Розглянуто теорію різання металів обертовими різцями. Наведено параметри руху точки різця поверхнею циліндра.

Вирішено проблему підвищення ефективності обробки отворів на багатоцільових верстатах (БВ) сведлильно-фрезерно-розточувальної групи шляхом підвищення інтенсивності формоутворення за рахунок впровадження прогресивної технологічної оснастки, а також вибору оптимальних режимів обробки різальними інструментами. Відзначено щодо доцільності здійснення вибору найвигідніших режимів обробки допоміжних отворів з урахуванням структурного зв'язку між інструментами, що входять до технологічного комплекту, необхідного для виконання обробки деталі, на основі критерію інтенсивності формоутворення. За допомогою ймовірнісного моделювання процесу обробки обгрунтовано вибір найвигіднішої стратегії обслуговування технологічного комплекту різальних інструментів на БВ. Розроблено рекомендації щодо вибору способу раціональної заміни інструментів з урахуванням їх кількості, надійності та часу зміни. Запропоновано конструкції допоміжного інструменту, який дозволяє підвищити ефективність обробки допоміжних отворів за рахунок скорочення кількості технологічних переходів і різальних інструментів. Розроблено конструкцію дворізцевої розточувальної оправки. Обгрунтовано вибір оптимальних режимів розточування основних отворів, які забезпечують підвищення продуктивності обробки та якості поверхні отворів.

Створено та досліджено самовстановлювані інструментальні блоки з пружними зв'язками для обробки отворів. Такий зв'язок дозволяє покращати якісні параметри оброблюваного отвору рівномірно за всією довжиною, особливо на етапі врізання. На підставі морфологічного аналізу розроблено нові конструкції самовстановлювальних інструментальних блоків та їх математичну модель. Запропоновано використання пружних зв'язків з метою максимального спрощення конструкції інструменту з можливістю осьових осциляцій. За результатами аналітичного моделювання доведено доцільність використання пружного зв'язку. Експериментально досліджено процес врізання та усталеного різання, зокрема, зміну осьової складової сили різання залежно від режимів різання, оброблюваного матеріалу та величини неперпендикулярності торця деталі оброблюваного отвору. Визначено параметри шорсткості та точності отвору для різних умов роботи інструменту. Проведено порівняльний аналіз подрібнення стружки у разі обробки отворів самовстановлювальними інструментальними блоками з пружними зв'язками, а також жорстко закріпленими. Створено інженерну методику проектування самовстановлювальних інструментальних блоків з пружніми зв'язками. Економічна ефективність використання розроблених самовстановлювальних інструментальних блоків з пружними зв'язками досягається за рахунок збільшення продуктивності обробки, зменшення шорсткості обробленої поверхні та підвищення точності.

Показано можливість підвищення точності обробки отворів осьовим лезовим інструментом за рахунок усунення похибок поздовжнього профілю отворів на підставі нових методів обробки з урахуванням особливостей контактних і термопружних процесів у зоні контакту інструмента та деталі. Розроблено комплексну математичну модель утворення похибки поздовжнього перетину отвору, що вперше враховує нелінійність термопружних деформацій деталі по глибині отвору, а також її пружно-пластичні деформації. За допомогою даної моделі встановлено, що основною причиною виникнення бочкоподібної форми на початку отвору є температурні деформації інструмента, а в середині та кінці отвору - температурні деформації деталі в зоні різання. Вперше запропоновано способи прогнозування форми та розмірів поздовжнього профілю отворів та ефективні методи усунення похибки поздовжнього перетину отворів у разі часткової обробки осьовим лезовим інструментом за рахунок використання прогресивних конструкцій інструмента та керування робочими процесами у зоні різання.

Індекс рубрикатора НБУВ: К630.013.4-125

Рубрики:

Обробка різанням отворів

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведено планирование эксперимента для поиска оптимальных условий при изготовлении отверстий в различных материалах. Получены зависимости для практических полей рассеяния размеров от базы и позиционных отклонений осей отверстий.

Проанализированы современные конструкции борштанг для точного растачивания отверстий, с использованием в качестве демпфирующего элемента магнитореологических жидкостей. Рассмотрена математическая модель расточки точных деталей с применением магнитореологической муфты-демпфера. Исходя из условий работы борштанги, предложена оптимальная конструкция магнитореологической муфты-демпфера с цилиндрическим рабочим зазором. Проанализирована и упрощена модель Навье-Стокса для описания течения магнитореологической жидкости в цилиндрическом рабочем зазоре. Предложена обобщенная система дифференциальных уравнений при растачивании, которою в дальнейшем рекомендуется решать с помощью численных методов.

Проведено аналіз точності виготовлення основних деталей насадок, кондукторів, пристосувань і допоміжної оснастки у виробничих умовах. Виведено аналітичні залежності для розрахунку похибки координованих розмірів з урахуванням позиційного відхилення осей оброблюваних отворів в деталях. Виявлено основні групи факторів та встановлено їх вплив на точність обробки координованих розмірів. Розглянуто вплив похибки взаємної орієнтації елементів оснастки (шпинделів з інструментами і пристосування з оброблюваною деталлю) на точність обробки координованих отворів.

Обгрунтовано актуальну наукову проблему забезпечення раціонального формоутворення криволінійних поверхонь на верстатах з паралельними кінематичними структурами. Зазначено, що теоретичні дослідження базуються на основі фундаментальних положень диференціальної геометрії, а експериментальні використовують розроблений діючий верстат-стенд із спеціальними засобами вимірів та апаратурою. Досліджено особливості геометричного формоутворення криволінійних поверхонь на верстатах з паралельними кінематичними структурами. Розроблено методи оцінювання якості криволінійних поверхонь з використанням коефіцієнтів першої і другої нормальних квадратичних форм, визначених в окремих точках поверхні. Встановлено детерміновані та випадкові похибки поверхонь різного виду. Визначено вплив кінематичних та динамічних властивостей верстата з паралельними кінематичними структурами на точність формоутворення криволінійних поверхонь. Встановлено, шо основними причинами похибок є інерційні навантаження в динамічній системі верстата у процесі відпрацювання криволінійних траєкторій руху інструмента. Показано, що в точках зламу траєкторій виникають високочастотні коливальні процеси випадкового характеру, які обумовлюють динамічні похибки формоутворення. Показано, що робочі процеси різання є причинами похибок формоутворення, які залежать від товщини зрізуваного шару та від жорсткістних властивостей пружної системи верстата.

Розроблено геометрично-математичні та ймовірнісно-математичні моделі, які уточнюють вплив кутів в плані, радіусів вершин різальних елементів і подачі на параметр висоти нерівностей профілю обробленої поверхні за десятьма точками. Запропоновано принципи конструкторського виконання та на їх основі розроблено конструкції інструментів з асиметричним розміщенням лез, а саме: три- та чотирирізцеві розточувальні головки та спеціальні чотиризубі зенкери. Особливостями цих інструментів є науково - обгрунтовані значення центральних кутів, які визначають розміщення по колу різальних елементів, та їх оптимізовані та кориговані кути в плані, що забезпечують підвищену продуктивність оброблення за заданої шорсткості обробленої поверхні. Одержано емпіричні залежності, які визначають вплив глибини різання та подачі на осьову силу та крутний момент за оброблення цими інструментами. Здійснено оцінювання впливу подачі на параметр \i R⍺ \i0. Запропоновано методику визначення економічної ефективності, яка базується на підвищеній продуктивності оброблення запропонованими інструментами у порівнянні з обробленням традиційними багатолезовими металорізальними інструментами.

Цель работы - сопоставление теплового баланса в зоне резания, оптимальной температуры обрабатываемости и настроек пирометра для адекватного отображения снимаемой информации. Проведенный анализ литературных источников показал, что современный автоматизированный физический эксперимент должен обеспечивать не только снятие показаний с датчиков, но и управление процессом эксперимента, их анализ, обработку и визуальную интерпретацию в удобной экспериментатору форме. В результате исследований влияния температуры на свойства материалов было установлено, что температура, при которой физико-механические характеристики имеют экстремальные значения, с достаточной точностью соответствуют температуре максимальной обрабатываемости материала. Пирометрическое измерение температуры в зоне резания позволяет значительно повысить эффективность обработки, т.е. установить более жесткие режимы обработки, при этом, не опасаясь того, что произойдет перегрев обрабатываемого материала.

Мета роботи - зіставлення теплового балансу в зоні різання, оптимальної температури оброблюваності і налаштувань пірометра для адекватного відображення інформації. Проведений аналіз літературних джерел показав, що сучасний автоматизований фізичний експеримент повинен забезпечувати не тільки зняття показань з датчиків, а й управління процесом експерименту, їх аналіз, обробку та візуальну інтерпретацію в зручній експериментатору формі. В результаті досліджень впливу температури на властивості матеріалів, було встановлено, що температура, за якої фізико-механічні характеристики мають екстремальні значення, з достатньою точністю відповідають температурі максимальної оброблюваності матеріалу. Пірометричне вимірювання температури в зоні різання дозволяє значно підвищити ефективність обробки, тобто встановити більш жорсткі режими обробки, при цьому, не побоюючись того, що станеться перегрів оброблюваного матеріалу.

The aim of the work is to compare the thermal balance in the cutting zone, the optimum temperature workability and setting pyrometer for adequate display of removable media. The analysis of the literature showed. Modern automated physical experiment should provide not only the readings from sensors and process control experiment, analysis, processing and visualization of the experimenter in a convenient form. As a result of studies of the effect of temperature on the properties of the materials, it was found that the temperature at which the physical and mechanical characteristics are extremal values with sufficient accuracy to meet the maximum temperature ofthe workability of the material. Pyrometric temperature measurement in the cutting zone can dramatically enhance the effectiveness of the treatment, i.e. establish more stringent treatment regimens, while not being afraid of what will happen to overheat the material being processed.

На основі аналізу наявних конструкцій запропоновано принципи попарно-асиметричного розміщення різців у розточувальних інструментах з коригованими кутами у плані. Для двох варіантів їх конструкторського виконання одержано залежності для визначення подач на різець та на оберт, а також значення коригованих головних (для I варіанта) та допоміжних (для II варіанта) кутів у плані залежно від параметра розрахункової висоти мікронерівностей профілю. Надано варіант конструкції інструменту за запропонованими принципами. Проведено випробування інструменту на токарному верстаті зі спеціальним пристосуванням та схемою роботи "на розтяг". Експериментально встановлено оптимальну подачу для конкретних умов оброблення. Показано його переваги у продуктивності у порівнянні з традиційними інструментами.

Удосконалено математичну модель розповсюдження тепла у комбінованому осьовому інструменті, що дозволило визначити закон розповсюдження теплових потоків в залежності від геометрії різального інструменту. Вперше одержано модель теплових деформацій деталі в зоні різання, яка дозволила встановити вплив вторинних теплових потоків на точність геометричних розмірів отворів. Вперше одержано математичну модель відхилення радіального профілю отвору з урахуванням нелінійності теплової деформації інструменту та деталі, яка дозволяє забезпечити надійність перебігу технологічних процесів обробки отворів комбінованим осьовим інструментом. Одержала подальший розвиток методика аналітичного призначення режимів різання під час обробки отворів на основі балансу теплових деформацій оброблюваного й інструментального матеріалів, що дозволило забезпечити показники якості обробки отворів.

Целью работы являлось повышение интенсификации производства за счет разработки нормативного документа назначения режимов сверления по критерию теплового баланса в зоне резания. Анализ механизма отклонения поперечного профиля отверстия показал, что егоустранение неразрывно связано с контролем и регулированием температурных деформаций инструмента и детали в зоне резания, а, следовательно, с контролем температурного состояния в зоне резания. Технические решения проблемы подразумевают разработку прогрессивных конструкций осевого инструмента, обработка которым с использованием традиционных схем и режимов обработки позволит повысить качество поперечного профиля отверстия. Полученные в работе теоретические положения легли в основу разработки стандарта предприятия «Назначение режимов резания при обработке отверстий комбинированным осевым инструментом».

Метою роботи є підвищення інтенсифікації виробництва за рахунок розробки нормативного документа призначення режимів свердління за критерієм теплового балансу в зоні різання. Аналіз механізму відхилення поперечного профілю отвори показав, що його усунення нерозривно пов'язане з контролем і регулюванням температурних деформацій інструменту та деталі в зоні різання, а, отже, з контролем температурного стану в зоні різання. Технічні рішення проблеми мають на увазі розробку прогресивних конструкцій осьового інструменту, обробка яким з використанням традиційних схем і режимів обробки дозволить підвищити якість поперечного профілю отвору. Одержані в роботі теоретичні положення лягли в основу розробки стандарту підприємства «Призначення режимів різання при обробці отворів комбінованим осьовим інструментом».

The aim is to increase the intensification of production through the development of a regulatory document purpose drilling mode by the criterion of the heat balance in the cutting zone. An analysis of the deviation of the transverse profile holes shown that its removal is inextricably linked with the control and regulation of temperature deformations tool and the workpiece in a cutting zone, and hence the control state of the temperature in the cutting zone. Technical solution of the problem involvesthe development of advanced designs of axial tools, the processing of which using conventional circuits and processing modes will improve the quality of the transverse profile of the hole. The results obtained in the theoretical principles formed the basis for the development of the enterprise standard "Appointment of cutting conditions during machining holes combined axial tool.".

Визначено основні напрями досліджень процесу різання за обробки глибоких отворів і визначення основних переваг конструкцій ріжучих інструментів та їх недоліків в процесі обробки, способів обробки, пошук необхідних рішень щодо усунення проблем пов’язаних з поданою обробкою. На основі проведеного аналізу визначено перспективи нових напрямків досліджень. Проведений аналіз літературних джерел з поданої теми показав, що сучасний підхід до визначення різних показників процесу різання за обробки глибоких отворів заснований на визначенні подій макрорівня і зовсім не враховує дію фізико-хімічних явищ на мікро рівні. Це пов’язано з недосконалістю інструментальних методів контролю і суб’єктивністю підходів до розгляду поданої теми. В результаті проведених досліджень і аналізу літературних джерел було встановлено, що нестабільність процесу різання, викликана найрізноманітнішими факторами, в які входять, як об’єктивні, так і суб’єктивні чинники. Виходом із ситуації є створення нової методики досліджень з виходом на новий рівень досліджень з урахуванням дії фізико-хімічних явищ на мікро рівні.

Определены основные направления исследований процесса резания при обработке глубоких отверстий и определение основных достоинств конструкций режущих инструментов и их недостатков в процессе обработки, способов обработки, поиск необходимых решений по устранению проблем связанных с данной обработкой. На основе проведенного анализа определены перспективы новых направлений исследований. Проведенный анализ литературных источников по рассматриваемой теме показал, что современный подход к определению различных показателей процесса резания при обработке глубоких отверстий основан на определении событий макро уровня и совсем не учитывает действие физико-химических явлений на микро уровне. Это связано с несовершенством инструментальных методов контроля и субъективностью подходов к рассмотрению данной темы. В результате проведенных исследований и анализа литературных источников было установлено, что нестабильность процесса резания, вызвана самыми разнообразными факторами, в которые входят, как объективные, так и субъективные факторы. Выходом из создавшейся ситуации является создание новой методики исследований с выходом на новый уровень исследований с учетом действия физико-химических явлений на микро уровне.

The aim of this work was to identify the main lines of research of the cutting process when machining deep holes and identifies the key benefits of the design of cutting tools and their limitations treatment, treatment techniques; identify the appropriate solutions to eliminate the problems associated with this treatment. Based on the conducted analysis to determine the prospects of new areas of research. Analysis of the literature on the topic has shown that the existing approach to the definition of various indicators of the cutting process when machining deep holes on the basis of the definition of events at the macro level and does not take into account the impact of physical and chemical phenomena at the micro level. This is due to the imperfection of the instrumental methods of control and subjective approaches to the study subjects. In the study and analysis of literary sources it was found that the instability of the cutting process, due to various factors, which include both objective and subjective factors. The solution to this situation is the creation of a new method of research with regard to the actions of physico-chemical phenomena at the micro level.

Визначено основні напрями досліджень конструкцій ріжучих інструментів, що застосовуються для обробки глибоких отворів і визначення їх основних переваг і недоліків в процесі експлуатації. Пошук рішень щодо усунення проблем пов’язаних з нестабільністю процесу різання і вдосконалення конструкцій інструменту для їх подолання. Проведений аналіз вітчизняних і зарубіжних літературних джерел з поданої теми показав, що сучасний підхід до визначення впливу конструкцій ріжучих інструментів заснований на визначенні подій макрорівня, зовсім не враховує дію фізико-хімічних явищ на мікро рівні. Це пов’язано з недосконалістю інструментальних методів контролю і суб’єктивністю підходів з одного боку, тоді як з іншого відсутністю напрямків загального підходу до вирішення поданого завдання. В результаті проведених досліджень і аналізу літературних джерел було встановлено, що існуючі методи досліджень в деяких аспектах дублюють один одного. Виходом із ситуації є створення нової методики досліджень з урахуванням дії супутніх явищ на мікро рівні.

Определены основные направления исследований конструкций режущих инструментов применяемых для обработки глубоких отверстий и определение их основных достоинств и недостатков в процессе эксплуатации. Поиск решений по устранению проблем связанных с нестабильностью процесса резания и совершенствование конструкций инструмента для их преодоления. Проведенный анализ отечественных и зарубежных литературных источников по рассматриваемой теме показал, что современный подход к определению влияния конструкций режущих инструментов основан на определении событий макро уровня и совсем не учитывает действие физико-химических явлений на микро уровне. Это связано с несовершенством инструментальных методов контроля и субъективностью подходов с одной стороны, тогда как с другой отсутствием направлений общего подхода к решению данной задачи. В результате проведенных исследований и анализа литературных источников было установлено, что существующие методы исследований в некоторых аспектах дублируют друг друга. Выходом из ситуации является создание новой методики исследований с учетом действия сопутствующих явлений на микро уровне.

The aim of this study was to determine the main directions of research designs for cutting tools used for machining deep holes and determination of their main advantages and disadvantages in operation. The search for solutions to address the problems associated with instability of cutting process and improving the design of an instrument for combating. An analysis of domestic and foreign literature on the subject has shown that the modern approach to determining the effect of designs of cutting toolsbased on the definition of events of the macro level and not takes into account the influence of physico-chemical phenomena on the micro level. This is due to the imperfection of the instrumental methods of control and subjective approaches on the one hand, while on the other the lack of a General approach to solving this problem. As a result of the conducted research and analysis of literary sources it was found that existing methods of research in some aspects overlap. The way out is the creation of anew method of research with regard to actions related phenomena on the micro level.

Високі експлуатаційні характеристики свердла (точність оброблення, стійкість, надійність відведення стружки) забезпечуються точним розрахунком інструменту другого порядку. Тому розробка ефективних методик та алгоритмів профілювання є актуальною та становить практичну цінність. Розвиток методів профілювання, які повинні забезпечувати вирішення завдань профілювання на сучасному науково-технічному рівні, у найкоротші терміни при економії ресурсів. Розглянуто останні публікації у відкритому доступі, зокрема й методи геометричного твердотільного моделювання процесу формоутворення гвинтових поверхонь. Підвищення точності графічних методів профілювання, за рахунок використання сучасного інструментального середовища універсальних CAD-систем. Вдосконалення методики профілювання дискових інструментів, розробка алгоритму комп'ютерного моделювання процесу формоутворення стружкової канавки свердла. Пряма та зворотна задачі профілювання дискового інструменту вирішені за допомогою типових операцій поверхневого та твердотільного моделювання універсальної CAD-системи. Розроблено алгоритми та параметричну 3D модель процесу формоутворення гвинтової стружкової канавки спіральних свердел дисковими інструментами, які дозволяють вирішувати пряму та зворотну задачі профілювання, визначати можливі вихідні інструментальні поверхні при варіюванні параметрів встановлення, прогнозувати похибки профілювання.

Розроблено науково-практичні основи проектування технологічних процесів виготовлення деталей плунжерних пар з урахуванням показників якості вихідної заготовки з метою спрямованого формування експлуатаційних характеристик робочих поверхонь спряжених деталей для підвищення їх зносостійкості.

Високі експлуатаційні характеристики свердла (точність оброблення, стійкість, надійність відведення стружки) забезпечуються точним розрахунком інструменту другого порядку. Тому розробка ефективних методик та алгоритмів профілювання є актуальною та становить практичну цінність. Розвиток методів профілювання, які повинні забезпечувати вирішення завдань профілювання на сучасному науково-технічному рівні, у найкоротші терміни при економії ресурсів. Розглянуто останні публікації у відкритому доступі, зокрема й методи геометричного твердотільного моделювання процесу формоутворення гвинтових поверхонь. Підвищення точності графічних методів профілювання, за рахунок використання сучасного інструментального середовища універсальних CAD-систем. Вдосконалення методики профілювання дискових інструментів, розробка алгоритму комп'ютерного моделювання процесу формоутворення стружкової канавки свердла. Пряма та зворотна задачі профілювання дискового інструменту вирішені за допомогою типових операцій поверхневого та твердотільного моделювання універсальної CAD-системи. Розроблено алгоритми та параметричну 3D модель процесу формоутворення гвинтової стружкової канавки спіральних свердел дисковими інструментами, які дозволяють вирішувати пряму та зворотну задачі профілювання, визначати можливі вихідні інструментальні поверхні при варіюванні параметрів встановлення, прогнозувати похибки профілювання.

Присвячено вирішенню важливої науково-технічної проблеми підвищення ефективності оброблення складнопрофільних деталей на верстатах свердлильно-фрезерно-розточувальної групи шляхом розроблення та впровадження науково-прикладних основ проектування гнучких верстаних пристроїв. Уперше теоретично обґрунтовано та запропоновано підхід багатокоординатного оброблення складнопрофільних деталей на основі концепції інтенсифікації процесів механічного оброблення деталей машин. Це дозволяє забезпечувати задану точність оброблювальних поверхонь та підвищувати ефективність оброблення складнопрофільних деталей на багатоцільових верстатах за рахунок зменшення непродуктивних витрат часу.