у вершины СМП на процесс чистового точения [Текст] / С.Я. Хлудов, Ю.А. Хайкевич, В.С. Хлудов // Известия ТулГУ. Серия. Технология машиностроения. Вып. 5 - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006.

– С. 128-131.

3. Хайкевич Ю.А. Необходимые условия дробления сливной стружки в форме винтовой спирали при взаимодействии с препятствиями [Текст]/ В.В. Беляев, Ю.А.

Хайкевич, С.Я. Хлудов // Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 2. - Тула: Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы формообразования деталей при обработке резанием», посвященной 90-летию со дня рождения С.И. Лашнева, - Тула: ТулГУ, 2006. С. 272-277.

4. Хайкевич Ю.А. Резцы с видоизмененной формой режущей кромки у вершины СМП [Текст] / С.Я. Хлудов, Ю.А. Хайкевич, В.С. Хлудов // Известия ТулГУ. Серия.

Технология машиностроения. Вып. 5 - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. – С. 121-124.

5. Хайкевич Ю.А. Процесс дробления стружки в форме плосковинтовой спирали [Текст]/ В.В. Беляев, Ю.А. Хайкевич, С.Я. Хлудов // Известия ТулГУ. Сер.

Инструментальные и метрологические системы. Вып. 2. - Тула: Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы формообразования деталей при обработке резанием», посвященной 90-летию со дня рождения С.И. Лашнева, - Тула: ТулГУ, 2006. С.

282-287.

6. Хайкевич Ю.А. Дробления стружки при чистовом точении резцами, оснащенными СМП стандартного исполнения [Текст] / Ю.А. Хайкевич // Известия ТулГУ. Сер.

Инструментальные и метрологические системы. Вып. 2. - Тула: Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы формообразования деталей при обработке резанием», посвященной 90-летию со дня рождения С.И. Лашнева, - Тула: ТулГУ, 2006. С.

249-252.

7. Хайкевич Ю.А. Систематизация и классификация элементарных участков передней поверхности СМП по их функциональному назначению [Текст]/ Е.В. Павлова, Ю.А. Хайкевич, С.Я. Хлудов // Известия ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Вып. 2. - Тула: Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы формообразования деталей при обработке резанием», посвященной 90-летию со дня рождения С.И. Лашнева, - Тула: ТулГУ, 2006. С. 288-291.

8. Хайкевич Ю.А. Влияние угла разворота резца на дробление стружки [Текст] / Ю.А. Хайкевич //СТИН.-2009.-№1.- С. 25-26.

Pages:     | 1 | 2 ||






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