Введение к работе
Актуальность темы. Ведущее место в машиностроении занимают технологические процессы обработки резанием, особенно финишные операции, формирующие поверхностный слой детали. Несмотря на все большое применение новых инструментальных материалов и методов их упрочнения, специальных методов обработки, оптимизацию геометрии режущего инструмента, стойкость и производительность традиционного режущего инструмента зачастую недостаточны для высокопроизводительной обработки поверхностей с высокой точностью и стабильным качеством поверхностного слоя. Это определяет актуальность разработки и исследования шагового резания, позволяющего повысить стойкость РЭ, производительность обработки, качество обработанной поверхности и ее точность, стабильность процесса.
Настоящая работа выполнена в соответствии с пятилетним планом важнейших научно-исследовательских работ в области естественных наук БССР на 1986-90 г.г. "Материал 27" (№ госрегистрации 01.G6.0036600).
Научная новизна проведенной работы заключается в разработке нового принципа обновления режущей кромки РЭ и конструкций ШР. В ходе работы предложена новая классификация ЧРПК, позволяющая наметить пути к созданию новых режущих инструментов. Получены аналитические зависимости кинематических параметров процесса от скорости привода РЭ. Построены математические модели процесса, позволяющие выявить влияние технологических параметров на силы и температуру резания. Получены эмпирические зависимости, связывающие технологические параметры процесса с величиной износа ШР и его стойкостью. Показано, что эффект вращения РР является отрицательным в отношении его стойкости, т.е. что РР эксплуатируются в весьма невыгодном диапазоне скоростей вращения РЭ. За счет однократного использования элементарного участка режущей кромки и постоянства величины износа кромки, обусловленного ее перемещением согласно формулам шагового резания, получена высокая стабильность основных характеристик процесса: силы резания, температуры, качества и точности обработанной поверхности. Схема шагового резания позволяет управлять этими характеристиками за счет назначения оптимальной скорости вращения РЭ. Показано, что теоретическая точность и размерная стойкость ШР превосходят аналогичные характеристики PP. Исследовано влияние геометрических и технологических параметров на фактическую точность обработки. Исследовано влияние технологических параметров на геометрические и физические параметры качества обработанной поверхности. Получено эмпиричес-
кая зависимость для вычисления величины шероховатости. Приведена методика расчета параметров перемещения режущей кромки с целью получения требуемых точности и шероховатости обработанной поверхности. Выявлены новые факторы адаптивного управления точностью. Показана возможность повышения в 2-3 раза производительности механической обработки шаговым инструментом по сравнению с ротационным за счет более высокой его стойкости и смещения оптимальной подачи в большую сторону.
Достоверность научных выводов и положений диссертации подтверждается использованием математического метода планирования и обработки результатов экспериментов на ЭВМ, других современных методов и приборов. Достоверность полученных результатов подтверждена удовлетворительным совпадением результатов при лабораторных и промышленных испытаниях, а также экспериментальных исследований и статистического анализа.
Практическая ценность работы заключается в разработке нового принципа обновления режущей кромки и соответствующих режущих инструментов, позволяющих значительно превысить существующий уровень стойкости аналогичных инструментов, производительности обработки, качества и точности обработанной поверхности, стабилизировать основные характеристики процесса. Определены область, перспективы и эффективность применения шагового инструмента. Даны рекомендации по выбору рациональных параметров обработки, эксплуатации и заточке ШР.
Реализация результатов работы. Результаты работы использованы в основном при механической обработке магнитопроводов асинхронных двигателей на импортном автоматическом оборудовании и внедрены на более чем 10-ти предприятиях ВПО "Союзэлектромаш" Минэлектротех-прома. Экономический эффект от внедрения составил 290 тысяч рублей в год.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на УП Всесоюзной науч.-техн. конференции "Состояние и перспективы разработки и производства низковольтных асинхронных двигателей" (Владимир, 1985), Всесоюзной науч.-техн. конференции "Разработка и промышленная реализация новых механических и физико-химических методов обработки" (Москва, 1988), УШ Всесоюзной науч.-техн. конференции "Состояние и перспективы совершенствования разработки, производства и применения низковольтных электродвигателей переменного тока" (Суздаль, 1988), заседании Ученого совета Моги-лёвского отделения Физико-технического института АН БССР в 1989 г., заседании технологической секции Физико-технического института АН БССР в 1908 г., заседании кафедры "Технология машиностроения" Ки-
евского политехнического института в 1990 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ, получено 13 авторских свидетельств на изобретения и 14 патентов зарубежных стран.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов, приложений; изложена на 112 страницах учитываемого машинописного текста; содержит 78 иллюстраций, II таблиц, список литературы из 133 наименований.
