автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности токарной обработки металлорежущих систем за счет обоснования выбора конструкторско-технологических параметров обработки

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МГИУ

/ {: \ ~ На правах рукописи

' '' " УДК621.95

ИЛЛАРИОНОВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СИСТЕМ ЗА СЧЕТ ОБОСНОВАНИЯ ВЫБОРА КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.02.08 - «Технология машиностроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1998 год

Работа выполнена на кафедре "Технология и металлорежущие системы автомобилестроения" в Московском государственном индустриальном университете (МГИУ)

Научный руководитель:

академик АТ РФ, доктор технических наук, профессор Тараггьшов О.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гречишников В А. кандидат технических наук, доцент ЯкухинВ.Г.

Ведущее предприятие:

ОАО ЭНИМС

Защита состоится « 30 » июня 1998 г. в 1430 час. на заседании Диссертационного Совета К064.02.03 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Московском государственном индустриальном университете (МГИУ) по адресу: 109280, Москва, Автозаводская улица, д. 16, зал заседаний Ученого совета.

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГИУ.

Автореферат разослан « 29 » мая 1998 г. Ученый секретарь

Диссертационного Совета К064.02.03 кандидат технических наук,

доцент

Калашников А.Е.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1.Актуальность темы

Одной го основных проблем по эффективному использованию оборудования в машиностроении является проблема дробления и отвода стружки при резании металла. За последние годы в мировой практике машиностроения (металлообработке) широкое применение получили высоко автоматизированные станки, управляемые от программируемых контролеров, станки с ЧПУ, роботизированные технологические комплексы (РТК), гибкие производственные модули (ГПМ), системы (ГПС) и огромное количество специального и специализированного оборудования. Практика эксплуатации перечисленного оборудования показывает, что задача комплексной механизации и автоматизации уборки и транспортировки стружки не решается только применением конвейеров. При обработке деталей на металлорежущих станках до 20-30% образующейся стружки не попадает на конвейер, а разбрасывается вокруг станка, засыпая при этом на узлы и механизмы различного функционального назначения.

Роль конструкции режущего инструмента (РИ) в современной металлообрабатывающей промышленности велика. Прогресс машиностроения тесно связан с развитием инструментального производства, а создание новых конструкций РИ оказывает революционизирующее воздействие на развитие машиностроения в целом.

Применение РИ из сверхтвердых материалов и минералокерами-ки позволило коренным образом изменить технологические процессы изготовления ряда деталей, существенно повысив производительность и качество обработки. Создание таких РИ привело к необходимости разработай новых быстроходных станков для полного использования возможности РИ. Только правильный выбор конструкций сборного твердосплавного РИ, оснащенного сменными многогранными пластинами (СМП), для использования на станках с ЧПУ, ГПМ, ГПС и на другом автоматизированном дорогостоящем оборудовании приводит к повышению эффективности его использования. И, наоборот, неправильный выбор РИ приводят к негативным результатам. Например, наблюдения за работой РТК на AMO «ЗИЛ» при обработке винта рулевого управления показали, что 80-90% отказов работы токарного гидрокопировального полуавтомата происходит из-за образования сливной стружки, которая в свою очередь навивается на обрабатываемое изделие и РИ, а также попадает в контрольно-измерительные устройства. Суммарное время простоя по этой причине достигает иногда до 50 минут в смену. Известно также, что при эксплуатации станков с ЧПУ оператор вынужден до 30 раз в смену вмешиваться в работу станка, удаляя стружку с РИ и детали. Таким образом, без решения задачи получения устойчивого процесса стружкодробления (СД) или стружки с определенным

радиусом скручивания (кривизной) трудно обеспечить надежную работу станка в условиях «безлюдной» технологии, концепцию которой выдвигают как стратегическую цель XXI века.

Следовательно, конструкция РИ предопределяет технологический процесс, эффективность использования оборудования, точность изделия и его надежность в эксплуатации. Никакое совершенствование технологического процесса немыслимо без комплексного учета материала и конструкции РИ, оценки и аттестации его качества, а также строго обоснованного выбора режимов резания и СОТС с учетом специфики производства изготовления тех или других изделий или товаров.

Несмотря на большое количество работ, посвященных вопросу СД, актуальность данной проблемы сохраняется, поскольку известные способы не лишены таких очевидных недостатков, как например:

- отсутствие надежного способа разделения сливной стружки, использование которого на автоматизированных станках обеспечивало бы устойчивый процесс СД;

- наличие необоснованно громоздких и сложных конструкций устройств СД;

- отсутствие оптимальных решений по СД, которые заметно снижают коэффициент использования оборудования;

- не обеспечивается достаточная для работы стойкость РИ и ряд других моментов.

1.2. Цель исследования

Целью данной работы является повышение эффективности токарной обработки труднообрабатываемых деталей, изготовляемых из нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов, на участках (типа РТК) за счет выбора рациональной формы передней поверхности СМП РИ, режимов резания, СОТС, обеспечивающих управляемый процесс СД, и высокий коэффициент использования металлорежущего оборудования. В связи с этим в работе поставлены следующие задачи:

- выработать концепцию конструкции РИ с СМП, обеспечивающую устойчивый процесс СД в пределах, необходимых для производительной обработки деталей, выбранного диапазона режимов резания;

- разработать математическую модель процесса СД с учетом принятой конструкции СМП и провести ее аналитическое описание;

- провести необходимые экспериментальные исследования, подтверждающие правильность принятых теоретических предположений;

- уточнить, с помощью соответствующих коэффициентов, разработанную математическую модель с целью приведения ее в область практического применения;

- предложить соответствующие рекомендации по использованию принятой концепции СМП в условиях реальных производств.

1.3. Методы исследования

Результаты работы получены на основе использования классических методов теории резания, математического и статистического анализа, основ математической теории эксперимента. Проверка достоверности полученных результатов проводилась на основе базовых экспериментов, выполненных в лаборатории кафедры МГИУ и производственных условиях.

1.4. Научная новизна работы:

- дано объяснение процесса управляемости СД на основе принудительного «надрыва» сечения снимаемого резцом слоя металла;

- разработана математическая модель СД при токарной обработке;

- приведена качественная и количественная оценка влияния характеристик свойств обрабатываемых деталей, режимов резания, конструктивных и геометрических элементов РИ на процесс принудительного СД.

1.5. Практическая значимость

Разработанные методические положения достижения устойчивого процесса точения СД нержавеющих сталей РИ с СМП со сложной формой передней поверхности режущей части, позволяют обеспечивать стабильную работу металлорежущих систем в пределах заданных для обработки партии заготовок.

Результатом работы являются разработанные конструкции СМП РИ, защищенные авторскими решениями, а также практические рекомендации по использованию СМП в реальных производственных условиях.

1.6. Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

- классификация факторов, влияющих на процесс СД;

- механическая модель «резец-деталь-стружка», связывающая кривизну срезаемой стружки с входными параметрами обработки;

- аналитическое описание математической модели, позволяющее рассчитать радиус и кривизну снимаемых стружек в зависимости от основных, действующих в технологической системе, факторов;

- методика комплексного экспериментального исследования устойчивого процесса СД.

1.7. Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены:

- на кафедре «Технология и металлорежущие системы автомобилестроения»;

- на отделении «Физико-технических проблем транспорта AT РФ»;

-на научно-технических конференциях МГИУ и ЗИЛ в период с 1988 по 1997 годы.

1.8. Публикации

Основные положения диссертации отражены в 12 печатных работах и авторских свидетельствах.

1.9. Структура и объем работы

Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложений и содержит 222 стр. машинописного текста, 49 рисунков, 26 таблиц, библиографию из 60 отечественных и зарубежных источников.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования

В первой главе приводится анализ конструкций СМП, материалов, а также анализ научно-исследовательских работ, посвященных выбранной тематике исследования. Определена цель и поставлены задачи исследования.

Проблеме, связанной с изучением процесса стружкообразования и СД, уделено много внимания; разработаны и созданы методы и способы в той или иной степени решающие в практическом плане эту проблему. Многие устройства н способы СД с успехом используются при токарной обработке в массовом, крупносерийном производстве, а также в серийном и мелкосерийном производстве.

Формы стружек при точении зависят от характера технологических переходов (наружное точение, подрезка торца, подрезка канавок, нарезание резьбы), режимов резания (V, S, t), геометрии РИ {<р,<р^г,а,Х,г) и свойств обрабатываемого материала.

На форму и размеры образующихся стружек влияет множество факторов:

- химический состав и механические свойства обрабатываемого материала;

- геометрия РИ;

- статические и динамические характеристики станка и системы станок -инструмент - деталь - приспособление;

- режимы резания и СОТС;

- износ РИ и условия трения по передней поверхности резца;

- наличие устройств для дробления и завивания стружки.

Однако множество изученных взаимодействующих факторов на СД не позволяет в тоже время уверенно спрогнозировать вид формы стружки для каждого случая обработки деталей без предварительного экс-

перимента. Воздействие же отдельных составляющих на процесс СД достаточно убедительно изложено во многих работах.

С точки зрения практического приложения разработок, заслуживают внимания методы и способы СД при точении, которые условно можно разделить по следующим признакам:

- на основе выбора режимов резания и геометрии РИ при наличии плоской передней грани;

- на основе формирования стружки за счет создаваемых на передней поверхности РИ различного вида препятствий на пути д вижения стружки;

- на основе предварительной подготовки обрабатываемой поверхности;

- на основе кинематического дробления стружки путем придания РИ или обрабатываемой детали дополнительных движений.

На основе проведенного анализа установлено, что: во-первых, из имеющейся информации о зарубежной и отечественной практике в области резания металлов следует, что в подавляющих случаях при токарной обработке в качестве РИ применяются резцы с СМП; во-вторых, очевидно, что в любых условиях производства (единичное, серийное, массовое) и характера его автоматизации (ГПМ, ГПС, РТК, завод-автомат) проблема отделения от заготовки и удаления стружки из зоны резания станка была и остается одной из главных задач комплексного решения задач организации современного производства;

в-третьих, к сожалению, большое количество исследовательских работ по процессу СД, несмотря на то, что механизм отделения от заготовки стружки во многом понятен, не всегда могут быть надежно использованы при решении практических задач резания металлов;

в-четаертых, авторы большинства работ рассматривают проблему СД в отрыве от условий и характера производств и поэтому предлагаемые конструктивно-технические решения не всегда могут быть использованы из-за ограниченности рабочего пространства зоны резания или из-за недостаточной податливости технологической системы и т.д.;

в-пятых, создается впечатление, что конструктивно-технологические возможности СМП далеко не исчерпаны в достижении эффективности процесса СД при резании металлов и во многом зависят от правильного сочетания вопросов организации производства (партионности обрабатываемых деталей, системы инструментального обеспечения, контроля состояния РИ и т.д.), рационального конструктивного исполнения РИ с СМП, с целью достижения удовлетворительного дробления и схода стружки, а также научно обоснованному выбору значений режимов резания.

Таким образом, цель настоящей диссертации состоит в повышении эффективности токарной обработки деталей из труднообрабатываемых материалов партиями на автоматизированных участках за счет рациональной конструкции СМП и выбора условий работы РИ, обеспечивающих

управляемый процесс СД и сокращая тем самым возможный простой оборудования.

Для решения сформулированной цели необходимо решить следующие задачи:

- выработать концепцию конструкции РИ с СМИ, обеспечивающую устойчивый процесс СД в пределах, необходимых для производительной обработки деталей, выбранного диапазона режимов резания;

- разработать математическую модель процесса СД с учетом принятой конструкции СМП и провести ее аналитическое описание;

- провести необходимые экспериментальные исследования, подтверждающие правильность принятых теоретических предположений;

- уточнить, с помощью соответствующих коэффициентов, разработанную математическую модель с целью приведения ее в область практического применения;

- предложить соответствующие рекомендации по использованию принятой концепции СМП в условиях реальных производств.

2.2. Теоретическое исследование формообразования стружек при наружном точении цилиндрических поверхностей

Во второй главе приведена классификация факторов, влияющих на процесс СД; изложены результаты теоретического исследования процесса точения деталей с позиции обеспечения наиболее рационального образования типа стружки; выведены аналитические уравнения, позволяющие определить предельные значения сил резания и свойства обрабатываемых деталей, при которых происходит срез «надрыв» сечения снимаемого слоя металла.

На кривизну стружек при токарной обработке влияет большое количество факторов, основными из которых является следующие: физико-механические свойства обрабатываемого материала и режущего инструмента; режимы резания (скорость, подача, глубина); геометрия режущих кромок инструмента; исходная шероховатость обрабатываемой поверхности; смазывающе-охлаждакмцие технологические среды (СОТС) и др.

Во многих работах отмечается, что наибольшее влияние на кривизну снимаемой стружки оказывают режимные факторы и, прежде всего, глубина а также прочность обрабатываемого материала. Меньше внимание уделено исходной шероховатости обрабатываемой поверхности, влиянию СОТС на исходную шероховатость и, как следствие, на форму срезаемых стружек. Поэтому представляется важным при выводе уравнения, связывающего кривизну срезаемой стружки с входными параметрами обработки, как можно более полно учесть влияние всех доминирующих факторов.

Для вывода уравнения сделаем ряд допущений:

• обрабатываемый материал изотропен;

» рассматриваемая система является абсолютно жесткой;

• форма (геометрия) режущего инструмента близка к стандартной; угол наклона режущей кромки равен нулю, а отклонение от этой формы можно учитывать коэффициентом формы Кф;

• в каждый рассматриваемый момент времени режущий инструмент формирует объем металла, соизмеримый с глубиной его внедрения и линией (площадью) скалывания стружки.

Разработана классификация факторов, выявляющая влияние технологических признаков на характер (форму и размер), снимаемых при токарной обработке стружек (см. таблицу).

На основе анализа разработанной классификации показано, что всю совокупность действующих технологических факторов можно разделить на две группы: случайные и систематические. Последние с определенными допущениями могут быть описаны соответствующими математическими уравнениями.

Разработана принципиальная механическая модель «резец-деггаль-стружка», на которой представлены входные и выходные параметры процесса резания. На основе принципа суперпозиций выделен элемент срезаемой стружки с наложением на нее соответствующих связей.

В рамках принятых допущений выведены аналитические уравнения, описывающие механизм формообразования стружки и ее связь с основными технологическими параметрами: подача, глубина резания, физико-механические свойства обрабатываемого материала, исходное состояние обрабатываемой поверхности, геометрию инструмента, СОТС.

Впервые в аналитическом виде получено уравнение, позволяющее рассчитать радиус р и кривизну Кс снимаемых стружек в зависимости от основных действующих в технологической системе факторов:

(,Ки5тиаф

или К„ =

бКи8гыаф

где: К а? - К^ ■ К(хт, ■ , ( учитывает форму режущей кромки и передней поверхности; - учитывает влияние смазывающе-охлаждающих технологических средств на формообразование стружки; А*„г - учитывает исходную шероховатость обрабатываемой поверхности);

АГ,тг, = А/р / А/От (МР - момент резания, А/От - момент среза стружки); 0 - угол скалывания стружки.

Таблица

Технологические факторы, влияющие на характер (форму, размер) срезаемых стружек_

Статические Кинематические Динамические

Систематические Случайные Систематические Случайные Систематические Случайные

постоянные переменные постоянные переменные постоянные переменные

Погрешности Погрешности Колебания: Геометричес- Состояние Колебания Динамические Изменение: Колебания:

от сопрягае- от износа со- давлений в кие погреш- стыков и ки- кинематичес- характеристик упругих и сил резания

мых поверх- прягаемых пневмо- и ности кине- нематических кой настрой- и узлов тех- пла- с изменени-

ностей; исполнитель гидросисте- матических связей во ки с измене- нологической стических ем припуска

от неопреде- ных поверх- мах зажим- исполнитель времени; из- нием темпе- системы; деформаций и физико-

ленности ба- ностей; ных уст- ных поверх- нос режуще- ратурного параметры узлов техно- механическо

зирования; от изменений ройств от ус- ностей; го инстру- режима; динамических логической -го состоя-

от метода величин за- тановки к ус- изменение мента; погрешности связей между системы, ния обраба-

статической жимных уси- тановке; жесткости изменение исполнения узлами и сис- стыков, ма- тываемой

настройки; лий при ус- припуска за- узлов и сис- кинематичес- средств ки- темами; териала поверхн;

от исходной тановке; готовки при тем; ких характе- нематическо динамическая инструмента температуры

шероховатос- изменение каждой уста- погрешности ристик узлов й настройки; жесткость уз- и детали во окружающей

ти обрабаты- температурно новке; метода кине- в процессе их техническое лов станка и времени; среды и

ваемой по- го режима изменения матической перемещения состояние системы в це- температур- СОЖ;

верхности; технологичес положения настройки; и др. средств лом; ного режима смежных

от располо- кой системы системы от- погрешности управления неуравновеше в зоне реза- технологиче

жения за- во времени счета во вре- кинематичес- кинематичес- нность вра- ния во вре- ских систем

жимных уси- от установки мя каждой кой цепи и кой настрой- щающихся мени; и др.

лий и др. к установке и установки Др. ки масс станка; массы обра- Изменение

др. детали и др. прецессионное движение вращающихся осей и др. батываемой детали во время обработки и др. пластического и упругого деформирования срезаемого слоя металла; наростообраз ование

Приведен пример расчета радиуса снимаемой стружки р с учетом значений пришлых коэффициентов; показано, что существенным фактором, влияющим на р является СОТС.

Рассмотрен механизм влияния СОТС на условия формообразования снимаемых стружек; показано, что оценка СОТС может быть произведена по параметру, характеризующему отношение коэффициента трения без СОТС и при наличии СОТС.

Проведенный нами анализ работ показывает, что разработку новых эффективных составов СОТС необходимо проводить не только в направлении повышения их активности (действия) по отношению к данному обрабатываемому материалу, но и с учетом стабилизации условий формообразования стружек. При этом необходимо учитывать, что в процессе обработки и стружкоотделении значительно меняются исходные параметры: термодинамические и гидравлические условия, геометрия режущего инструмента и др. Эти изменения в значительной степени определяются кинематическими и динамическими условиями обработки. При обработке деталей (класс валов) на автоматических линиях, например, состоящих из гидрокопировальных автоматов, кинематические и динамические условия при переходе с одной позиции на другую также значительно изменяются, что может приводить к нестабильности стружкообразования. Поэтому анализ влияния СОТС на условия формообразования стружки, разработка и правильный подбор новых СОТС имеет важное значение и это необходимо учитывать при разработке рекомендаций по назначению коэффициента Ксож-

При обработке металла резанием СОТС выполняет ряд функций, обеспечивающих необходимые условия протекания процесса снятия исходного припуска: смывает продукты износа из зоны обработки; охлаждает заготовку и инструмент (моющее и охлаждающее действие); влияет на контактное взаимодействие инструмента с поверхностью заготовки (режущее и пластифицирующее действие), снижает прочность поверхностных слоев (эффект Ребиндера). Изменяя состав СОТС, можно усиливать или перераспределять влияние указанных действий.

Несмотря на большое количество работ по влиянию СОТС на процесс резания, наименее изучено их влияние на стружкообразование: размер, форма, твердость и другие параметры. Исходя из принципа суперпозиций, можно раздельно рассматривать влияние вышеперечисленных действий СОТС на обрабатываемую поверхность и на образуемую стружку.

Доказано, что наиболее рациональным конструктивным решением СМП является вариант выполнения передней поверхности резца в виде винтовой формы.

2.3. Методика экспериментального исследования, используемые приборы и оборудование

В третьей главе изложена методика экспериментального исследования сформулированных задач. Приведено описание использованного при исследовании оборудования, приборов и объектов исследования.

2.4. Экспериментальное исследование процесса СД

Четвертая глава посвящена описанию результатов экспериментального исследования. Здесь приводятся основные зависимости исследуемых параметров, которые подтверждают теоретические положения, принятые во второй главе.

Экспериментальные исследования СМП с винтовой формой передней поверхности с большими значениями углов резания у и Я в лабораторных и производственных условиях показали хорошие результаты при резании процесса СД. Резцы с СМП с винтовой передней поверхностью режущей части устойчиво дробят стружку в диапазоне резания (= 1,3 мм и подач 5 = 0,2 .1 мм/об. РИ с изучаемыми пластинами имеют широкий диапазон устойчивого СД на токарных операциях от легкого чернового до чистового точения.

Инструментами с СМП выбранной конструкции обеспечивается малая величина силы резания и отсутствие вибраций, что имеет важное практическое значение при обработке заготовок в нежестких металлообрабатывающих системах.

Проведенные исследования показали, что изучаемые конструкции РИ могут успешно использоваться при обработке нержавеющих сталей. Особенность формы передней поверхности режущей части СМП обеспечивает отвод стружки в сторону от обработанной поверхности. При обработке нержавеющих сталей установлено, что в исследуемом диапазоне режимов резания скорость резания не оказывает практического влияния на характер СД при чистовом точении.

Наименее благоприятные сочетания 5 и /, с точки зрения обеспечения нормального процесса СД, находятся в пределах подач 5 = 0,05...ОД мм/об и глубин I - ОД..2,5 мм (для обработки нержавеющих сталей). Устойчивый процесс СД наблюдается в диапазоне подач Я > 0,2 мм/об и глубин ОД > / > 2,5. Указанные особенности конструктивного исполнения СМП с твердым сплавом ВК60М можно использовать при обработке заготовок из сплавов на основе никеля.

В результате экспериментального исследования выведена математическая модель обрабатываемости стальных материалов резанием на основе износной характеристики РИ. Экспериментально также установлены наиболее предпочтительные варианты крепления СМП к державке РИ.

Экспериментальные исследования процесса СД, проведенные в лабораторных и производственных условиях показали хорошую сходимость полученных результатов, что в свою очередь, свидетельствует о правильности выбранных при исследовании концептуальных и методических положений настоящей работы.

2.5. Основные результаты работы

Пятая глава посвящена экономическому анализу обоснования принятых и рекомендуемых решений СМП. Кроме того в этой главе даны описания конструктивных и других решений СМП, рекомендованных для использования в промышленности.

Акты испытаний СМП в промышленности, рекомендации промышленности по использованию результатов исследования и другие документы отражены в приложениях диссертации.

Основные результаты и выводы

1. В общем объеме механической обработки заготовок, изготавливаемых из различных материалов, в том числе и из труднообрабатываемых, токарные операции по-прежнему занимают доминирующее положение и являются поэтому основным источником образования металлического отхода отработанного материала в виде стружки различных форм и размеров.

2. Наметившиеся тенденции развития современных производств, с точки зрения их автоматизации, определяются особенностями таких рыночных отношений между продавцом н покупателем, которые характеризуются многообразием производимых товаров ограниченными партиями в количествах достаточных для потребительского спроса.

3. Отмеченная выше особенность накладывает определенные требования к организационным аспектам производства, в том числе и к организации инструментального обеспечения. Применительно к токарным резцам с СМП это означает, что РИ должен обладать достаточной для обработки заданной партии заготовок работоспособностью и обеспечивать устойчивый процесс СД.

4. Известные способы и подходы к процессу СД не обеспечивают выше изложенным требованиям производства и, кроме того, физическая сущность самого процесса СД требует иного, более глубокого изучения.

5. В основу выявления влияния технологических признаков на характер снимаемой с заготовки при резании стружки в работе предложена классификация признаков, состоящая из двух групп случайных и систематических факторов, которые в свою очередь, с определенными допущениями, могут быть описаны соответствующими математическими уравнениями.

6. Для глубокого изучения процесса СД разработана математическая модель "резец-деталь-стружка", описывающая механизм формообразования стружки и ее связь с основными технологическими параметрами (подача, глубина резания, физико-механические свойства материала, состояние поверхностей РИ и обрабатываемой поверхности, СОТС и др.).

7. Получено уравнение, позволяющее рассчитать радиус и кривизну стружки в зависимости от многих факторов. Рассмотрен механизм влияния СОТС на условие формообразования стружек.

8. Для подтверждения теоретических положений, принятых для описания механики процесса СД, разработаны соответствующие методики и обоснованы необходимые для экспериментального исследования приборы и оборудование. Оригинальные методики разработаны для комплексной оценки работоспособности РИ с СМП с винтовой поверхностью передней плоскостью режущей кромки и обрабатываемости материала на основе полного многофакторного эксперимента.

9. Проведенная серия экспериментальных исследований по выявлению ряда технологических и конструктивных параметров на условия формообразования стружки при токарной обработке позволила подтвердить основные положения теоретических разработок. Кроме того выявлены наиболее существенные направления развитая теории резания на стабилизацию процесса СД.

10. Применительно к обработке нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов, получены результаты и выработаны рекомендации, обеспечивающие область устойчивого процесса СД.

11. Для обеспечения лучшего варианта крепления элементов СД предложены конструктивные решения, защищенные авторскими свидетельствами.

12. На основе проведенные исследования, разработаны технические требования на изготовление серийных СМП на опытном инструментальном заводе им. Сольца.

13. Некоторые вопросы диссертации положены в основу дисциплины "Проектирование режущего инструмента", читаемой автором в МГИУ.

14. Сформулированы направления дальнейшего научно-исследовательского поиска новых путей совершенствования РИ с СМП главным образом за счет:

-изучения образования формы стружки с учетом динамических признаков, выделенных во второй главе;

- состава и режима использования СОТС;

- принципиального пересмотра методики расчета припусков при механической обработки поверхностей заготовок и др.

Основные научные результаты изложены в следующих публикациях:

1. Разработка новых конструкций резцов, оснащенных сменными многогранными пластинами: Ошет о НИР/ Завод-ВТУЗ при ЗИЛе; Руководитель О.В.Таратынов.-Т2-3/88, № госрегистрации 0188.0030664.-М.,1989.-93с.:-Отв. исполнитель А.В.Илларионов.

2. А. с. № 1826362 СССР, МКИ3 В 23 В 27/16. Способ измерения радиальных перемещений установленного в опорах шпинделя /А.В.Илларинов, О.В.Таратынов и др.(СССР). Опубл. 13.10.92, Бюл. №23.-6с.

3.Разработка конструкций режущего инструмента, оснащенного CMII с тангенциальным расположением на корпусе: Отчет о НИР/ Завод-ВТУЗ при ЗИЛе: Руководитель О.В.Таратынов.-Т2-4/89, № госрегистрации 0189.0040815. -М.,1989.-96с.:-Огв. исполнитель А.В.Илларионов.

4. А. с. № 1688984 СССР, МКИ3 В 23 В 27/16. Режущий инструмент с механическим креплением режущей пластины/А.В.Илларинов, О.В.Таратынов и др.(СССР). Опубл. 23.07.90, Бюл. №17.-Зс.

5. А. с. № 17699423 СССР, МКИ3 В 23 В 27/16. Режущий инструмент с механическим креплением режущей пласгитш/А.В.Илларинов, Ю.П.Шкурин и др.(СССР). Опубл. 02.08.90, Бюл. №18.-Зс.

6. А. с. № 17748435 СССР, МКИ3 В 23 В 27/16. Режущая пласга-на/А.В.Илларинов, О.В.Таратынов и др.(СССР). Опубл. 21.01.91, Бюл. №2.-Зс.

7. Зацепина Т.А., Илларионов A.B., Лащев А.Т. Определение обрабатываемости резанием СМП со специальной передней поверхностью//Под ред. Таратынова О.В. Обеспечение технологической точности и надежности деталей автомобильной техники: Сборник научных трудов/ МАСИ (ВТУЗ-ЗИЛ).-М., 1992. С.63-66.

8. Илларионов A.B., Коренев Ю.А., Воронин В.П. Опыт эксплуатации и анализ отказов робототехнического комплекса для обработки винта гидро-руля.//Под ред. Нищеты В.В. Межвузовский сборник трудов «Обеспечение технологической точности и надежности деталей автомобильной техники»/ Завод-втуз при ЗИЛе.-М., 1986. С. 73-77.

9. Илларионов A.B. Исследование способов крепления и базирования МНП на прочность их установки в державке резца. Методические указания. - М.: МАСИ, 1994. - Юс.

10. Илларионов A.B., Зацепина Т.А. Стружкообразование при точении твердосплавными пластинами с криволинейной передней поверхно-стью//Под ред. Тарамыкина Ю.П. Технология, автоматизация и организация производства систем. Межвузовский сборник научных трудов/ МГИУ,-М., 19%. С. 54-58.

11, Илларионов A.B., Бурцев С.В. Влияние СОТС на процесс стружкообра-зования//Под ред. Хохлова Н.Г. Сборник научных трудов МГИУ/ МГИУ,-М.: 1997. С. 93-97.

12. Таратынов О.В., Илларионов A.B., Бурцев С.В. Стабилизация обработки на автоматических линиях за счет управления формой и размерами слружки//Под ред. Хохлова Н.Г. AMO ЗШ1-МГИУ:Пронзводстао, образование, наука - проблемы и перспективы. Сборник научных трудов/ МГЙУ,-М.: 1998. С. 253-259.

ИЛЛАРИОНОВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СИСТЕМ ЗА СЧЕТ ОБОСНОВАНИЯ ВЫБОРА КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБРАБОТКИ

(Автореферат)

Подписано к печати 26.05.98 Формат бум. 60x90/16 Усл. п.л. 1,0

Уч. изд. л. 1,25_Тираж 100_Заказ Бесплатно

Ротапринт МГИУ, 109280, г. Москва, ул. Автозаводская, д. 16