Повышение эффективности комбинированных протягивания (прошивания) и редуцирования на основе совершенствования процесса стружкообразования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.01, кандидат технических наук Паул Дулал Чандра

• Паул Дулал Чандра
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Паул Дулал Чандра

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Современное состояние вопроса, цель н задачи диссертационного исследования.

1.1. Современное состояние и тенденции развития алгоритмов системного проектирования методов комбинированной обработки.

1.2. Анализ существующих способов управлеш[я процессом стружкообразовашга в методах комбшшровашюго протяпшшпш (прошивашш) и редуцирования.

1.3. Цель и задачи диссертационного исследования.

Глава 2. Разработка основ алгоритма системного структурно — параметрического анализа — синтеза способов управления процессом стружкообразоваиия в методах комбинированного протягивания (прошивания) отверстии и редуцирования наружных поверхностей.

2.1. Разработка системно — структурной модели.

2.2. Выводы.•.

Глава 3. Экспериментальное исследование еннтезнрованных способов управления процессом стружкообразоваиия в методах комбинированного прошивания (протягивания) отверстии и редуцирования наружных поверхностен.

3.1. Объекты исследовашш.

3.2. Экспериментальная оснастка, оборудовать и средства измерения.

3.3. Оцениваемые параметры и характеристики, методика обработки экспериментальных дшшых.

3.4. Анализ результатов экспериментального — исследовшпш.

3.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности комбинированных протягивания (прошивания) и редуцирования на основе совершенствования процесса стружкообразования»

Рыночные условия разв1гпш совремешюго машиностроения требуют постояшюго системного совершенствования средств технолопиеского оснащения соответствующих проюводств.

Как показывает промышленная и научная статистика, в последнее время высокую эффективность л бурное развитие показали методы комбшпгрованной дефор.\пгрующе - режущей обработки, одшвш из которых являются протягивашге (проипшание) отверстий и редуцирование.

Дшшые методы обладают наиболее универсальными и комплексным! характеристикам! для всех типов производства от крупносерийного и массового до единичного.

Дополшггелыю шггегральные тсхнолопш, синтезированные на основе методов комбшшрованного прошивания (протягивания) отверстсш и редуцирования наружных поверхностей могут применяться в машиностроении, металлургии, авиастроешш, ремонтном прошводстве, а так же во многих других отраслях промышлешюсш и сферах деятельности.

Процесс стружкообразования при резашш является фундаментальным физическим явлешгем, которое приобретает еще большую актуальность в условиях комбшшрованного деформирующе - режущего способа воздействия на обрабатываемый материал.

В настоящее время накоплен весьма значительный теоретлко -экспериментальный материал и производственный опыт в области управлешш процессом стружкообразования при прошивашш (протягивании) отверстий, включая и комбшшровашюе. Однако, отсутствие системного обобщеш!я получешшх результатов исключает широкое внедрение и дальнейшее развитие способов управления стружкообразовашгем как на операциях обработки отверстзш, так и в чем-то сходных методах комбтпгрованного редуцировашы наружных поверхностей. Дополнительно необходимость начала систематизации в области стружкообразовашш определяется общей тенденцией современного машиностроения в научно - образовательном и пракппеском аспектах - создашш глобальных «систем искусственного технологического шггеллекта»,* основашшх, в свою очередь, на 1шформациощ[ых технологиях.

Целью работы является повышеш!е эффективности методов комбинированного деформирующе - режущего прошивания (протягивашш) отверстий и редуцирования наружных поверхностей на основе системного совершенствоваш1я процесса стружкообразоваши.

Научная попита 1) Концептуальная системная модель для анализа -синтеза способа управления процессом стружкообразовашш в методах комбинированного деформирующе - режущего прошивания (протягивания) отверстий и редуцирования наружных поверхностей.

2) Информационная база для системного формирования оптимального 1П1струменталыюго обеспечешы способа управлеши процессом стружкообразовашы в методах комбшшровашюго дефорлшрующе - режущего прошивания (протягивают) отверепш и редущгрования (волочения) наружных поверхностей.

Практическая полезность 1) Система статиспщеских моделей, описывающих закономерности и эффекты синтезированных способов управлеш1я процессом стружкообразоваши в методах комбшшровашюго деформирующе - режущего прошивания (протягивашм) отверепш, реализующих разлтппгые сочетают макро и микродеформировшшя, макро и лшкрорезашш. - Синошш <сгсоретнческая технология машиностроения».

2) Система статистических моделей, описывающих закономерности и эффекты синтезированных способов управлешш процессом стружкообразоваш1Я в методах комбшптрованного дефорьпфующе — режущего редуцирования (волочешь) наружтшх поверхностей.

Работа выполнялась на кафедре «Автомалшгрованные станочные системы и Ш1струме1ггы» Московского Государственного Техшшеского Уттерситетз «МАМИ».

Автор выражает большую благодарность своему научному руководителю, заведующему кафедрой (ЛССиИ), Заслужешюму деятелю науки и техшнси РФ, Заслужешюму работнику Высшей школы, профессору, д.т.н. Л. М. Кузнецому, атак же научному консультшгту к.т.н. А.В. Щедрину.

Заключение диссертации по теме «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», Паул Дулал Чандра

Общие выводы

1) Разработана концептуальная обобщенная системно - структурная модель анализа - синтеза оптимально - эффективного способа управления процессом стружкообразовшшя в методах комбшшровашюго деформирующее - режущего ирошивашш (протягивают ) отверспш и редуцировшшя (волочешь) наружных поверхностей. В результате установлено прямое виляние характеристических элементов рассматриваемых методов обработки на способ стружкообразования при реализации режущей стадии комбшшровашюго воздействия на обрабатываемый материал.

2) Доказана принципиальная адекватность системной модели иа примере стштеза новых способов унравлетш процессом стружкообразования в методах комбшшрованного прош1шаиия (протягивания) отверстий и редуцирования (волочения) наружных поверхностей: применение стружкоразделителыплх элементов инструмента в виде тел качешш и скольжения с регулярной лшкрогеометрией поверхности; обработка в условиях самовозбуждаемого режима дросселирования технолопрюской смазки по канавкам регулярного микрорельефа воздействующей поверхности инструмента и др., расширяющие существующую информационную базу средств технолоппеского оснащения.

3) С позиции принципов технолоппюского наследования исходных погреншостей отверстий объективно исследованы процессы стружкообразования при различном сочетании макро и мшсродеформироваиия, макро и микрорезания. При этом установлено: по сравнению с иррегулярной лшкрогеометрий поверхности дефор.\шрующих элементов (Гк = Шк = 0) применение лшкрорежущего РМР (Гк = 17 мкм, Шк = 1 мм, = 0,25 мм) позволяет получить размерную точность отверстия в 2,6 раза выше при Дзаг.н = 40мм ив 1,8 раза выше при Дзаг.н = 50 мм; при увеличении радиальной жесткости заготовок (Дзаг.н = 40.50 мм) размерная точность отверстий после микрорезання ухудшается в 1,3.3,3 раза; наибольший вклад в размерную тошюсть отверстий после микрорезания вносит отклонение профиля продольного сечения (минимальный коэффициент уточнения по данному параметру).

4) Применение предварительного дефорлшрования с параллельным микрорезаннем позволяет в общем получить уменьшение удельного усилия последующего макрорезаиия в 1,8 раза при Дзаг.н = 40 м-м (Гк = 1? мкм, Шк = 1 мм, — 0,25 мм) и в 1,68 раза при Дзаг.н = 50 мм (Гк = 17 мкм, = 0,5 мм, 0,25 мм).

5) Сформирована информационная база данных о качестве отверстий образцов - заготовок и образцов - деталей в виде профилей продольного сечения, позволяющие комплексно оценить геометршюскую и размерную тошюсть при разлитом сочетании макро и ьп1кродефор,\шроваш!я, макро и мнкрорсзания.

6) Экспериментально исследован синтезированный способ управления процессом стружкообразования в методе комбинированного редуцирования (волочения) наружных поверхностей, заключающийся в предварительном выдавливании шариковой фильерой стружкоразделительных канавок и последующее удаление образованных выступов режущей фильерой. При этом установлено: реальная площадь поперешюго сечения срезаемого слоя увелшшвается за счет «наплывов» обрабатываемого материала на краях стружкоразделительных канавок, при макрорежущем редуцировашш образцов - заготовок из стали 20 со стружкоразделительными канавками усилие обработки в среднем снижается на 18% по сравнешпо с обработкой без предварительного стружкоразделення; при налшши стружкоразделительных канавок происходит разделение стружки на компактные элементы стабильной формы и размеров; нри отсутствии стружкоразделительных канавок образуется кольцевая неразделеш!ая стружка нестабильной формы и размеров.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Паул Дулал Чандра, 2005 год

1. К. Интенсификация деформирующее - режущего протягивания отверстий на основе упруго - пластического нагружешш зоны обработки. Диссертация кандидата технических наук. - М.: МАМИ, 1985, 177с.

2. Андреев В. Н. Совершенствование режущего шкггрумента. М.: Машшюстроение, 1993, 240с.

3. Ашихмшг В. Н. Протягившше. -М.: Маипшостроение, 1981, 144с.

4. Балакшшг Б. С. Основы технолопш машиностроения. М.: Маипшостроение, 1969, 559с.

5. Балаганская Е. А. Исследование деформирующего протягивашш толстостенных заготовок высокоресурсиых изделшЧ. Диссертация кандидата технических наук. Воронеж, 2000, 242с.

6. Белов В. С., Воскобошшков Б. С., Каминская В. В. Анализ возмущений от силы резашш при протягивагаш // Станки и инструме1гт. Л® 2, 1976, с. 18-19.

7. Бердичевский Е. Г. Смазочно — охлаждающие средства для обработки материалов.: Справочник. -М.: Малвшостроения, 1984, 224с.

8. Блюмешитейн В. Ю. Мехашпса технолопшеского наследования как научная основа проектирования процессов упрочнешш деталей машин поверхностным пластическим деформировшшем: Автореферат диссертации докторатехшшеских наук. — М.: МАМИ, 2002, 36с.

9. Буйлов Е. А. Повышеш1е качества деталей при деформирующем протягивании на основе применения мсталлоплакирующих смазок. Диссертация кандидата техшгческих наук. — М.: МАМИ, 1999, 220с.

10. Ведмедовсюш В. А. Чешуйчатостъ поверхности, обработанной протяптшшем //Вестникмашиностроения. 1969, Лг2 10, с. 67 -69.

11. Волков Б. H., Яновский Г. А. Основы ресурсосбережения в машиностроении. JL: Политехника, 1991, 180с.

12. Голоденко Б. А. Синтез методов комбинированной обработки материалов в морфолопп!еском пространстве технолопшеских решений. Автореферат диссертацш! докторатехшпеских наук. Воронеж, 1994, Збс.

13. Горецкая 3. Д. Протягивание с большими подачами. М.: Машгш, i960, 204с.

14. Горохов В. А. Система приспособлений для обработки деталей методом поверхностного пласпшеского дефоршгровашы. -М., 1989. с. 48, 25 ил.

15. Горшков Б. Т. и др. Справочшос по отделке сортового проката. М.: Металлургия, 1978, 256с.

16. Дольский А. М. Технолоппеское обеспечение надежности высокоточных деталей машин. -М.: Машиностроение, 1975, 222с.

17. Дворов Ю. И. Дефоршгрующие режущее протяжки // Станки и шкггрумеит. 1982,16 11, с. 16.

18. Демьяшок Ф. С. Технолопшеские основы поточно автоматшированного проюводства, -М.: Высшая школа, 1968, 690с.

19. Деордиев Н. Т. и др. Изготовлише шлицев на валах редуцированием. // Веспшкмашиностроешш. 1965, 10, с. 54-56.

20. Джунусбеков Ж. К. Повышетше эффективности дефоршгрующе -режущего протягившшя на основе совершенствовашш дефорьшрующих элеме!гтов. Диссертащш канщздата техшщеских наук. М.: МАМИ, 1980, 147с.

21. Егорова 3. И. Повышетше эффекпшности комбингфовашюго протяпшшшя (прошнвашш) и редуцирования цилиндрических поверхностей на основе совершенствования характеристик способа воздействия. Диссертащш кандидататсхшпеских наук. М.: МАМИ, 2002, 354с.

22. Еремин Л. Н. Физическая сущность явлений при резаншг стали. М., Свердловск, 1951,226с.

23. Ермаков Ю. М. Совремешшс тенденщш в развитии лезвийной обработки. Обзор. -М.: НИИмаш, 1982,ил. 31, с. 68.

24. Зорев Н. Н. Вопросы механики процесса резашш металлов. М., Машгиз, 1956, 368с.

25. Илыш В. Н. Разработка и исследование нового метода деформирующе -режущего протягивания отверспш. Диссертация кандидата техшпшских наук. М.: М АМИ, 1981, 179с.

26. Кацев П. Г. Обработка протягившшем: Справочник. М.: Маппшостроение, 1986, 272с.

27. Ковбас Т. Н. Влияние технолопшеских факторов на основш>1е параметры дефорхпгрующе режущего прошившшя отверстий в тонкостенных втулках. Диссертация кандидата техшшеских наук. - М.: МАМИ, 1980, 170с.

28. Кодапг А. А. Метод проектирования процесса дорновашш и повышение качества цилиндров дизельных двигателей поверхностным пластическим деформировшшем. Диссертащш кандидата техшшеских наук. М.: МАМИ, 1989, 244с.

29. Кириллов А. К. Эффективность применения покрытий при протягивают труднообрабатываемых материалов // В сб. Проблемы эксплуатации инструмента в металлообрабатывающей промышленности. М.: МДНТП, 1992, с. 103 -106.

30. Колмогоров Г. Л. и др. Инструмент для волочения. М.: Металлургия, 1992, 144с.

31. Копонев И. Д. Ломание стружки с помощью прерывистого резздшя // Станки и инструмент. 1963, Лг2 6.

32. Кочетков Я. П., Кочетков Ю. Л. Влияние радиальных деформаций зубьев протяжки на велшппгу факпшеского подъема на зуб // Станки и инструмент. № 5, 1977, с. 28 30.

33. Кочетков Я. П., Кочетков Ю. Л. Деформация зубьев круглой протяжки в радиальном направлении // Станки и инструмент. № 10, 1972, с. 20 23.

34. Кочетков Я. П., Кочетков Ю. А. Исследование режущей кромки зуба протяжки в процессе резания // Станки и шгетрумент. № 6, 1976, с. 28 30.

35. Крагельскш! И. В. Трение и износ. -М., Машиностроение, 1968, 480с.

36. Крючков А. А. Разработка и исследование метода обработки шлицевых отверстий дефорлпгрующе режущими протяжка\пг. Диссертация кандидататехшшеских наук. -М.: МАМИ, 1974, 290с.

37. Кузнецов А. М. Технолоппшские основы создания методов обработки в машшюстроетш: Автореферат диссертащш на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МАМИ, 1975,43с.

38. Кузнецов А. М. и др. Новые концепции развития технологий машиностроения // Наука производству. 4 (17), 1997, с. 44 -45.

39. Кузнецов В. А. Исследовагше качества поверхностного слоя при дефорьпгрующе режущем протягивашш. Диссертация кандидата техшшеских наук. -М.: МАМИ, 1982, 209с.

40. Кузнецов В. Д. Фшика резания и трешгя металлов и кристаллов. Избрашгые труды. М., Наука, 1977.

41. Лоладзе Т. Н. Износ режущего инструмента. М., Машгш, 1958, 356с.

42. Лоладзе Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1982, 320с.

43. Лобанов А. С. Повышегше эффективности деформирующе режущего протягивания на основе совершенствования характеристик поверхностного слоя деформирующих элементов. Диссертация кандидата техшпкеких наук. -М.: МАМИ, 1989, 204с.

44. ЛукьянцаВ. А. Справошшк по физшюским эффектам в машиностроенш!. -М.: Маипшостроение. 1993, 224с.

45. Марш! А. 3. Исследовшше процесса одновременного иласпшеского деформировашы и резания при протягнвашш (прошиванш!) отверстий деталей из вязких материалов. Диссертация кандидата техшшеских наук. -М.: МАМИ, 1969, 208с.

46. Маталш! А. А. Технолопшеская наследствешюстъ и эксплуатационные свойства деталей // Вестник машиностроения. 1968, Кз 11, с. 55-59.

47. Мансырев И. П. Способы кзшемапшеского дроблеш!я стружки // Станки и 1шструме1гг. Лз 2, 1976, с. 32-34.

48. Маргулис Д. К. Протяжки переменного резания. М., Машгиз, 1962.

49. Маргулис Д. К., Штраус В. А., Гаврилов Ю. В. Сборные круглые вшгговые протяжки и особенности их гаготовлешш // Станки и шклруметгг. 3, 1977, с. 18-20.

50. Мастеров В. А., Берковский В. С. Теория пласпп1еской деформащш и обработка металлов давлешшм. -М., Металлургия, 1989, 400с.

51. Мотшенко В. П. Эффективная технология прошводства полых щшшвдров. -М., Маипшостроение, 1980, 248с.

52. Ншагпш Б. В. и др. Выбор параметров шкгтрумептаи режимов резания при протягивают. // Станки и инструмент. 1977, Лз 11, с. 37 38.

53. Одиицов Л. Г. Упрошштю и отделна деталей поверхноспмм пласпшеским дефорлпфовашшм: Сиравошппс. М., Маипшостроение, 1987, 328с.

54. Ордшгарцев И. А. Справочник инструментальщика. Л.: Машиностроение, 1987, 846с.

55. Перлин И. Л. Теория волочешш. Металлургия. М.: 1957, 424с.

56. Полевой С. Н., Евдокимов В. Д. Упрочнение металлов.: Справошшк. М.: Маипшостроение, 1986, 320с.

57. Полетика М. Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. Машиностроение, 1969, 148с.

58. Подураев В. Н. Автомапшески регулируете и комбинированные процессы резашш. -М., Машшюстроыше, 1977, 304с.

59. Подураев В. Н. Резатше труднообрабатываемых материалов. М.: Высшая школа, 1974,584с.

60. Подураев В. Н. Обработка резанием с вибрациями. М., Машиностроение, 1970.

61. Подураев В. Н. и др. Высокостойкие протяжки с ротационны&ш зубьями // Машшюстроитель. Л'® 9, 1974, с. 30 31.

62. Подураев В. Н. и др. Эффективность обработки резшшем с опережающим пластическим деформировшшем // Вестник машшюстроения. 1972, № 12, с. 58-61.

63. Прошаш Н. Ф. Протягивашге труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1978, 119с.

64. Проскуряков Ю. Г. и др. Объемное дорновшше отверстий. М., Машшюстроение, 1984, 224с.

65. Розенберг Л. М., Розенберг О. А. и др. Качество поверхности, обработашюй деформирующим протягивашюм. Киев, Наукова думка,1977, 188с.

66. Розенберг А. М. и др. Расчет и проектировать твердосплавных дефорлпгрующих протяжек и процесса протягивания. К., Наукова думка,1978, 256с.

67. Самилкин Д. В. Повышеш1е эффективности дефоршфующе режущего протягивания на основе совершенствовашш схемы обработки. Диссертация кандидата техшшеских наук.-М.: МАМ И, 1989, 191с.

68. Симонов И. В. Повышешю производительности и качества дорнова1П1я на основе применения твердых смазочных покрытий. Диссертация кандидата технических наук.-М.: 1985, 198с.

69. Сшпшын В. И. Прецгоиошше шлицевые протяжки. // СТИН, 1994, №5, с. 25-26.

70. Скейки Ю. Д. Разработка и исследовашю комбшшровашюго метода проипшания цилиндр! пюских отверстий инструментом с регулярной микрогеометрией. Диссертация кандидата техшшеских наук. М.: МЛМИ, 2000, 157с.

71. Скиженок В. Ф. и др. Высокопроизводительное протягивание. М.: Машшюстроепие, 1990, 240с.

72. Старков В. К. Дислокациошше представления о резашш металлов. М., Машшюстроение, 1979, 160с.

73. Стегаюв М. Н. Статистические методы обработки результатов мехашпюских испытании: Справочник. -М.: Машшюстроение, 1985, 232с.

74. Таненгольц А. Б. Повышешю эффективности технологий применения СОТС в методах комбшпгровашюго проипшания (протягивашга) отверстий. Диссертация кандидата техшгческих наук. М.: МАМИ, 2004, 207с.

75. Тимощенко В. А. Стружкообразовашю при точешш вязких материалов. // СТИН.-1995, 2, с. 28-31.

76. Туляков И. Н. Повышешге эффективности операций протягивашга на основе экспериментально аналитического метода их оппшизашш: Диссертация кандидата техшгческих наук. -М.: МАМИ, 1989, 244с.

77. Фаниди О. Разработка основ комплексного алгоршыа системного анализа сшгтеза методов комбшпгрованного проипшапия (протягивашш) отверстий. Диссертация кандидата техшшеских наук. - М.: МАМИ, 2002, 160с.

78. Цветков В. Д. Автоматизация проектирования технолопшеских процессов в режиме диалога. // Станки и шклрумент. 1976, X* 8, с. 21 - 23.

79. Цветков В. Д. Система автомапоащш проектирования технологических процессов. -М., Машиностроение, 1972.

80. Чнстосердов П. С. Размерно чистовая обработка цшшндргшеских поверхностей инструментами с полнокоитактныьш роликами. // Вестник маипшостроения. 1975, JS's 11, с. 71 - 74.

81. Шацких И. И. Повышешге эффективности метода дефоршгрующе -режущего протягиваш1Я отверстий на основе совершенствовашга его характеристик. Автореферат диссертащш кандидата техшгческих наук. -М.: 1988, 16с.

82. Щеголев А. В. Конструирование протяжек. М.; JI.: Машгш, 1960,352с.

83. Щедршг А. В. Повышешге эффективности дефоркшрующе режущего прошивания отверстий на основе совершенствования дошамшеских характеристик метода обработки. Диссертация кандидата технических наук. -М.: МАМИ, 1992, 278с.

84. Щедрин А. В. и др. Повышешге эффективности механообработки совершенствоватшем шгструмента. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004, X* 1, с. 52-53.

85. Элькун JI. Я. Исследовашге технолопшеских возможностей обработки отверспш в автотракторных деталях протяжкаьш с разделительнымэлементом. Диссертация кандидата тсхшпеских наук. М.: МЛМИ, 1981, 195с.

86. Ярославцев В. М. Дроблише стружки при точешш с опережающим пласппеским деформ!фованием. Известия вузов. Машиностроение, 1974, .№2.

87. Ярославцев В. М., Талаев Л. Н. Стойкость зубьев накатного ролика при точешш с опережающим пласппеским деформировшшем и стружкодроблением // Станки и инструмент. 1976, № 3, с. 18 19.

88. Ящерицын П. И., Рыжов Э. В., Аверченко В. И. Технолоппеская наследственность в машшюстроешш. Мшгск: Наука и техника, 1977, 256с.

89. Адлер Ю. П. и др. Плашфование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Издательство «Наука», 1971, 283с.