LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування параметрів процесу контурної обробки кінцевими фрезами на основі моделювання процесу різання та точності обробки

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

"КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"





Крижановський Сергій Андрійович





УДК 621.9.042





ПРОГНОЗУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ КОНТУРНОЇ ОБРОБКИ КІНЦЕВИМИ ФРЕЗАМИ НА ОСНОВІ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РІЗАННЯ ТА ТОЧНОСТІ ОБРОБКИ





Спеціальність 05.03.01 - Процеси механічної обробки,

верстати та інструменти





Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук








Київ - 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі "Технологія машинобудування" Хмельницького національного університету Міністерства освіти і науки України.



Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор

Мазур Микола Петрович,

Хмельницький національний університет, завідувач кафедри технології машинобудування, м. Хмельницький.



Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Мельничук Петро Петрович,

Житомирський державний технологічний університет, ректор, м. Житомир.




кандидат технічних наук, доцент

Глоба Олександр Васильович,

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", доцент кафедри "Інструментальне виробництво", м. Київ.



Провідна установа:

Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", кафедра "Різання матеріалів і різальні інструменти", м. Харків.


Захист відбудеться " 17 " травня 2005 р. о " 15 " годині на засіданні вченої ради Д.26.002.11 у Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут", за адресою: 252056, м. Київ, проспект Перемоги, 37; навчальний корпус №1, ауд. 214.


З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут", за адресою: 252056, м. Київ, проспект Перемоги, 37.


Автореферат розісланий " 14 " квітня 2005 р.


Вчений секретар спеціалізованої вченої ради д.т.н., проф.

Майборода В.С.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Розробка сучасних високоефективних механізмів та машин вимагає застосування високоточних деталей складної форми, головним процесом виготовлення яких залишається обробка металів різанням. Застосування металорізальних верстатів з числовим програмним керуванням (ЧПК), в порівнянні із універсальним обладнанням, дозволяє суттєво підвищити ефективність металообробки. Точність та ефективність обробки деталей на верстатах з ЧПК в значній мірі залежать від якості запрограмованої керуючої інформації, трудоємкості її підготовки, степені врахування особливостей технологічного процесу та металорізального обладнання, реалізації функції контролю точності геометричних параметрів оброблюваних деталей та різальних інструментів.

В умовах сучасного виробництва фрезерування на верстатах з ЧПК є однією з найпоширених операцій механічної обробки. Характерною особливістю контурного фрезерування, як представника даного виду механічної обробки, є наявність нерівномірного розподілу припуску вздовж оброблюваної поверхні. Значні коливання сил різання, внаслідок нерівномірного розподілу припуску, досить часто є причиною передчасного виходу з ладу різального інструменту та втрати точності обробленої поверхні. За класичною методикою, у випадку наявності нерівномірного розподілу припуску вздовж оброблюваного контуру, подача різального інструменту призначається, виходячи із аналізу умов різання на критичній ділянці обробленої поверхні, тобто ділянці з максимальним припуском. Необхідно також відмітити, що в процесі механічної обробки контуру на ділянках з величиною припуску меншою ніж максимальна, різальний інструмент не повністю використовує свої потенційні можливості. Консервативність даної методики полягає в тому, що не використовуються можливості верстатів з ЧПК, щодо гнучкого регулювання швидкості різання та подачі різального інструменту.

Підвищення продуктивності операції контурного фрезерування можна досягнути за рахунок раціонального використання можливостей кінцевих фрез, тобто призначення відповідних режимів, зокрема подач, для відповідних ділянок оброблюваної поверхні, що в комплексі дозволить забезпечити відносну стабільність напружень в різальному інструменті та похибку обробки. Одним із перспективних напрямків досліджень, що дозволяє отримати розв'язок даної проблеми, є проектування та розробка систем прогнозуючого моделювання процесу різання. Позитивний економічний ефект, від використання подібних систем в виробничих умовах, досягається за рахунок застосування прогнозуючого моделювання на початкових етапах проектування технологічного процесу.

Зв'язок робот із науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота пов'язана з держбюджетною науковою темою "Розробка теоретичних основ трибології процесу різання інструментами із зносостійкими покриттями та практика її використання в сучасному машинобудуванні" кафедри "Технологія машинобудування" Хмельницького національного університету, шифр 2Б 2001, (ДР № 0101U005057) 2001-2004 р., в якій здобувач виконував обов'язки відповідального виконавця.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертації є розробка комплексної системи прогнозування параметрів процесу контурної обробки кінцевими фрезами на основі моделювання процесу різання та точності обробки. Для досягнення мети в дисертації були вирішені наступні задачі:

- розроблена математична модель процесу різання зубом кінцевої фрези з урахуванням кінематичних особливостей, притаманних процесу фрезерування;

- розроблена методика розрахунку контактних напружень по передній та задній поверхнях різального леза зуба кінцевої фрези;

- розроблена методика розрахунку контактних температур та інтенсив-ності теплових потоків на робочих поверхнях різального леза зуба кінцевої фрези;

- розроблена математична модель силової взаємодії кінцевої фрези та оброблюваної заготовки;

- розроблена інженерна методика оцінки об'ємного напружено-деформованого стану кінцевих фрез;

- розроблена алгоритмічна модель прогнозування раціональних подач різального інструменту для випадку контурної обробки кінцевими фрезами;

- розроблено програмне забезпечення системи прогнозуючого моделювання процесу контурної обробки кінцевими фрезами.

Об'єкт дослідження - процес контурної обробки кінцевими фрезами на верстатах з числовим програмним