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:

Чемборисов Наиль Анварович. Профилирование дисковых режущих инструментов для обработки винтовых поверхностей цилиндрических и конических деталей : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.03.01 : Казань, 2003 399 c. РГБ ОД, 71:04-5/379

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ С ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ 12

1.1. Классификация изделий с винтовыми поверхностями 12

1.1.1. Виды образующих винтовых поверхностей 15

1.2. Способы формообразования винтовых поверхностей изделий 19

1.3. Методы определения профиля образующей исходной инструментальной поверхности 23

1.3.1. Методы, использующие средства дифференциальной геометрии 24

1.3.2. Методы совмещенных сечений 31

1.3.3. Комбинация методов профилирования 36

1.4. Достоинства и недостатки методов. Цели и задачи работы 38

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ И РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НАПРАВЛЯЮЩИМИ ВИНТОВОЙ ФОРМЫ 43

2.1. Влияние геометрических параметров детали с винтовой поверхностью на параметры режущей части инструмента 43

2.2. Механическое моделирование винтовых поверхностей 51

2.2.1. Элементы теории механической модели 55

2.3. Компьютерное моделирование поверхностей изделий направляющими винтовой формы 67

2.3.1. Коническая винтовая поверхность 67

2.3.2. Каналовая винтовая поверхность 80

2.4. Выводы по главе 88

3. РАЗРАБОТКА ИНВАРИАНТНОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ ОБРАЗУЮЩЕЙ ИСХОДНОЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ 89

3.1. Определение диапазона местонахождения характеристики 89

3.2. Круговое проецирование винтовых линий на осевую плоскость инструмента 92

3.3. Определение огибающей семейства круговых проекций винтовой поверхности 96

3.4. Выводы по главе 104

4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ИНСТРУМЕНТОМ ДИСКОВОГО ТИПА 106

4.1. Моделирование структуры и содержания технологической операции 106

4.2. Определение аттестационных погрешностей компонентов технологической системы и их влияние на формирование погрешностей параметров установки инструмента относительно заготовки 123

4.3. Варианты параметров установки инструмента относительно заготовки 127

4.4. Винтовое проецирование исходной инструментальной поверхности на плоскость детали 146

4.5. Определение огибающей семейства винтовых проекций 152

4.6. Выводы по главе 156

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ПОИСКЕ В ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНОЙ СИСТЕМЕ 157

5.1. Синтез классификации режущего инструмента 157

5.2. Сравнение заданного и рассчитанного профилей детали и режущего инструмента 160

5.3. Рекомендации по выбору диаметра инструмента при обработке конической винтовой поверхности дисковым инструментом и теоретическое обоснование технологической наладки 165

5.4. Определение теоретической составляющей шероховатости формируемой винтовой поверхности при фрезерной обработке 169

5.5. Описание связей в информационно-справочной системе режущего инструмента 176

5.6. Укрупненная структура и алгоритмы работы информационно-поисковой системы фрезерного инструмента 184

5.7. Выводы по главе 189

6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА И ВНЕДРЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВО 191

6.1. Поиск, проектирование и изготовление дисковой фрезы для обработки дорожки качения винта рулевого управления автомобиля КамАЗ 191

6.2. Выбор дисковых фрез для обработки конической концевой фрезы с помощью информационно-поисковой системы режущего инструмента 209

6.3. Выводы по главе 218

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 220

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 223

ПРИЛОЖЕНИЯ 264 

Введение к работе:

Изделия с винтовыми поверхностями получили широкое распространение в автомобилестроении, станкостроении, инструментальном производстве и медицине. Это червячные и винтовые пары рулевого управления автомобилей, ходовые винты станков, многочисленные осевые режущие инструменты с цилиндрической и конической винтовой передней поверхностью, конические бор-фрезы, применяемые в стоматологии. Обработка этих изделий выполняется режущими инструментами со сложной формой образующей исходной инструментальной поверхности на многокоординатных станках с числовым программным управлением. Потребности рыночной экономики и фактический переход от массового производства к мелкосерийному и единичному производству требует максимального использования стандартного и ранее спроектированного специального режущего инструмента из существующей заводской номенклатуры. При этом, во многих случаях, целесообразно использование не дорогостоящего технологического оборудования, а обычного универсального, без применения числового программного управления. Для выбора режущего инструмента необходимо разработать специализированное программное обеспечение - информационно-справочную систему. Для поиска информации из информационно-справочной системы необходима разработка технологических критериев идентификации режущего инструмента, а также разработка информационно-поисковой системы. К технологическим критериям относятся профиль образующей исходной инструментальной поверхности, шероховатость обработанной поверхности, а также конструктивные и геометрические параметры режущего инструмента.

При обработке винтовой поверхности необходимо обеспечить уменьшение припуска на дорогостоящие финишные операции за счет черновых, а именно фрезерования, с повышением точности фрезерной обработки. Повышение точности фрезерной обработки можно добиться выбором из информационно-справочной системы инструмента, имеющего профиль близкий к теоретическому при мелкосерийном производстве. При серийном производстве, высоким требованиям к точности изделия и отсутствии необходимого инструмента в информационно-справочной системе повышение точности фрезерования обеспечивается проектированием специального фрезерного инструмента.

Исходя из анализа состояния вопроса, поставлена цель работы: сокращение сроков и затрат на подготовку производства деталей с винтовой поверхностью на основе совершенствования метода проекционного профилирования и расширение возможностей использования существующей номенклатуры стандартного и специального инструмента.

Достижение поставленной цели автор видит в решении следующих задач:

- моделирование цилиндрических и конических винтовых поверхностей направляющими винтовой формы;

- разработка инвариантного метода определения профиля образующей исходной инструментальной поверхности и определение огибающей к сформированному семейству кривых;

- компьютерное моделирование процесса обработки винтовых поверхностей инструментом дискового типа с учетом аттестационных погрешностей компонентов технологической системы;

- разработка технологических критериев для идентификации режущего инструмента при его автоматизированном поиске из информационно-справочной системы;

- экспериментальное подтверждение адекватности моделей и работы информационно-поисковой системы.

Научную новизну автор видит в следующих положениях:

- инвариантном определении профиля образующей исходной инструментальной поверхности, компьютерной модели процесса формообразования винтовой поверхности детали, заключающихся в круговом проецировании винтовой поверхности детали на осевую плоскость инструмента и винтовом проецировании исходной инструментальной поверхности на исходную плоскость детали без проведения дискретных сечений;

- формализации и систематизации условий и параметров формообразования с учетом влияния компонентов технологической системы на формирование погрешностей параметров установки инструмента относительно заготовки;

- модели управления формированием профиля винтовой поверхности детали за счет варьирования параметрами установки шіструмеїгга относительно заготовки для обеспечения заданной точности обработки с использованием существующей номенклатуры инструмента.

Работа выполнялась в рамках единого заказ-наряда Министерства образования Российской Федерации и договоров по НИОКР с ОАО «КАМАЗ».

В первой главе дается обзор научно-технической литературы и патентов, их анализ, исходя из которых формируются цель, задачи и научная новизна работы.

Вторая глава посвящена совершенствованию геометрических параметров инструментов с коническими винтовыми поверхностями на основе моделирования режущих кромок, теоретически обоснован вариант технологической наладки, предложена конструкция механической модели конической винтовой поверхности.

Третья глава посвящена разработке метода профилирования образующей исходной инструментальной поверхности и огибающей к семейству кривых.

Четвертая глава посвящена компьютерному моделированию процесса обработки винтовой поверхности детали инструментом дискового типа с учетом аттестационных погрешностей компонентов технологической системы. Для этого выполняется моделирование структуры и содержания технологической операции, которое позволяет систематизировать каждое действие, выполняемое при реализации технологической операции, например, фрезеровании. Приводится обоснование технологической наладки для обработки изделий с коническими винтовыми поверхностями.

В пятой главе разработаны технологические критерии идентификации профиля режущего инструмента при его поиске из информационно-справочной системы режущего инструмента, а именно: сравнение рассчитаїпюго теоретического профиля образующей исходной инструментальной поверхности и профилем, хранящимся в базе данных, а также определение шероховатости обработанной поверхности, которое позволяет при прочих равных условиях выбрать режущий инструмент. Разработаны структура и алгоритм работы информационно-поисковой системы режущего инструмента.

Шестая глава посвящена реализации результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Основные положения диссертации были апробированы и доложены на 15 международных (Набережные Челны - 1995, 1996 1997, 2000; Минск - 1995; Тольятти - 1996, 1998; Севастополь -1998; Казань - 1999, Великий Новгород - 1999, Самара - 1999; Волгоград - 1999; Ижевск - 2000; Москва - 2000; Тула - 2002), 13 всероссийских (Альметьевск - 1996, 2001; Уфа - 1996; Миасс 1999, 2000, 2001, 2002; Арзамас - 1998; Казань - 1999; Москва - 1999; Набережные Челны - 1999; Тольятти - 2001), 5 региональных (Казань - 1996, 1999; Екатеринбург - 1998, 1999, 2000) и 1 межвузовской (Набережные Челны - 2002) научно-технических конференциях.

Итоги диссертационной работы были доложены и одобрены на заседаниях кафедры «Инструментальная техника и технология формообразования» Московского государственного технологического университета «СТАНКИН» (2000, 2001, 2002), кафедры «Технология производства двигателей» Казанского государственного технического университета имени Туполева А.Н. (1997, 2003), кафедры «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» Камского государственного политехнического института (2003), кафедры «Технология машиностроения» Уфимского государственного авиационного технического университета (2003), технического совета ОАО «Автомобильный завод УРАЛ» (2003).

Результаты работы внедрены в:

• подразделениях ОАО КАМАЗ (04.06.97, 31.01.00, 11.06.02, 02.04.03);

• отделе главного технолога Производственного комплекса «Альметьевский насосный завод» ОАО «АЛНАС» (13.09.01);

• Производственное объединение «Елабужский завод легковых автомобилей» (04.03.02);

• ОАО Казанское моторостроительное производственное объединение (13.11.02);

• учебный процесс Камского государственного политехнического института (06.04.99);

• учебный процесс Альметьевского нефтяного института (10.11.99);

• учебный процесс Тольяттинского государственного университета (02.10.01);

• учебный процесс Казанского государственного техішческого университета имени А.Н. Туполева (31.10.01).

Работа выполнялась с 1995 по 2003 год на кафедрах «Инструментальная техника и технология формообразования» Московского государственного технологического университета «Станкин» и «Технология производства двигателей» Казанского государственного технического университета имени Туполева А.Н.

По тематике работы опубликовано 109 научных работ, из них две монографии, двенадцать статей, три доклада в трудах конференций, пять отчетов по выполненным госбюджетным научно-исследовательским работам, один отчет по хоздоговорной научно-исследовательской работе, 45 тезисов докладов на международных, всероссийских и региональных научно-технических конференциях.

Выражаю глубокую благодарность моим учителям: заслуженному деятелю науки РФ, доктору технических наук, профессору, заведующему кафедрой «Инструментальная техника и технология формообразования» Московского государственного технологического университета «Станкин» Гречишникову Владимиру Андрее « вичу и заслуженному изобретателю СССР и РСФСР, академику АТН РФ, заслуженному деятелю науки Республики Татарстан, лауреату Государственной Премии Республики Татарстан доктору технических наук, профессору Казанского государственного технического университета имени А.Н.Туполева Юнусову Файзрахма-ну Салаховичу.

Подобные работы
Петухов Юрий Евгеньевич
Проектирование инструментов для обработки резанием деталей с фасонной винтовой поверхностью на стадии технологической подготовки производства
Скрябин Владимир Александрович
Повышение эффективности процесса микрорезания при обработке поверхностей деталей абразивом, уплотненным инерционными силами
Борисов Олег Эдуардович
Формализация проектирования последовательности обработки резанием поверхностей деталей
Сухоруков Владимир Николаевич
Комбинированная многоэлектродная обработка сопряженных поверхностей деталей из жаростойких сплавов
Рыбников Сергей Иванович
Повышение производительности и качества обработки поверхности крупногабаритных деталей сложной геометрической формы потоками металлической плазмы в вакууме
Деулин Михаил Михайлович
Исследование процесса обработки цилиндрических поверхностей деталей вихревым резанием
Федоренко Владимир Игоревич
Кинематическая обработка линейчатых цилиндроидальных поверхностей деталей машин
Харламов Геннадий Андреевич
Разработка теоретических и прикладных задач исследования и проектирования процессов формообразования поверхностей деталей при лезвийной обработке
Зверовщиков Владимир Зиновьевич
Технологическое обеспечение качественных показателей поверхностей деталей на основе центробежной обработки дискретным шлифовальным материалом
Лапшакова Лариса Александровна
Исследование качества поверхностного слоя при лезвийной обработке прерывистых и наплавленных поверхностей инструментом из композита

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