Введение к работе
Актуальность темы» Современные условия машиностроения характеризуется существенной нестациэнарисстью процессов резания, когда из-за изнашивания-инструмента, колебания свойств обрабатываемого и инструментального материалов, кногономеиклатурности производства и изменения элементов режима обработки при автоматической управлении происходит изменение темлературно-силового режима формирования поверхностного слоя и условий работы режущего клина инструмента. Практические рекомендации, используемые промышленность», нестационарность процесса резания учитывают поправочными коэффициентами, снижающими, как правило, производительность и в ряде случаев ухудиакщими точность обработки и другие выходные- характеристики процесса резания.
Нестационарное резание мало изучено как в теоретическом плане, так и применительно к решению производственных задач.
Вместе с тем, эффективное использование современного высокопроизводительного оборудования с ЧіІУ, внедрение безлюдной технологии -и гибких модулей с автоматизированными системами управления невозможно без решения практических задач управления изнашивание!» режущего инструмента в условиях существенной («стационарности процесса резания. -
Цель работы. Повышение эффективности лезвийной обработки за счет управления интенсивностью изнашивания инструмент, при нестационарном точении.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:
-
Разработать методики проведения и выполнить экспериментальные исследования температурных, силовых и электроконтактних параметров процесса обработки, а также износостойкости режущего инструмента при дискретном и непрерывном изменении режимов точения.
-
Разработать математические модели процесса изнашиваний инструмента с использованием методов термодинамики неравновесных процессов.
-
Обосновать методы повышения эффективности лезвийной обработки деталей ГТД при нестационарном, точении..
-
Определить алгоритм управления элементами режима резания (скорость» и глубиной резания, подачей инструмента)-в условиях нестационарности процессов при точении труднообрабатываемых материалов, . . ..
Общая методика исследования.-Теоретические и экспериментальные исследования проведены с применением положений термодинамики неравновесных процессов, теплофизики и механики процессов резания, теории усталостного износа реку.цего инструмента,
В работе использованы как стандартные или известные методики проведения стоимостных, силовых к влзктрофиэическнх исследований Б процессе резания, так и специально разработанные методики с учетом переменности элементов режима резания.
Экспериментальные исследования проводились с применением методов многофакторного планирования эксперимента и обработкой данных с помощью ПЭВМ.
Научная новизна
определены закономерности влияния, элементов режима нестационарного точения на основные характеристики процесса резаиил -температуру ( в ) и силы резания( ^,^, / ), па основе которых разработаны новые методы управления температурно-силовым режимом обработки;
разработана модель изнашивания инструмента при нестационарном точении с учетом темпа изменения элементов режима резания и формоустойчивости режущего клина;
определены условия минимизации интенсивности изнашивания инструмента при нестационарном точении, а также условия инвариантности оптимальной температуры и оптимального темпа изменения элементов режима резания; .'
предложен алгоритм управления процессом изнашивания реку-гузго инструмента в условиях нестационарности температурно-силового режима обработки.
Практическая ценность
разработаны рекомендации'по уточненим алгоритмов управления станками с ЧПУ и АСІ' при нестационарности процесса резания в условиях форсирования режимов обработки;
разработан метод текущего контроля процесса резания путем использования измеряемых параметров, таких как температура и силы резания, электропроводимость контакта "инструмент-деталь";
разработана методика проведения экспериментальных исследований процесса резания при переменных режимах на станках с ЧПУ по управляющим программам;
разработана методика высокотемпературного градуирования естественных термопар "детаяь-раэец" при переменных условиях натру-
жєния и разгружения зоны контакта,для чего создана соответствующая аппаратура и оборудование;
разработаны ускоренные расчетно-экспериментальные способы
определения оптимальной величины темпа изменения скорости резания
( ^V) и подачи инструмента ( &j ) при нестационарной точении с пе
ременными V или J . .
Реализация результатов работы._ Предложенные алгоритм управления изнашиванием реющего инструмента, ускоренные расчетно-экеперпментальнке способі; определения темпа изменения элементов режима резания, рекомендуемые справочные данные для разработки управляющих программ внедрены на УА.І "Гидравлика", что позволите на 15-20 повысить производительность обработки яд станках с ЧЛУ мод.АТ-ЗгО М0І, АТ-20 !>4, ДС-Й, СТМ-320 при сохранении или улуч-щении качества обработанной поверхности и сократить сроки технологической подготовки производства (ТІІ11) нового изделия ТА I2-GO. Методики проведения экспериментальных исследований нестационарного точения и разработки управляючих программ внедрены в УралШИД.
Апробация работы. Результаты исследовании докладывались на 2-х международных, 2-х Российских, 5-й межреспубликанских, зональних и внутри вузовских научно-технических конференциях и семинарах в городах: Санкт-Петербург, Казань, Рыбинск, Днепропетровск, Краматорск, Уфа,
Структура и объем работы. Реферируемая работа состоит из оглавления, введения, пяти глав, заключения к основных еыводов, списка использованных источников и трех приложений. Она изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц, 134 рисунка и 124 наименования литературы.