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
Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

Диссертационная работа:

Фоменко, Роман Николаевич. Исследование процесса обработки точением инструментами с нанопокрытиями с целью обеспечения требуемого качества поверхностного слоя деталей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.07 / Фоменко Роман Николаевич; [Место защиты: Рыбин. гос. авиац.-технол. акад. им. П.А. Соловьева].- Рыбинск, 2010.- 236 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/788

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы.

Одним из основных условий успешной работы машиностроительных предприятий считается обеспечение высокого качества продукции при минимальных затратах на её изготовление. Как известно, качество продукции во многом определяется на последних операциях производственного цикла. Под качеством здесь понимается точность размеров и взаимного расположения поверхностей детали, оптимальное значение параметров качества поверхностного слоя детали, таких как шероховатость, уровень остаточных напряжений, степень и глубина наклепа, при которых достигается максимально возможный для данных условий эксплуатации ресурс, износостойкость, коррозионостойкость детали и др. В настоящее время разработаны методики, позволяющие путем обоснованного назначения технологических условий обработки, в первую очередь таких, как режимы резания, геометрия инструмента, СОТС, гарантированно обеспечить требуемые параметры качества поверхностного слоя детали. Однако данные методики не учитывают влияние на процесс резания износостойких покрытий инструмента, тогда как на производстве широко применяется режущий инструмент с износостойкими покрытиями, которые значительно повышают его эффективность.

Износостойкие покрытия инструмента благодаря низкому коэффициенту трения, обусловленному более слабыми силами адгезионного схватывания материала покрытия с обрабатываемым, существенно изменяют параметры процесса резания: уменьшают длину контакта стружки с поверхностями инструмента, силу резания, снижается температура резания и деформация срезаемого припуска вследствие повышения угла схода стружки. Покрытия изменяют процесс резания, а значит, и влияют на формирование тех или иных параметров качества поверхностного слоя детали.

В связи с этим данная работа посвящена разработке методики расчета технологических условий механической обработки, обеспечивающей заданные параметры качества поверхностного слоя детали, с учетом применения режущего инструмента с износостойкими покрытиями, что позволит повысить качество выпускаемой продукции и уменьшить её себестоимость.

Цель работы. Технологическое обеспечение параметров качества поверхностного слоя деталей после точения режущими инструментами с износостойкими покрытиями и разработка рекомендаций по обоснованному выбору покрытий режущего инструмента и области их рационального использования.

Для достижения цели в работе решались следующие задачи:

1. Проанализирована возможность учета покрытий инструмента при расчете параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя детали с использованием существующих математических моделей.

2. Проведены экспериментальные исследования по обработке различных материалов для получения расчетных зависимостей определения угла условной плоскости сдвига стружки, силы резания и оптимальной скорости резания для различных сочетаний обрабатываемый материал – инструментальный материал – износостойкое покрытие.

3. Разработана методика, позволяющая учитывать трибологические свойства покрытий при расчете параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя детали.

4. Исследованы параметры качества поверхностного слоя после точения инструментами с износостойкими покрытиями.

5. Проведено сопоставление расчетных и экспериментальных значений параметров качества поверхностного слоя детали для оценки адекватности разработанных расчетных зависимостей и методики учета свойств покрытий инструмента.

6. Разработаны рекомендации по обоснованному выбору технологических условий обработки и оценен возможный экономический эффект от использования инструментов с износостойкими покрытиями.

Основные положения, выносимые на защиту:

Методика учета трибологических свойств покрытий при расчетном определении параметров качества поверхностного слоя детали.

Способ определения коэффициента укорочения стружки методом измерения частоты её сегментирования.

Методики расчетного определения критерия, характеризующего угол схода стружки и оптимальных скоростей резания, с учетом различных покрытий режущего инструмента.

Общая методика исследований.

Работа основана на теоретических и экспериментальных методах исследования параметров процесса резания и параметров качества поверхностного слоя материала после механической обработки. При проведении исследований использовались фундаментальные положения теории резания и теории трения и износа. Эксперименты проводились по стандартным, общепринятым, а также разработанным автором методикам исследования параметров процесса резания и поверхностного слоя материала с использованием стандартного, серийно выпускаемого оборудования, а также посредством запатентованных установок, разработанных при непосредственном участии автора. Анализ и обработка экспериментальных данных производились с использованием программных продуктов Mathsoft Mathcad, Microsoft Office Excel.

Научная новизна.

С использованием ранее установленных положений теории подобия процесса резания получены математически зависимости, учитывающие влияние различных видов покрытий режущего инструмента на критерий процесса резания, численно равный тангенсу угла наклона условной плоскости сдвига стружки и характеризующий степень пластической деформации металла срезаемого припуска и обработанной поверхности детали, необходимые для учета влияния износостойких покрытий на параметры качества поверхностного слоя детали.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанная методика учета трибологических свойств покрытий режущего инструмента позволяет технологу на стадии проектирования технологического процесса осуществлять обоснованный выбор покрытий режущего инструмента и определять режимы механической обработки, в результате которых в детали формируются требуемые параметры качества поверхностного слоя детали, обеспечивающие высокий ресурс и надежность продукции.

Апробация работы.

Основные положения и результаты выполненной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

Научно-практическая конференция «Образование и наука в региональном развитии», г. Тутаев, 2008 г.; XV международная выставка-конгресс «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции», С.-Петербург, 2009 г.; XXXV Международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения», Москва, 2009 г.; 62-я региональная научно-техническая конференция «Молодежь. Наука. Инновации», г. Ярославль, 2009 г.; Международная научно-техническая конференция «Оптимизация процессов резания, разработка и эксплуатация мехатронных станочных систем», г. Уфа, 2009 г.; Первый молодежный инновационный конвент Центрального федерального округа, г. Дубна, 2009 г.; Научно-техническая конференция «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений», г. Рыбинск, 2009 г.; 8th International Symposium INSYCONT «Energy and environmental aspects of tribology» Krakow, Poland, 2010 г.; Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодёжи «Нанотехнологии в производстве авиационных газотурбинных двигателей летательных аппаратов и энергетических установок» («ГТДнанотехнологии-2010»), г. Рыбинск, 2010 г.

Автором диссертации выполнялись научно-исследовательские работы по грантам и программам Министерства образования и науки РФ совместно с Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно технической сфере по программе «У.М.Н.И.К.–2009».

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 30 работ, в том числе 8 – в изданиях, рекомендованных для печати ВАК, 4 учебно-методических пособия, получено 2 патента на полезную модель.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка использованных источников, приложения. Объем работы – 228 страниц машинописного текста, включающего 63 рисунка, 35 таблиц, 68 формул, список использованных источников из 141 наименований.


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