Выводы
1. На основе использования принципов стабилизации режима нагружения лезвий инструмента путем оптимизации его геометрических параметров, конструкции инструмента и схемы формообразования разработана концепция повышения эффективности механической обработки и обрабатывающих систем за счет изменения характера динамических нагрузок, времени контакта лезвия со срезаемым слоем, совмещения движения транспортировки заготовки с одной позиции в другую с движением подачи и др., что создало предпосылки для создания принципиально новых технических решений: инструментов, оснастки и станков.
2. Возможность изменения плавности входа (врезания) лезвия в срезаемый слой и выхода из него в начале и конце рабочего хода соответственно путем изменения вида и формы начала контакта изменением углов лезвия позволяет эффективно управлять динамическим состоянием обрабатывающей системы как в целом, так и ее отдельных элементов, например, системы резания, т.е. изменять режим нагружения лезвия. Проведенные нами теоретические [[xv], [xvi]] и экспериментальные [[xvii]] исследования динамики процесса резания и работоспособности инструментов в условиях прерывистого и неравномерного резания при обработке заготовок из труднообрабатываемых материалов подтвердили это положение.
3. Для обработки прерывистых поверхностей оптимальными являются значения: g=+(20...25)° и l=+(25...30)°. Резцы с такими геометрическими параметрами лезвий обеспечивают многократное повышение ресурса работы инструмента, значительно уменьшают вероятность его внезапных отказов при одновременном повышении производительности обработки и улучшении качества обработанных поверхностей.
Вибрации при работе резцом с указанной геометрией уменьшены, так как нет явно выраженных ударов при выходе лезвия из зоны контакта со срезаемым слоем и значительно уменьшены усилия резания. Таким образом, уже на стадии проектирования инструмента изменением геометрических параметров лезвий можно решать следующие задачи:
- уменьшить отрицательное влияние ударов при врезании резца на его стойкость;
- уменьшить влияние ударов при выходе резца из контакта с обрабатываемым материалом на его стойкость;
- уменьшить вибрации в технологической системе при обработке прерывистых поверхностей.
4. Разработана конструкция ступенчатого резца с расположением элементов в плоскости, перпендикулярной основной (вертикальной),которая позволяет значительно сократить время на обработку (за счет уменьшения хода резца) и значительно повысить виброустойчивость системы вследствие:
- наличия “натяга” системы за счет такого углового расположения резцов, чтобы в моменты входа в контакт и выхода из контакта их лезвий с выступами на заготовке как минимум один резец осуществлял процесс резания;
- уменьшения суммарных сил и крутящих моментов.
Проведенный силовой анализ предложенной схемы размещения режущих элементов в державке резца подтвердил эти положения.
5. Разработан новый способ ступенчатого торцевого фрезерования и конструкция фрезы с такой схемой углового расположения зубьев фрезы, чтобы в любой момент времени с заготовкой взаимодействовало не более одного зуба, а в момент прохождения неработающего зуба над обработанной поверхностью резания вообще не было. Это позволяет эффективно использовать при съеме больших припусков режущие элементы из сверхтвердых материалов, совместить в одной технологической операции черновую и чистовую, повысить ресурс инструмента и качество обработанной поверхности.
6. Комплексный подход к проблеме улучшения обрабатываемости материалов позволяет создавать принципиально новые высоконадежные обрабатывающие системы сверхвысокой производительности (непрерывного действия), которые имеют повышенную жесткость за счет рационального распределения снимаемого припуска между отдельными лезвиями и отсутствия таких узлов, как суппорт, салазки и т.п., для перемещения которых по станинам и направляющим требуется наличие зазоров.
7. Для повышения производительности станков-автоматов и расширения технологических возможностей токарных станков роторного типа с целью использования их в мелкосерийном и серийном производствах:
7.1. Предложена конструкция станка, совмещающая в себе преимущества роторных многошпиндельных автоматов типа КА-350 и автоматов последовательного действия с периодической индексацией типа Bullard.
7.2. Разработан принцип группового метода обработки деталей на станках непрерывного действия. Предложены три типа разделения параллельных потоков на таких станах (угловое, радиальное, осевое), что является принципиально новым в теории групповой обработки.
7.3. Предложена конструкция многошпиндельного роторного станка – автомата (полуавтомата) переменной структуры на базе модульного принципа конструирования, позволяющая реализовать групповой метод обработки. Тем самым обеспечивается возможность применения высокопроизводительных станков такого типа в серийном производстве, которое составляет около 75% от общего объема промышленного производства.
7.4. Разработано техническое предложение шпиндельного модуля с автономным приводом для роторных автоматов с переменной структурой, что позволит:
- изменять положение шпиндельного узла в осевом и радиальном направлениях;
- на каждом шпинделе устанавливать необходимую частоту вращения по мере прохождения различных зон обработки;
7.5. Разработаны способы обработки и конструкции устройств, обеспечивающие повышение работоспособности инструментов и улучшение качества обработанных поверхностей при ТТ.
8. Основные результаты раздела опубликованы в трудах: [136, 203, 204, 205, 207, 208, 210, 211, 212, 213, 214, 217, 218, 219].
1. В результате экспериментально – теоретических исследований нестационарных процессов резания созданы научные основы и решена важная научно - техническая проблема повышения эффективности механической обработки материала с заданным комплексом свойств путем разработки стратегии оптимального управления процессом резания и прогнозирования напряженно-деформированного и теплового состояния режущей части инструмента.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.