Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ КАК СОВОКУПНОСТЬ
ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ЯВЛЕНИЙ 7
Понятие о кристалле 7
Пластичность и пластическая деформация 8
Процесс образования стружки, понятие усадки стружки 11
Границы распространения пластической деформации 14
Явление наклепа 19
Понятие об остаточных напряжениях 25
Понятие качества поверхности и влияние остаточных напряжений на эксплуатационные свойства деталей машин 28
1.8. Обрабатываемость поверхности заготовки после первичной
обработки 32
1.9. Выводы 34
ГЛАВА 2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ (САПР) И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ (САП) 35
Структура САПР ТП 35
Классификация САП 40
Структура и основные блоки САП 43
Организационная структура постпроцессора 48
Информационная структура постпроцессора 52
Выбор режима резания в САП 54
Выводы 55
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПАРАМЕТРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО ПОВЕХНОСТНОГО
СЛОЯ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ 56
Определение глубины проникновения пластической области в тело заготовки при обработке резанием инструментом с заостренной вершиной 5 6
Методика определения остаточных напряжений в поверхностном слое обрабатываемой заготовки 60
3.3. Разработка модели поперечной усадки стружки с помощью
регрессионного анализа 66
Процесс обработки заготовки резанием инструментом с округленной вершиной 73
Определение границы пластической области в теле заготовки при обработке резанием инструментом с округленной вершиной 79
3.6. Исследование вращения заготовки, искривленной в процессе
обработки резанием 91
3.7. Выводы 101
ГЛАВА 4. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ С
ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА
ПЛАСТИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ И УЧЕТА КРУЧЕНИЯ И ИЗГИБА
ДЕТАЛИ В ПРОЦЕССЕ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ 103
4.1. Повышение качества поверхностного слоя детали на основе
управления режимом резания 103
4.2. База данных как способ хранения информации, необходимой для
реализации методологии повышения качества поверхностного
слоя 107
Разновидности систем управления базами данных (СУБД) 107
Средства БД], 109
Уровни моделей БД 113
Выбор СУБД 116
Возможности MySQL 118
Построение инфологической модели 118
Построение даталогической модели 123
4.2.8. Схема информационного взаимодействия программы повышения
качества поверхностного слоя деталей с сервером баз данных 124
4.2.9. Алгоритм информационного обмена программы с СУБД 124
4.3. Алгоритм программы повышения качества поверхностного слоя
детали на основе анализа пластической области и учета кручения и изгиба
детали в процессе резания 127
Особенности программы 134
Структура САП с учетом баз данных и программного модуля ' 135
Выводы 138
Заключение 139
Литература 141
Приложения 149
Введение к работе
На сегодняшний день качеству обработки поверхностей изготавливаемых деталей уделяется большое внимание. Оно обуславливает эксплутационные свойства деталей и влияет на безотказность оборудования, компонентами которого и являются эти детали.
Для повышения качества обработки деталей совершенствуется производственное технологическое оборудование, применяются новые технологии и методы обработки деталей. Достижение высокой точности обработки улучшает геометрические показатели поверхности обрабатываемых деталей. Однако качество поверхности не ограничивается только геометрическими параметрами, поскольку оно является комплексным свойством и характеризуется также физико-механическим и физико-химическим состоянием поверхности.
Физико-механические свойства оказывают большое влияние на эксплуатационные свойства деталей. Именно они определяют степень пластичности поверхностных слоев деталей, глубину наклепа и способность сопротивления материала разрушению - основного эксплуатационного свойства деталей. Разрушение деталей, как правило, начинается с их поверхностей, поэтому состояние поверхностей и приповерхностных слоев металла во многом обусловливает их эксплуатационные свойства такие, как: усталостная прочность, износоустойчивость, коррозионная устойчивость и т. п.
В процессе резания происходит много различных явлений: пластические и упругие деформации, внешнее трение, тепловые явления, абразивный, диффузионный и химический износ, упрочнение и разупрочнение, фазовые превращения, адсорбция и т.д. Все эти явления в той или иной степени влияют друг на друга. Однако важнейшую роль играют пластические деформации обрабатываемого материала, так как они
в значительной степени предопределяют протекание всех остальных явлений и, следовательно, процесса резания в целом. От пластической деформации зависит нагрузка на упругую систему станок — инструмент — деталь — приспособление (СПИД), работа резания и ее составляющие, контактные напряжения на рабочих поверхностях режущего инструмента, общее количество выделяющегося тепла и удельное тепловыделение, температура контакта инструмента с обрабатываемым материалом, интенсивность износа инструмента, форма образующейся стружки и направление ее движения, чистота обработанной поверхности, качество поверхностного слоя детали и т.д.
В результате воздействия рабочих поверхностей режущего инструмента, а также в зависимости от других факторов, определяющих условия обтекания режущих элементов инструмента деформируемым металлом, металл, образовывающий поверхностный слой, оказывается в той или иной степени деформированным, а иногда частично разрушенным.
Развивающаяся при перемещении режущего элемента инструмента деформация в толщу поверхностного слоя изменяет его свойства по сравнению с основной массой металла. Эта деформация может повышать предел текучести, понижать относительное удлинение при разрыве и влиять на ударную вязкость металла, образовывающего поверхностный слой.
В итоге распространения деформации в металле, образующем поверхностный слой, возникают внутренние напряжения, которые в процессе разгрузки образуют остаточные напряжения.
Остаточные напряжения образуются в поверхностном слое детали после обработки ее режущим инструментом. Одной из главных особенностей остаточных напряжений является способность увеличиваться при дальнейшей механической обработке заготовки и складываться с рабочими напряжениями при эксплуатации. Это ведет к ухудшению качества поверхности и эксплуатационных свойств деталей.
Зона распространения остаточных напряжений зависит непосредственно от границы и глубины проникновения деформации в поверхностный слой заготовки, поэтому их определение является важным и необходимым условием для дальнейшего определения остаточных напряжений и их анализа влияния на эксплуатационные свойства деталей.
Все перечисленные факторы в той или иной степени оказывают свое влияние на эксплуатационные свойства деталей машин. Поэтому анализ их влияния на поверхностный слой заготовки является необходимым условием для повышения качества обрабатываемой поверхности.
Однако рассмотрение данных факторов невозможно без глубокого
анализа структуры материала детали и процессов, происходящих в
поверхностном слое детали при обработке резанием. '
