Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время одной ив актуальных вадач, стоящих перед производством является широкое внедрение прогрессивных технологических процессов, позволяющих значительно повысить производительность труда.
Одним из таких процессов обработки металлов ' резанием является протягивание, особенно эффективное в условиях массового и серийного производства. Протягивание применяет в различных отраслях машиностроения при обработке резанием различных материалов. При этом обеспечивается стабильное получение поверхностей деталей с высокой точностьв (по 7-6 кзалитетам) и малой шероховатостью (Ra-1,25,..2,бмкм). Производительность протягивания выше,чем производительность сверления, зенкерования и развертывания отверстий в 10...16 раз.
Однако, протяжки - металлоемкий, сложный по конструкции и в изготовлении инструмент. Экономическая целесообразность их применения оправдывается лишь при проектировании оптимальной конструкции, выборе рациональных режимов реэания, качественном изготовлении и правильной эксплуатации.
Проблема выбора рациональной конструкции инструмента является сложной и многоплановой задачей,требующей оптимизации многочисленных технологических, конструктивных и эксплуатационных факторов. Существующие методики проектирования не обеспечивают выбор оптимальных конструктивных параметров инструмента и режимов резания. Это обусловливает наличие резервов в проектировании и совершенствовании процесса протягивания. Поэтому задача совершенствования конструкции протяяного инструмента является актуальной.
Целью работы является создание и обоснование системы автоматизированного проектирования протяжного инструмента, основывающейся на математическом моделировании процедур выбора
его основных конструктивных параметров и условий эксплуатации.
Для достижения поставленной цеди необходимо решить следующие задачи :
обосновать выбор критериев, обеспечивающих проектирование оптимальной конструкции инструмента и выбор рациональных уоловий его эксплуатации;
исследовать и аналитически описать факторы, влияющие на основные конструктивные параметры инструмента и условия его эксплуатации;
разработать и обосновать систему силового и прочностного расчета, адаптированную для автоматизированного проектирования инструмента;
исследовать напряженно-деформированное состояние зуба протяжки с целью оптимизации основных конструктивных параметров инструмента;
обосновать и оптимизировать условия восстановления режущих способностей инструмента ;
разработать математическую оптмиэационную модель конструкции инструмента и процесса протягивания,адаптированную для автоматизированного проектирования протяжного инструменая;
разработать алгоритм и программное обеспечение проектирования оптимизированной конструкции круглой протяжки, встраиваемые в общую САПР протяжного инструмента.
Общая методика исследования.
Все разделы работы выполнены с единых методологических позиций. Последовательно осуществляются анализ и синтев конструкции с использованием графовых структур, исследование прочности и жесткости инструмента численным методом конечных элементов,обработка результатов численных экспериментов методом наименьших квадратов с .использованием теории вероятности и математической статистики, решение оптимизационной задачи на основе теории исследования операции с использованием возможностей ІВУ PC для численного моделирования.
Научная новизна представленной работы состоит в :
- математической модели протяжного инструмента и процесса
протягивания для оптимизации основных конструктивных пара
метров инструмента и выбора рациональных условий его экеплу-
- Б -
атации;
системе конструктивных и экономических критериев, выраженных целевыми функциями, для осуществления выбора оптимального варианта конструкции инструмента и условий его эксплуатации;
обобщенных зависимостях для определения усилия реаания, перемещений и напряжений в опасных точках профиля вуба;
выявлении и аналитическом описании вваимосвяби радиуса скруглення режущей кромки с длиной площадки износа по задней поверхности как основы оптимизации условий эксплуатации протяжного инструмента.
Практическая ценность выполненной работы состоит в разработке научных положений, позволяющих осуществить научно-обоснованное проектирование протяжного инструмента и определить условия его эксплуатации на основе разработанной математической модели и системы конструктивных и экономических критериев; системе проектирования круглой протяжки, позволяющей осуществить выбор оптимальных значений ее основных конструктивных параметров и условий эксплуатации, реализованной на IBM PC в виде расчетной программы, встраиваемой в общую САПР протяжного инструмента.
Реализация работы. Разработанные в диссертационной работе рекомендации и программно-математическое обеспечение используется в учебном процессе кафедрой "Инструментальная техника и компьютерное моделирование" МГТУ "СТАНКИН".
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научно-технической конференций "Наукоемкие технологии в машиностроении и приборостроении" г.Рыбинск 1094 г. и заседаниях кафедры "Инструментальная техника и компьютерное моделирование" МГТУ "СТАНКИН".
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, тести глав, обоих выводов, списка литературы и приложений. Материал изложен на . i$Q. страницах машинописного текста, содержит . 5j. рисунок, АВ. таблиц. ..?. приложений, список литературы кз , ЯВ наименований . Обпий объем работы
,