Введение к работе
Актуальность темы. Развитие техники привело к созданию и использованию атериалов с особыми свойствами, таких как титановые сплавы, жаропрочные, не-жавеющие, высокопрочные стали и сплавы.
Известны трудности, возникающие с их лезвийной обработкой. В последнее ремя все ярче проявляется тенденция вытеснения операций шлифования при обра-іотке материалов, прошедших полный цикл термообработки и имеющих высокую вердость, лезвийной обработкой.
Получила бурное развитие тенденция повышения производительности лез-іийной обработки за счет увеличения скорости резания, что стало возможным в вязи с появлением новых инструментальных материалов.
Общим для используемых при этом процессов является то, что при достиже-іии определенной скорости резания происходит изменение характера процесса тружкообразования. При этом сливная стружка приобретает четко выраженное ілементное строение. Образуется суставчатая (пилообразная) стружка, которая при іальнейшем увеличении скорости резания теряет сплошность и сходит в виде от-(ельных фрагментов - образуется элементная стружка. Возникает актуальная про-ілема управления процессом резания, обеспечивающего получение в зависимости )т требований технологического процесса заданного типа стружки, поскольку с од-юй стороны эле.ментиость стружки приводит к увеличению износа инструмента, тсудшению качества поверхностного слоя и обработанной поверхности, а с другой - улучшению условий стружкодробления.
Цель и задачи работы. Целью работы является повышение качества обрабатываемых деталей при высокой производительности за счет осознанного управле-шя деформированием материала при резании, обеспечивающего получение задан-юго типа стружки в специфичной области суставчатого стружкообразовання, ха->актерной, в том числе, для скоростного резания.
Для достижения поставленной цели необходимо, прежде всего, выяснить ірироду процесса и разработать модель образования суставчатой стружки.
Методы исследования. В работе использованы современные теоретические и жспериментальные методы исследования процесса стружкообразовання. Теорети-іескне исследования осуществлялись на основе разработанной в последние годы «одели процесса резания, а также достижений в области теории упругости и пла-ггичности, в частности, бездислокационнон концепции деформирования и разру-нения материальных тел. Экспериментальные исследования проводились при обработке резанием стальных заготовок на токарно-винторезном станке с одновремен-іьім замером параметров процесса. Получающаяся стружка подвергалась микро-жопическим исследованиям. Обработка экспериментальных данных проводилась с іспользованием компьютерной техники.
Научная новизна.
1. Предложена принципиально новая физическая модель суставчатого стр;
кообразования, адекватность и непротиворечивость которой подтверждена ана
зом согласования с экспериментхтьными данными, отличающаяся от существ}
щих следующими особенностями:
основана на представлении процесса резания как системы, описываюц упругопластическое деформирование при внецентренном сжатии, и на концепц деформирования как процессе межатомного замещения, предложенн: В.А. Кудиновым;
условием потери сливного стружкообразования является достижение Г[ ничной температуры, соответствующей возрастанию градиента изменения свойс обрабатываемого материала от температуры;
формирование суставчатой стружки определяется взаимодействием упруг и пластической частей напряженного состояния зоны деформирования;
определены условия потери устойчивости суставчатого стружкообразовзл и перехода к элементной стружке;
характеристика взаимодействия суставчатого стружкообразования с колеб ниями упругой системы;
аналогия с релаксационными фрикционными автоколебаниями;
2. Предложена и проверена гипотеза о соответствии условий перехода к су
тавчатому стружкообразованию известному температурному критерию стойкое
по А.Д. Макарову.
Практическая ценность. Предложены практические рекомендации по созд нию систем мониторинга и управления процессом резания с целью получения ти стружки, отвечающего требованиям, предъявляемым к технологическому процес в каждом конкретном случае.
Реализация результатов. Результаты работы в виде указанных практическі рекомендаций, в том числе конкретные способы, переданы для промышленного и пользования на предприятия, связанные прежде всего с обработкой резанием тру необрабатываемых материалов, а также используются в учебном процессе обучеш студентов специальности 1201 по дисциплине "Процессы формообразования и и струмент" в ВятГТУ. Разработка систем мониторинга и управления процессом рез ния как перспективное направление развития современных технологий и оборуд вания, учитывающих применение новых обрабатываемых материалов и режимі обработки, как развитие данного исследования для конкретных условий обработі представляет самостоятельную задачу. Соответствующие предложения по включ нию этих разработок в перспективные планы научно-исследовательских работ п реданы в ЭНИМС и ВятГТУ.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на еквартальных семинарах аспирантов ОАО "ЭНИМС" (Москва, 1998-2000), на ре-шальных научно-технических конференциях "Наука-производство-технология-злогия" (Киров, 1998-2000), на научно-практической конференции "Современные снологии в машиностроении" (Пенза, 1999) и на 3-й международной научно-шической конференции «Проблемы повышения качества промышленной про-кции» (Брянск, 1998).
Публикации. По теме диссертации опубликовано б печатных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, іщих выводов, приложения и библиографического списка из 40 наименований. ;бота изложена на 130 страницах машинописного текста и содержит 33 рисунка и таблицы.