Введение к работе
Актуальность. Качество обработанной поверхности существенно определяет работоспособность и долговечность машин. Поэтому обеспечение требований к точности путем соответствующего повышения качества обработки является важной проблемой в науке о резании.
Автоматизация процессов механообработки, широкое использование станков с ЧПУ обусловливают необходимость оценки качества поверхностного слоя в процессе резания. Однако выбор диагностирующих признаков для контроля параметров Ra, Rz требует углубленного изучения закономерностей формирования поверхностного слоя на основе современных подходов к изучению физических явлений, сопровождающих процесс резания.
Углубленное изучение механизмов формирования поверхностного слоя возможно лишь на основе комплексного исследования деформационных, тепловых и энергетических процессов, сопровождающих резание металлов. Одним из фундаментальных подходов к изучению процесса формирования поверхностного слоя является си-нергетический подход, суть которого заключается в пространственной или вр менной самоорганизации процессов, происходящих в зоне резания.
Цель работы: Разработка мет дов повышения качества обработанной поверхности с позиций синергетического подхода к процессу резания на основе исследований механизмов формообразования nft-верхіЧостпого слоя.
Методы исследовании: Экспериментальные исследования про-водились в лабораторных и заводских условиях с использованием общепринятых методик и стандартного оборудования. Для отдельных исследований разработаны и изготовлены специальные устройства. Параметры шероховатости обработанной поверхности измерялись непосредственно после процесса точения с использованием ощупывающих и усилительных узлов профилометров с цифровым отсчетом.
Напряженно-деформированное состояние в зоне резания и в стружке исследовали численным методом.
Металлографические исследования проводились на оптическом, растровом и просвечивающем микроскопах. Микротвердость измеряли на микротвердомере.
Для регистрации сигналов АЭ (акустической эмиссии), возникающих при обработке металлов, был разработан диагностирующий стенд, включающий в себя устройство сбора информации - акустический датчик типа П111-2.5-Н, цифровой запоминающий осциллограф С9-8, интерфейс КОП, устройство обработки измерительной (інформант. ПЭВМ IBM РС/ДТ 486. Обработка полученных ^результатов проводилась с применением пакета математической статистики «STA-TISTICA 4.3».
Научная новизна состоит в следующем:
- выявлены механизмы нарушения сплошности обрабатываемо-ю материала в окрестности режущего лезвия на основе моделирования процесса резания численным методом;
установлены связи механизмов деформации срезаемого слоя и вида стружки с параметрами R, и R;, , характеризующими качество обработанной поверхности;
разработаны на основе синергетпческого подхода новые представления об образовании нароста при резании, обусловленного изменением механизмов активации контактных поверхностей инструмента и самоорганизацией деформационных процессов в системе резания.
Практическая ценность заключается в следующем:
1. Разработан метод повышения качества обработанной поверхности путем подогрева режущей части инструмента, и конструкция многогранных неперетачнвасмых пластин.
2.Разработан стенд программного и аппаратного обеспечения дія диагностирования параметров, характеризующих'качество обработанной поверхности.
3. Предложены критерии оценки качества обработанной поверх-гости, характеризующие его демпфирующие свойства.
Апробация работы:: Основные положения диссертационной работы доложены на международном научно-техническом симпозиуме «Наукоемкие технологии и проблемі.! их внедрения на машиностроительных и металлургических предприятиях Дальнего Востока» (г. Комсомольск-на-Амуре, КнАПИ, 1994 г.); международной конференции «Моделирование технологических процессов и систем в машиио-строении» (г. Хабаровск, 1994 г.); региональной научно-технической шпференцпн по итогам выполнения МРНТП «Дальний Восток России» за 1993-1996 г. «Машиностроительный и приборостроительный
комплексы ДВ, проблемы конверсии» (г. Комсомольск-на-Амуре, 1996
г.).
Реализация работы: Работа выполнялась по программе «Дальний Восток России», секция «Машиностроение», финансируемой Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации.
Публикации: По материалам диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, перечня использованной литературы, включающего 83 наименований работа изложена на 110 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 5 таблиц.