Введение к работе
Актуальность темы. Для повышения эффективности процессов механической обработки необходимо при проектировании технологических операций максимально полно учитывать условия резания.
В современном машиностроении широко распространены токарные операции с переменными условиями обработки, в том числе обусловленными конфигурацией обрабатываемой поверхности, например, с переменной скоростью резания при обработке торцовых поверхностей, с переменным сечением среза при контурном точении.
Исследования различных авторов показывают, что использование систем адаптивного управления, обеспечивающих постоянство температуры резания при точении с переменными условиями, позволяет обеспечить постоянство качества в каждой точке обработанной поверхности и постоянство интенсивности изнашивания инструмента. Но при этом высокая стоимость оборудования делает адаптивное управление во многих случаях экономически невыгодным. В связи с этим оказывается целесообразным проводить обработку при постоянном режиме в некотором диапазоне температур. Режим обработки при этом назначают с использовашгем нормативов без учета особенностей конфигурации детали или экспериментально, что связано с большими затратами.
В связи с этим тема работы, направленной на разработку метода аналитического расчета температур при точении с переменными условиями резания, является актуальной.
Автор защищает: 1. Способ аналитического расчета температуры резания при точешш с переменными условиями.
-
Аналитические зависимости для расчета сил резашга с учетом влияния температуры.
-
Методику аналитическою расчета адаптивно измешемого режима резания при точении с переменными условиями.
-
Методику назначения элементов режима резания при точешш с переменными условиями.
Цель работы: повышение производительности точения с переменными условиями резания за счет аналитического расчета температур при проектировании операций.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Разработать способ аналитического расчета показателей теплового состояния (ГГТС) режущего инструмента и показателей процесса
стружкообразования (ППС) при отсутствии в исходных данных экспериментально определяемых величин.
-
Разработать способ аігалитического расчета ППС и ПТС при переменных условиях резаши, провести теоретические исследования теплофизики переменного резания.
-
Провести экспериментальные исследования ППС и ПТС при точении с переменными условиями резания.
-
На основе проведенных исследований разработать рекомендации по назначению режимов обработки с переменными условиями резания.
Научная новизна. 1. Предложена математическая модель теплообмена, учитывающая накопление и распределение теплоты в зоне резания от начала процесса до рассматриваемого момента, позволяющая рассчитать температуры при переменном резании в заданный момент времени.
2. Предложена методика расчета показателей теплового соетояши инструмента и процесса стружкообразования, позволяющая обеспечить наилучшее соответствие расчетных и экспериментальных величии, обеспечивающая повышение производительности токарной обработки.
Практическая ценность и реализация работы. 1. Разработаны методики расчета температуры при токарной обработке с переменными условиями резания и программное обеспечение к ним.
2. Разработаны рекомендации по использованию аналитического расчета температур при проектировании токарных операций.
Результаты работы используются технологаческітмн службами Дирекции по техническому развитию АО «АВТОВАЗ» при разработке техпроцессов основного производства и внедрены в учебный процесс на кафедре «Резание, станки и инструмент» Тольятганского политехнического института.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно-технической конференции (НТК) «Современные техноло-гаи в машиностроении», Пстгза, 1998 г.; юбилейной НТК Тольятганского политехнического института, Тольятти, 1997 г.; всероссийской НТК «Повышение эффективности механообработки на основе аналитического и экспериментального моделировашш процессов», Рыбинск, 1999 г.; НТК молодых специалистов АО «АВТОВАЗ», Тольятти, 1999 г., на заседаниях кафедры «Резание, станки и инструмент» Тольятсинского по-литехнического института в 1997-1999 г.г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов по работе, списка литературы (90 наименований) и приложений (36 страниц), изложена на 268 страницах, включает 113 рисунков и 30 таблиц.