Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ / Обработка конструкционных материалов в машиностроении / Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Технология сверления глубоких отверстий малого диаметра с наложением высокочастотных осевых колебаний

Диссертация

Автор: Масленников, Андрей Владимирович

Заглавие: Технология сверления глубоких отверстий малого диаметра с наложением высокочастотных осевых колебаний

Справка об оригинале: Масленников, Андрей Владимирович. Технология сверления глубоких отверстий малого диаметра с наложением высокочастотных осевых колебаний : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01 / Масленников Андрей Владимирович; [Место защиты: Воронеж. гос. техн. ун-т] Курск, 2008 222 c. : 61 09-5/894

Физическое описание: 222 стр.

Выходные данные: Курск, 2008




Стоимость Доставки
500 руб.


Содержание:

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЦЕССА ВИБРАЦИОННОГО СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ И ПУТИ ИХ ИНТЕНСИФИКАЦИИ
11 Особенности процессов вибрационного сверления, классификация и анализ способов формообразования отверстий
12 Особенности конструкций оборудования, приводов, инструмента и технологий сверления отверстий с вибрационными осевыми колебаниями
13 Стружкообразование при сверлении отверстий малого диаметра
14 Зависимости, взаимосвязи показателей процесса вибрационного сверления с технологическими факторами и пути интенсификации параметров процесса резания
15 Анализ влияния высокочастотных колебаний на работоспособность сверла малого диаметра и его кинематические факторы
16 Выводы по первой главе
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЙ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ МАЛОГО ДИАМЕТРА С ВВЕДЕНИЕМ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ОСЕВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЗОНУ РЕЗАНИЯ
21 Концепция построения процесса сверления отверстий малого диаметра с введением высокочастотных осевых колебаний
22 Выбор объектов исследований, схем и способов обработки
23 Экспериментальные установки, оборудование и условия проведения исследований
24 Разработка принципиальной кинематической схемы, элементов электродинамического вибрационного привода и компоновка установки
25 Разработка узлов экспериментальной установки для сверления отверстий малого диаметра (12 мм) с осевыми колебаниями частотой 0,52 кГц
26 Методика статистического анализа и планирование эксперимента
27 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ПОСТОРЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ МАЛОГО ДИАМЕТРА С НАЛОЖЕНИЕМ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ОСЕВЫХ КОЛЕБАНИЙ
31 Моделирование кинетических и динамических характеристик процесса высокочастотного осциллирующего резания
32 Математическая модель процесса сверления с дополнительными осевыми гармоническими колебаниями
33 Математическая модель осевых вибраций при прерывистом процессе резания - сверления и обоснование способа обработки
34 Теоретическая разработка параметров циклограммы высокочастотных осевых колебаний
35 Динамическая модель консольной части сверла
36 Исследования характеристик температурного поля при сверлении инструментом малого диаметра
37 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ
41 Выбор оптимальных рабочих углов сверла при обработке с осевыми вибрациями
42 Результаты планирования эксперимента с входными и выходными параметрами процесса вибрационного сверления
43 Технология дискретного сверления отверстий малого диаметра с наложением высокочастотных осевых колебаний
44 Достижение повышения технологических показателей процесса вибрационного сверления отверстий малого диаметра за счет введения высокочастотных осевых колебаний инструмента
45 Выводы по главе

Введение:
Актуальность темы. Традиционные методы обработки резанием продолжают занимать важное место в современном машиностроении. К числу таких процессов относится сверление отверстий. Несмотря на весомые успехи известных технологий, проблемой остается высокопроизводительная обработки глубоких отверстий малого диаметра (1-^2 мм) в труднообрабатываемых металлах, включая, коррозионно-стойкие стали. Отверстия указанного вида широко распространены в деталях и конструкциях различных узлов. Это вставки прессформ, различные форсунки, распылители, элементы охлаждающих систем, детали топливной аппаратуры и другие изделия.
Помимо высокой трудоемкости получения малых отверстий, технологи сталкиваются с малой стойкостью инструмента, низкой производительностью и нестабильным качеством поверхностей.
Известные комбинированные методы обработки отверстий не всегда приемлемы, поэтому механические методы их изготовления являются базовыми на многих предприятиях, тем более хорошие результаты показывает вибрационное сверление. Однако ранее применяемые при обработке отверстий низкочастотные колебания (5(К200 Гц) исчерпали себя. Поэтому необходимо создание новых технологических процессов, например, с использованием высокочастотных (500-^-2000 Гц) осевых колебаний инструмента.
Анализ показывает, что до настоящего времени отсутствуют разработки по теории и проектированию технологического процесса и средства высокочастотной электродинамической вибрационной обработки, что не позволяет использовать этот метод сверления отверстий на практике. Имеющаяся теория не учитывает связь технологических показателей процесса высокочастотной виброобработки с режимными факторами, условиями внешних наложений вибраций, стойкостью инструмента, производительностью и многими другими факторами.
В связи с этим, нами сформулирована концепция высокочастотного (диапазон 0,5К2,0 кГц) дискретного сверления глубоких отверстий. Она показывает, что при дискретном сверлении, в определенных условиях, скорость удаления припуска обрабатываемого материала возрастает пропорционально величине технологических вибропараметров, причем без возрастания температурно-силовых показателей. Это обеспечивает возможность интенсификации процесса обработки и существуют весомые предпосылки создания технологии на базе нового способа формообразования отверстий малых диаметров.
Положительные результаты наших предварительных исследований по разработке нового способа высокочастотной электродинамической вибрационной обработки явились обнадеживающими. В итоге был создан эффективный процесс глубокого сверления отверстий малого диаметра в коррозионно-стойких материалах. Считаем, что данная тема работы отвечает современным требованиям и запросам машиностроения и приборостроения, она является актуальной.
Работа выполнялась в соответствии с программой АТН РФ «Новые технологические процессы» на 1995-2010 гг. и планом госбюджетной работы Курского государственного технического университета.
Цель работы. Исследование особенностей дискретной высокочастотной электродинамической вибрационной обработки и технологических параметров процесса получения отверстий малого диаметра с целью разработки технологии и средств инструментального обеспечения высокоэффективного сверления.
Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи исследований.
1. Установить влияние осевых высокочастотных электродинамических колебаний сверла на стружкообразование и параметры процесса резания.
2. Разработать методики исследований, выявить закономерности и влияние электродинамических высокочастотных колебаний инструмента на формообразование глубоких отверстий малых диаметров, элементы режима резания и выходные параметры процесса.
3. Разработать математическую и уточнить физическую модели процесса сверления отверстий малых диаметров, с наложением на инструмент осевых колебаний высокой частоты (0,5-^2,0 кГц).
4. Разработать способ, средства инструментального обеспечения и технологию эффективного высокочастотного вибросверления глубоких отверстий диаметром (1-К2мм) в коррозионно-стойких сталях.
5. Провести экспериментальные исследования и промышленную апробацию способа и технологии дискретного высокочастотного вибрационного сверления отверстий малого диаметра.
Методы исследований. При выполнении работ применяли основные положения теорий резания металлов, пластического деформирования, теории электромагнитных и механических колебаний, основы электротехники и магнетизма, динамики станков, методы статистического анализа, численного моделирования и другие. В экспериментальных исследованиях использовалось современное станочное и измерительное оборудование; вычислительная техника.
На защиту выносится:
1. Результаты исследования процессов, протекающих при высокочастотной электродинамической обработки отверстий малого диаметра, и комбинированном воздействии дискретного вибрационного глубокого сверления, на основе которых предложен новый способ обработки (поданы заявки на изобретение).
2. Установленные зависимости и построенные математические модели взаимосвязей технологических параметров (подача, скорость резания, амплитуда и частота виброколебаний, условия обработки) процесса сверления отверстий малого диаметра с наложением высокочастотных осевых колебаний с показателями (микрогеометрии поверхности, стойкость инструмента, время обработки).
3. Методику проведения комплексного исследования механизма высокочастотного вибрационного резания — сверления, включающую: выбор условий обработки и построение моделей процесса вибрационного сверления отверстий малого диаметра с наложением высокочастотных осевых колебаний; численное моделирование параметров с учетом кинетических и динамических характеристик процесса; расчет и особенности проектирования тяговых сил электромагнитов и электродинамического двухполевого вибровозбудителя.
Научная новизна работы включает:
1. Установленный механизм влияние осевых высокочастотных колебаний сверла на стружкообразование и параметры процесса резания, объясняющий как наложенные извне электродинамические колебания способствуют снижению негативного фактора ударного действия режущих кромок инструмента и интенсифицируют процесс мелкого дробления образующейся стружки, что способствует стабилизации температурно-силовых показателей, создает эффект выглаживания и повышает стойкость инструмента.
2. Разработанную математическую и уточненную физическую модели процесса дискретного сверления с наложением на инструмент осевых колебаний высокой частоты (0,5-К2,0 кГц), подтверждающих установленные закономерности технологических взаимосвязей входных параметров с выходными параметрами процесса сверления, на базе которых создано устройство (заявка №2008130462) и предложен новый способ обработки.
3. Теоретическое обоснование рациональных диапазонов технологических параметров процесса высокочастотного вибрационного резания в комбинации с принудительным прерыванием процесса сверления при пошаговой схеме съема припуска по глубине отверстия, обеспечивающих высокопроизводительную' и качественную обработку отверстий малого диаметра в коррозионно-стойких сталей.
Практическая значимость работы.
• На базе предложенного способа (подана заявка на изобретение) и устройства (подана заявка) создана технология дискретного сверления отверстий малого диаметра посредством использования высокочастотного электродинамического вибровозбудителя осевых колебаний инструмента, обеспечивающая получение требуемого качества поверхности, повышение стойкости инструмента при обработке коррозионно-стойкой стали.
• Обоснованы диапазоны рациональных технологических режимов и условия качественной обработки глубоких отверстий малого диаметра в труднообрабатываемых материалах и разработаны рекомендации по созданию технологии дискретного вибросверления. Результаты исследований прошли промышленную апробацию и внедрены в производство.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научно - технических конференциях: I Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации», (Курск, 2003); VIII Международной научно-технической конференции «Физические и компьютерные технологии» (Харьков,
2003); П Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (Курск,
2004); Ш Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации», (Курск,
2005); IV Международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации», (Курск,
2006); на семинаре кафедры «Теоретическая механика и мехатроника», КурскГТУ 2008; ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава КурскГТУ (Курск, 2003-2008); научном семинаре ВГТУ (Воронеж, 2008).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1] — разработка методики проектирования электромагнитного привода возбудителя высокочастотных вибраций; [3] - результаты и исследования процесса сверления глубоких отверстий малого диаметра; [4] - разработка теории и обоснование конструкции многопозиционного станка для сверления глубоких отверстий малого диаметра; [5] — предложение учитывать коэффициент трения как характеристику дииамики сверления малых отверстий в печатных платах; [6] — определение оптимального соотношения составляющих скорости движения режущего клина при вибрационном резании; [7] — проведение интерполирования значений осевой силы при сверлении отверстий малого диаметра; [9] - обоснование принципов повышения эффективности сверления отверстий малого диаметра.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и общих выводов; списка литературы из 96 наименований. Основная часть изложена на 183 страницах и содержит 67 рисунков, 16 таблиц и 5 приложений.