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:

Крутько Андрей Александрович. Повышение эффективности точения сталей в тяжелых условиях термомеханического нагружения режущего лезвия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01 / Крутько Андрей Александрович; [Место защиты: Тюмен. гос. нефтегаз. ун-т].- Омск, 2009.- 170 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/857

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность. Токарная обработка железнодорожных колёс, прокатных валков и других крупных стальных деталей характеризуется сочетанием противоречивых требований: повышением производительности и обеспечением точности и качества обработанных поверхностей.

Так, например, обеспечению регламентированного биения обработанной поверхности профиля катания железнодорожного колеса препятствуют большие и изменяющиеся силы резания, а также интенсивное изнашивание резцов в процессе резания. Проблема достижения требуемых характеристик точности осложняется тенденцией повышения твёрдости железнодорожных колёс от 2850 до 3600 МПа. Отсутствие рекомендаций по форме передней поверхности режущих пластин не обеспечивает завивания и дробления стружки. Снижению интенсивностей изнашивания режущего лезвия препятствует отсутствие теоретических методов обобщения влияния условий резания на изнашивание и деформации режущего лезвия, а также на силы резания. Указанные выше недостатки снижают эффективность восстановления профиля железнодорожных колёс.

Таким образом, задача повышения эффективности точения сталей в тяжелых условиях термомеханического нагружения режущего лезвия актуальна для производства и для науки о технологических процессах обработки металлов резанием.

Цель работы. Повышение эффективности точения бандажных сталей путем разработки рекомендаций по назначению оптимальных геометрических параметров инструмента и режимов резания, обеспечивающих уменьшение интенсивности изнашивания режущего лезвия и регламентирование биение обработанной поверхности, а также путем совершенствования теоретических методов температур, касательных напряжений и сил, характеристик изнашивания и износостойкости режущих инструментов.

Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи исследования:

- разработать модель расчёта характеристик износостойкости режущего
инструмента на основе учета изменений интенсивностей изнашивания в те
чение периода стойкости и их зависимости от температуры и напряжений ре
жущего лезвия;

- усовершенствовать термомеханическую модель расчёта касательных
напряжений и температур при резании и сопоставить расчётные значения тем
ператур с известными экспериментальными данными;

оценить влияние зависимостей предела прочности обрабатываемой стали от температуры при растяжении на ее действительные механические свойства при резании;

исследовать влияние условий резания, а также формы режущих кромок в плане на силы резания и вызванные ими отклонения обработанной поверхности. Сопоставить расчётные результаты с экспериментальными.

теоретически и экспериментально обосновать назначение рациональных формы и геометрических параметров режущего лезвия в секущей плоскости (передних углов, упрочняющих и стабилизирующих фасок, притуплений задней поверхности), а также в плане (углов в плане, радиусов закругления вершины режущего лезвия), обеспечивающих рациональную схему стружко-образования, завивание стружки и сопротивление пластическим деформациям режущего лезвия;

на основании выполненных исследований разработать программы, позволяющие назначить практические рекомендации по совершенствованию технологии обработки, формы, геометрии и конструкции режущего инструмента, режимов резания с учётом требований точности и качества обработанной поверхности.

Достоверность и обоснованность основных результатов и выводов достигалась путем сопоставления теоретических результатов с экспериментальными, в том числе с данными других авторов, путем оценки погрешностей эксперимента статистическими методами, путем применения корректных математических методов и совершенствования схематизации исследуемых процессов, путем проверки полученных результатов расчёта в широком диапазоне изменения условий резания.

На защиту выносятся:

- модели, алгоритмы, уравнения и программы, отражающие взаимосвязь
процессов изнашивания режущего лезвия, стружкообразования и формообразр-
вания обработанной поверхности, позволившие оптимизировать режимы реза
ния и форму режущего инструмента, повысить износостойкость инструмента и
обеспечить регламентированное биение обработанной поверхности;

- практические рекомендации по режимам резания и параметрам ре
жущих инструментов при восстановлении профиля железнодорожных колёс,
а также при проектировании колёсотокарных станков.

Научная новизна разработанных моделей, алгоритмов и программ заключается в следующем:

установлено, что влияние условий резания на интенсивность изнашивания режущего инструмента при точении сталей в тяжелых условиях термомеханического нагружения может быть обобщено использованием двух факторов: температуры формоустойчивости, обобщающей влияние максимальных температур передней и задней поверхностей режущего лезвия на интенсивность изнашивания, и отношения касательного напряжения, вычисленного по силам резания по методу Мичелла, к пределу прочности инструментального материала на изгиб;

установлено, что зависимость предела прочности обрабатываемой стали 60 от температуры при растяжении оказывает влияние на ее действительные механические свойства при резании, что позволило повысить точность расчёта контактных температур и касательных напряжений на поверхностях режущего инструмента.

Практическая полезность диссертации заключена:

в разработанных программах, позволяющих вычислять характеристики стружкообразования (температуры, силы, напряжения), изнашивания и износостойкости режущего инструмента, и формообразования обработанной поверхности;

в разработанных рекомендациях по повышению эффективности восстановления профиля железнодорожных колёс резцами с механическим креплением призматических и чашечных режущих пластин с упрочняющими и стабилизирующими фасками, с стружкозавивающей плоскостью, расположенной уступом, с криволинейными зачищающими кромками с регламентированным смещением вершины.

Реализация результатов. Программы, режущий инструмент и практические рекомендации использованы при разработке технологического процесса восстановительной токарной обработки железнодорожных колёс и при проектировании колёсотокарного станка, которые внедрены в ремонтном вагонном депо Тосно (ВЧДР-15) и в ОАО «Октябрьский электровагоноремонтный завод».

Апробация работы. Основные научные результаты работы докладывались на IV Международной научно - технической конференции. 2008 г. - г. Томск, Всероссийской научно-технической конференции. Россия молодая: передовые технологии - в промышленность, 2008 г. - г. Омск, VI Международной научно-технической конференции, 2007 г. - г. Омск, Международной научно-технической конференции, 2008 г. - г. Харьков, IV Международной научно -технической конференции., 2008 г. - г. Тюмень.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, библиографического списка. Изложена на 163 страницах, содержит 89 иллюстраций, 11 таблиц и I приложения


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