Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы механической обработки, станки и инструменты

Диссертационная работа:

Родыгина Альбина Евгеньевна. Формирование деформационной составляющей микронеровностей, образующихся при несвободном резании : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01 / Родыгина Альбина Евгеньевна; [Место защиты: Иркут. гос. техн. ун-т].- Иркутск, 2009.- 155 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/849

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы диссертации. В условиях, когда первоочередной задачей машиностроительного производства становится выпуск конкурентно способной продукции, па передний план выдвигается обеспечение высокого уровня изготавливаемых изделий по всему спектру эксплуатационных показателей. Аналогичные требования предъявляются и к деталям, входящим в их состав. Важнейшие свойства деталей машин, такие как несущая способность, длительная и усталостная прочность, износостойкость, надежность и долговечность, непосредственно определяет качество их изготовления. Получение поверхности с оптимальными параметрами в настоящее время приобретает даже большее значение, чем производительность. Особо это относится к обработке резанием, являющейся, как правило, конечным этапом в производстве деталей машин. Уже на ранней стадии изучения шероховатости поверхности были предприняты попытки определить высоту микронеровностей расчетным путем с помощью геометрических построений как высоту остаточного гребешка. В результате было установлено, что действительная высота микронеровностей отличается от расчетной и может превышать её в несколько раз. При отсутствии нароста как основную причину такого расхождения, всегда имеющего место, рассматривают пластическое течение металла из зоны стружкообразования в направлении формирующегося гребешка. Таким образом, высоту микронеровности можно представить как расчетную высоту, определяемую геометрическим построением, и ее приращение, обусловленное процессом резания. Если при расчетном определении высоты остаточного гребешка вычисление геометрической составляющей представляет решенную задачу, то аналитическое нахождение деформационной составляющей является задачей особой сложности, так как связана с объемным пластическим деформированием. При её решении с использованием аппарата классической теории пластичности возникает необходимость в ряде допущений, которые серьезно снижают достоверность получаемых результатов. Развитие методов математического моделирования открыло дополнительные возможности для изучения деформированного состояния зоны стружкообразования с выходом на шероховатость получаемой поверхности. Это и определило возможность и обоснованность постановки и выполнения данной работы.

Цель работы. Установить закономерности образования деформационной составляющей микропрофиля поверхности при продольном точении.

Задачи работы:

1. На конечно-элементной модели, отражающей напряженно-деформированное
состояние зоны стружкообразования при свободном резании, как более про
стой, проверить возможность получения достоверных результатов при исполь
зовании выбранного программного обеспечения.

2. Сформировать конечно-элементную модель несвободного резания, отра
жающую течение материала в сторону остаточных гребешков, которая дает

возможность оценить деформационную составляющую высоты микронеровностей.

  1. С использованием созданной модели установить влияние геометрических параметров резца и режимов резания на деформационітую составляющую высоты неровностей.

  2. Для проверки достоверности результатов математического моделирования провести натурные эксперименты.

  3. Рассмотреть формирование структурных параметров шероховатости поверхности.

  4. Разработать рекомендации по прогнозированию величины высотных параметров шероховатости.

Методы исследования. При выполнении работы использованы основные положения, методология и методы исследования технолопіи машиностроения и теории резания. Для решения основных задач использовано компьютерное моделирование методом конечных элементов в программном комшіексе MSC.Patran-Marc.

Достоверность полученных результатов. Обеспечивается сходимостью результатов моделирования и эксперимента по продольному точению; воспроизводимостью результатов экспериментов; согласованием полученных результатов с результатами других авторов в пограничных областях.

Научная новизна работы.

  1. Создана конечно-элементная модель процесса несвободного резания при продольном точении, описывающая наряду с процессом стружкообразования и деформирование микропрофиля обработанной поверхности. Модель учитывает нелинейность свойств обрабатываемого материала, большие пластические деформации зоны стружкообразования, тепловое состояние системы и контактное взаимодействие инструмента и заготовки.

  2. С использованием разработанной модели установлено влияние параметров обработки на высоту деформационной составляющей остаточных гребешков.

  3. Вскрыта связь деформационной составляющей остаточных гребешков со степенью деформирования образующейся стружки и направлением ее схода. Показано, что с увеличением усадки стружки и с уменьшением угла ее схода этот параметр растет, как результат течения металла, создающего гребешок, в направлениях его вершины и свободной поверхности.

  4. Установлено, что углы профиля остаточных гребешков в поперечном сечении, вследствие перемещения формирующего их металла, возрастают в сопоставлении с задаваемой геометрией инструмента в плане.

  5. Предложена система математических зависимостей, позволяющих рассчитать геометрическую составляющую опорной кривой микропрофиля. С их помощью оценен вклад геометрической и деформационной составляющих в ее образование.

Практическая ценность:

  1. Решена задача прогнозирования шероховатости получаемой поверхности в связи с задаваемыми параметрами обработки.

  2. Разработаны рекомендации по назначению режимов резания финишных операций точения, исходя из требуемой шероховатости поверхности, обеспечивающие возможность технологического получения Ra, Sm, tla и /!0.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснованность применеши для моделирования напряженно-
деформированного состояния зоны стружкообразования при лезвийной обра
ботке программного комплекса MSC.Patran и MSC.Marc.

  1. Модель, отражающую напряженно-деформированное состояние зоны стружкообразования при свободном резании.

  2. Модель несвободного резания, дополнительно отражающую течение материала в сторону остаточных гребешков и позволяющую оценить деформационную составляющую высоты микронеровностей.

  3. Результаты численного эксперимента, устанавливающего влияние геометрических параметров резца и режимных параметров на деформационную составляющую высоты неровностей и опорной кривой.

  4. Результаты натурных экспериментов, дополняющих и развивающих результаты математического моделировашш.

  5. Рекомендации по использованию сформированной базы данных о параметрах шероховатости поверхности в условиях финишной обработки.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на Международной научно-технической конференции «Компьютерное моделирование -2005» (г. Санкт-Петербург, 2005), Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2006), Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Ростов-на-Дону, 2007), Всероссийской конференции «Будущее машиностроение России» (г. Москва, 2008г). Полностью работа доложена на научном семинаре факультета технологии и компьютеризации машиностроения Иркутского государственного технического университета.

Реализация результатов работы. Результаты исследований используются на ОАО «Машзавод», г. Чита, ОАО «103 БТРЗ», г/п Атамановское, также в учебном процессе кафедры оборудования и автоматизации машиностроения Иркутского государственного технического университета.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 155 страницах, содержит 74 рисунка, 31 таблиц}', библиографический список из 112 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net