Теоретичні основи прогнозування термопружних деформацій осьового інструмента і деталі і їх вплив на точність обробки отворів - Автореферат

Спеціальність 05.03.01 - Процеси механічної обробки, верстати і інструменти АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукРобота виконана на механічному факультеті Державного вищого навчального закладу "Донецький національний технічний університет" Міністерства освіти і науки України. Науковий консультант доктор технічних наук, професор Малишко Іван Олександрович, Державний вищий навчальний заклад Захист відбудеться 18 січня 2007 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д11.052.04 у Державному вищому навчальному закладі "Донецький національний технічний університет" за адресою: 83000, вул. Із дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Державного вищого навчального закладу "Донецький національний технічний університет" за адресою: 83000, вул.Робота проводилася відповідно до плану науково-дослідної роботи Донецького національного технічного університету по пріоритетному напряму розвитку науки і техніки "Екологічно чиста енергетика і ресурсозбережуючі технології", і в рамках держбюджетних науково-дослідних робіт "Розробка методів визначення впливу температур на пружні переміщення осьових інструментів при багатопараметричній силовій дії" (№ ГР 0198U002308), "Розвиток теорії керування точністю обробки отворів осьовим інструментом з урахуванням впливу температур" (№ ГР 0101U001189). Метою роботи є підвищення точності отвору при його обробці осьовим інструментом за рахунок зменшення похибки поздовжнього профілю на основі комплексної математичної моделі формування поздовжнього профілю отвору, що враховує термопружні деформації інструменту і деталі в зоні різання. Удосконалити математичну модель формування теплового балансу в зоні різання з урахуванням вторинних теплових потоків при несталому теплообміні і розробити методи прогнозування температури в зоні різання при чистовій обробці отворів осьовим інструментом. Розробити математичну модель термопружних деформацій осьового інструменту і деталі при обробці отворів і встановити функціональні залежності величини радіальних деформацій інструменту і деталі в зоні різання від параметрів робочих процесів. Розроблена і підтверджена результатами експериментальних досліджень комплексна математична модель утворення похибки поздовжнього профілю отвору, що вперше враховує не лінійність термопружних деформацій деталі, пружні деформації і зміщення осі інструменту, а також пружно-пластичні деформації деталі, на основі якої розроблені ефективні способи прогнозування і усунення похибок форми і розмірів поздовжнього профілю отворів.Проте при аналізі робочих процесів при обробці отворів автором було встановлено, що на точність поздовжнього профілю отвору також можуть робити вплив температурні деформації деталі, які до теперішнього часу вважалися лінійними, контактні деформації інструменту і деталі і радіальне зміщення осі інструменту від дії неврівноваженої радіальної сили різання. Оскільки всі відмічені складові деформації виявляються в зоні різання одночасно, сумарна похибка поздовжнього профілю отвору в роботі визначалася у вигляді суми похибок від температурних деформацій деталі D1(x) і інструменту D2(x), пружних деформацій деталі D3(x) і інструменту D4(x) і від зміщення осі інструменту від неврівноваженої радіальної сили різання D5(x). Вторинний теплообмін, вплив геометрії інструменту і деталі на теплофізичні процеси, кількісні дослідження температурних деформацій інструменту і деталі і методи їх визначення з урахуванням краєвих ефектів на початку і кінці отвору в спеціальній літературі не розглядалися. З урахуванням проведеного аналізу сучасного стану питання були поставлена мета роботи - підвищення точності отвору при його обробці осьовим інструментом за рахунок зменшення похибки поздовжнього профілю на основі комплексної математичної моделі формування поздовжнього профілю отвору, що враховує термопружні деформації інструменту і деталі в зоні різання і визначені основні задачі дослідження, приведені в загальній характеристиці роботи. У четвертому розділі - "Температурний стан інструменту і деталі при обробці отворів осьовим інструментом" була розроблена математична модель розповсюдження тепла в циліндричній втулці і досліджено вплив різних параметрів моделі на точність визначення робочої температури в зоні різання; досліджений вплив параметрів режимів різання і розмірів деталі на температуру в зоні різання при обробці отворів; розроблена математична модель формування теплового балансу і визначення температури в зоні різання при обробці отворів в умовах несталого теплообміну; досліджений характер зміни і розроблені методи прогнозування температури в зоні різання по глибині отвору при обробці осьовим інструментом.Основний результат роботи - розробка теоретичних основ прогнозування і усунення похибки поздовжнього профілю отвору при чистовій обробці осьовим інструментом, що дозволило розвязати важливу науково-технічну проблему підвищення точності отворів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ