Формообразование со снятием стружки. Строгание, фрезерование

Рассматривается моделирование теплопередачи в системах со сложными граничными условиями. Приведены примеры моделей, разработанные авторами, со статическими и динамическими граничными условиями, выполненные с помощью современных средств моделирования, а также их влияние на прочностные параметры изделий.

Методические указания предназначены для бакалавров и магистров направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».

Высокая эффективность обработки конструктивно сложных деталей достигается разработкой и внедрением специальных технологий, основанных на применении современного инструментального обеспечения и прогрессивной технологической оснастки В статье показана актуальность применения композиционных материалов в современном машиностроении, а также проблемы, связанные со сверлением отверстий в таких материалах. Предложены пути повышения производительности обработки и обеспечения качества полученной поверхности с помощью современных инструментальных материалов и специальных приспособлений. Приведено описание способа вибрационного сверления отверстий в труднообрабатываемых материалах с применением специального приспособления и сверл, оснащенных режущими элементами из модификаций кубического нитрида бора. Показаны преимущества способа обработки и режущего инструмента с пластинами из композита 10 по сравнению с традиционными, применяемыми на производстве.

Рассмотрено решение проблемы экспресс-оценки производительности ультраструйного суспензирования с помощью метода акустической эмиссии. Разработано информационно-методическое обеспечение технологического процесса суспензирования, которое позволяет оперативно, в режиме реального времени, оценить насыщенность жидкости элементами материала мишени при воздействии на нее ультраструей воды. Предложенные подходы могут быть эффективно использованы для решения аналогичных задач при гидроэрозии материалов и изделий.

Приведены общие сведения, содержание и порядок выполнения курсового проекта. Описаны методики расчета режимов механической обработки и различных методов наращивания поверхностей изношенных деталей. В приложении приводятся образцы технологической документации на восстановление деталей.

Приводится сравнительный анализ режимов электроэрозионной обработки отверстий малых диаметров с использованием трубчатого вращающегося электрод-инструмента и традиционной схемы с использованием стержневого сплошного электродинструмента. Рассматриваются параметры выбора оптимальных режимов, условия практического применения и подтверждение эффективности обработки отверстий малых диаметров в жаропрочных сплавах с применением прогрессивной схемы электроэрозионного сверления

В процессе механической обработки деталей энергетических устройств было установлено, что минералокерамический режущий инструмент, изготовленный из ВОК 71, разрушался внезапно хрупким сколом. Широкому применению этого инструмента мешает невысокая стойкость и вследствие этого низкая надежность.

Приведены основные уравнения и соотношения для анализа напряженного и деформированного состояния заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения операции раздачи анизотропной трубной заготовки коническим пуансоном. Установлено влияние геометрии рабочего инструмента, условий трения на контактной поверхности, нормальной анизотропии механических свойств на исследуемые параметры процесса.

В современном производстве актуальна задача повышения производительности обработки и качества изделий из труднообрабатываемых материалов. Одним из определяющих параметров качества и производительности является состояние режущего инструмента в процессе обработки, в том числе и собственно конструкция инструмента Предложена конструкция сверла, позволяющая повысить эффективность обработки труднообрабатываемых материалов.

Температура в зоне резания при механической обработке является фактором, влияющим на качество и точность изделий. В связи с этим возникает необходимость управления тепловыми явлениями при механической обработке материалов. Существует необходимость в диагностике температуры в зоне резания.

В статье рассматривается методика расчета оптимальных режимов обработки рабочих поверхностей деталей станочных приспособлений. Представлен экспертный параметр качества, который позволяет рассчитать дискретные значения параметров качества поверхностей деталей станочных приспособлений. Показана математическая формализация по нахождению минимальной жесткости станочного приспособления по заданным высотным параметрам шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки. Указанные в статье методики позволяют проектировать станочные приспособления и другие изделия технологической оснастки с минимальными затратами на их изготовление.

Выход из строя пил из-за усталостных явлений – наиболее частая причина простоев ленточнопильных станков. Образование трещин в межзубовых впадинах пил при работе не только снижает производительность ленточнопильных станков, но и увеличивает затраты на приобретение и подготовку пил, создает опасность для обслуживающих станок работников. Большое влияние на усталостную прочность ленточных пил оказывают параметры межзубовых впадин, которые являются концентраторами напряжений. Для оценки прочности ленточных пил необходимо знать коэффициены концентрации напряжений в межзубовых впадинах ленточных пил от их изгиба на шкивах и натяжения. Знание этих коэффициентов позволяет определить эквивалентный коэффициент концентрации напряжений и рассчитать коэффициент запаса прочности пил. Ранее авторами были определены теоретический и действительный коэффициенты концентрации напряжений в межзубовых впадинах при изгибе ленточной пилы и коэффициент чувствительности материала пилы. В данной работе дано описание опытов по определению теоретического коэффициента концентрации напряжений при натяжении пилы. Образец ленточной пилы закрепляли в захватах универсальной испытательной машины TIME WDW 200E. Путем вертикального перемещения верхнего захвата производили натяжение образца пилы. На середине свободной длины образца были зафиксированы 5 тензорезисторов: один в непосредственной близости от межзубовой впадины, остальные на равных расстояниях по ширине образца пилы. Напряжения характеризовались величиной электрического напряжения в милливольтах, определяемого по вольтметру. Получен теоретический коэффициент концентрации напряжений при натяжении пилы, равный 1,62. При коэффициенте чувствительности материала (сталь 9ХФ) пилы, равном 0,85, определенного авторами ранее, действительный коэффициент концентрации напряжений в межзубовых впадинах при натяжении пилы составил 1,53

В статье рассмотрены существующие методы обработки сотовых венцов уплотняющих узлов современных газотурбинных двигателей (ГТД)

Ленточнопильные станки, получившие широкое применение в лесопилении благодаря малой ширине пропила, низкой шероховатости поверхности пиломатериалов, возможности распиловки бревен больших диаметров, имеют ряд недостатков: невысокая точность пиления на высоких скоростях подачи распиливаемого материала, малая долговечность пил, большие габаритные размеры и металлоемкость. На основании разработок и технических решений нами создан экспериментальный ленточнопильный станок с пилой, движущейся по криволинейным направляющим, рабочая поверхность которых выполнена в виде аэростатических опор. Исследования показали его неоспоримые преимущества по сравнению со станками традиционной конструкции, имеющими пильные шкивы: значительно повышается точность пиления за счет уменьшения свободной длины пилы в 5–6 раз и отсутствия биения и инерционности шкивов; возрастает в 20 раз и более долговечность пилы; снижаются габаритные размеры и металлоемкость. Созданный образец ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими, хотя и имеет перечисленные выше достоинства, но работы по дальнейшему совершенствованию его конструкции целесообразно продолжить по двум направлениям: совершенствование узла резания для повышения жесткости и устойчивости пилы, а следовательно, и точности пиления; модернизация механизма привода пилы для увеличения надежности его работы. Рассмотрены некоторые технические решения по улучшению конструкции ленточно-пильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими.

Показано, что метод измерения траекторий формообразования может использоваться во многих областях станкостроения: при проведении испытаний, прогнозировании показателей точности, определении силы резания, диагностировании и др. Предлагается новое программное обеспечение по расчету и построению геометрического образа в поперечном и продольном сечениях обрабатываемой поверхности

Методические указания предназначены для студентов специальности «Технология машиностроения» и бакалавров по направлению «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».

Рассмотрен способ повышения термодинамической эффективности высокотемпературных топливоиспользующих установок при помощи термохимической регенерации органического топлива. Разработана математическая модель процесса. На основе численного эксперимента проведена оценка влияния неравновесного характера протекания термохимической реакции на степень завершенности процесса и установлен коэффициент эффективности процесса.

Методом конечных объемов c помощью алгоритма SIMPLE со встроенным магнитогидродинамическим кодом численно моделируются параметры двухфазной магнитореологической жидкости при различных условиях.

Получены новые методы расчета вероятностных характеристик работы систем очистки СОЖ от механических примесей на основе разработанного авторами детерминированно-вероятностного подхода и развития метода моментов. На основе развития методов Фурье и Лапласа введено новое понятие «дисперсиона» для распределения вероятностей, которое является одной из удобных форм закона распределения, и разработан соответствующий математический аппарат волновой аппроксимации законов распределения, используемых в математических моделях промышленных систем очистки

Исследуется процесс упрочнения дереворежущих инструментов с формированием на их рабочих поверхностях функциональных покрытий методом электроискровой обработки (ЭИО). Оценивается качество поверхностного слоя (микротвердость) на кромке лезвий ленточных пил с применением метода определения динамической микротвердости

Проводится параллель между формированием трещин при разрушении материалов и трещинами при отделении стружки. Показано, что износ режущего инструмента меняет напряженное состояние среды в окрестности режущей кромки и коэффициенты концентрации напряжений. Это определяет доли вязкого и хрупкого разрушений и, соответственно, скорость распространения трещин, что и формирует спектральный состав виброакустического сигнала, сопровождающего процесс разрушения.

Предложен метод расчета сил резания при обработке инструментом со скругленной режущей кромкой. Получены расчетные зависимости для определения проекций результирующей силы резания. Определено влияние радиуса закругления режущей кромки на численные значения составляющих силы резания и характер их изменения.

Испытание пластинчато-ребристых поверхностей с прямоугольными рассеченными каналами позволило установить диапазоны изменения величин текущих оценок рациональной интенсификации конвективного теплообмена (РИКТ) Θ′ = 2,11…2,15...2,78 в области значений критерия Re′ = 600…1000...4400 и относи- тельной толщины ребра (δ/d)′ = 0,071…0,083...0,061. Эксперимент доказательно определил целесообразность энергосберегающей организации работы каналов в режиме начального участка гидродинамической и тепловой стабилизации потока наряду с управлением масштабом (δ/d – variable) генерируемых вихрей в тонком пристеночном слое со слабой диффузией в ядро потока, что обеспечивает высокую результативность роста коэффициента теплоотдачи при умеренном увеличении аэродинамического сопротивления. Установлено максимальное значение оценки РИКТ 2,78 при Re′ = 4400 и (δ/d)′ = 0,061. Результаты исследования проанализированы с позиций физических механизмов реализации процесса РИКТ.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований силовых режимов ротационной вытяжки с утонением стенки коническими роликами трубных заготовок из анизотропного материала с учетом локального очага деформации и объемного характера напряженного и деформированного состояний материала в пластической области.

Дано определение упрочнения металла в обработке металлов давлением и рассмотрены кривые упрочнения и их свойства.

Показана возможность использования закономерностей технологического наследования для совершенствования методологии технической подготовки производства деталей машин. Обеспечение эксплуатационных свойств последних требует в перспективе учета закономерностей технологическо-эксплуатационного наследования, что приведет к изменению традиционной методологии конструкторско-технологического проектирования

Представлены результаты математического моделирования объемного напряженного и деформированного состояния заготовки в очаге пластической деформации с учетом анизотропных свойств материала при ротационной вытяжке.

О возможностях расчета параметров гидравлического вырубного пресса с рычажным механизмом синхронизации

На основе экспериментальных исследований приводится анализ существующей технологии производства шлифовальных и полировальных абразивных кругов на вулканитовой связке. Рассмотрены новые способы прессования заготовок абразивных кругов, имеющие промышленное освоение, позволяющие исключить такие виды брака, как расслоение, разноплотность, разнопрочность, неоднородность структуры, и повысить эффективность производства

В методических указаниях приведены факторы, влияющие на макрогеометрию (форму) поверхности детали при обработке на токарном станке, порядок выполнения и оформления лабораторной работы.

Наибольшего экономического и социального эффекта в лесопилении можно достигнуть при глубокой переработке сырья, используя интенсивный путь развития производства, при котором максимальный выпуск продукции высокого потребительского качества получается при минимальном расходе сырья, энергии, материалов и человеческих ресурсов. В гибких автоматизированных лесопильных линиях, соответствующих третьему уровню интенсификации лесопильного производства (применение высоких технологий), в качестве лесопильного оборудования могут быть использованы лесопильные, ленточнопильные и круглопильные станки, включающие пильные модули с возможностью их позиционирования на некотором расстоянии друг от друга в зависимости от плана раскроя сырья. Для обеспечения высокой эффективности ра-боты линий пильные модули должны обладать высокой надежностью, обеспечивать требуемую точность пиления и малый расход древесины в опилки, иметь малые габариты и металлоемкость. Это может быть достигнуто при создании лесопильных модулей с аэростатическими направляющими для пил. На кафедре технического инжиниринга института энергетики и транспорта Северного (Арктического) федерального университета под руководством проф. Г.Ф. Прокофьева инициативно ведутся работы по созданию новых лесопильных модулей, предложена, научно обоснована и технически проработана конструкция лесопильного станка с пилой, движущейся по криво-линейным аэростатическим направляющим. Станок относится к ресурсосберегающему лесопильному оборудованию. Оригинальность технических решений подтверждается авторскими свидетельствами. Создан не имеющий зарубежных аналогов экспериментальный лесопильный станок с полосовыми нерастянутыми пилами, совершающими возвратно-поступательное движение в аэростатических направляющих. Станок, в отличие от лесопильной рамы, не имеет пильной рамки, захватов для натяжения пил и межпильных прокладок. Испытание станка в условиях, близких к производственным, дало положительные результаты. Ведутся работы по созданию кругло-пильного станка с кольцевой пилой. Описание одного из вариантов такого станка также рассмотрено в работе. Распиливаемый материал проходит через центральную часть пилы, поэтому ее диаметр меньше, чем у станков традиционной конструкции с пильным валом. Уменьшается температурный перепад по радиусу диска пилы, что приводит к повышению устойчивости пилы и точности пиления. Опорный диск, на который насажена кольцевая пила, выполняет функцию направляющего ножа.

В статье рассматриваются основные аспекты создания высокопроизводительного режущего инструмента из минералокерамики. Даются рекомендации по оптимальному химическому составу и структурному составу порошков для изготовления минералокерамики в области инструментального производства. Тезисно представлен усовершенствованный технологический процесс изготовления минералокерамических пластин на основе оксида алюминия. Показано влияние легирующих элементов на физико-механические свойства режущих пластин из минералокерамики. Представлены данные по испытаниям режущих пластин из минералокерамики марок ВОК60, ВОК71, ЦМ332, изготовленных с применением инновационной технологии их изготовления.

Приведены математические модели процессов обжима и раздачи трубных заготовок, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств.

Предложена методика определения режимов глубинного алмазного шлифования труднообрабатываемых материалов, обеспечивающая максимальную производительность процесса. При этом научнообоснованно определяется предельная скорость перемещения детали и прогнозируется возможность засаливания круга для глубинного алмазного шлифования при выбранных режимах.

Методические указания предназначены для бакалавров и магистров направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств».

Рассматривается стойкость режущего инструмента, качество обработанной поверхности и температура в зоне резания при точении хромистой стали с применением охлаждения вихревым ионизатором.

Методические указания предназначены для бакалавров и магистров направления «Конструкторско-технологическое обеспечение машино строительных производств».

Изложены последовательность и методика выполнения лабораторных работ по курсу «Технология машиностроения». Проводимые исследования основных погрешностей, возникающих при механической обработке заготовок в результате действия ряда технологических факторов, помогают студентам понять сущность физических процессов и усвоить показатели, определяющие качество изделий. Объем каждой работы рассчитан на четыре часа самостоятельных занятий студента.

Излагаются основные аспекты по определению влияния процесса релаксации напряжений материала на динамические параметры технологической оснастки. Приводятся зависимости по нахождению частотных и физикомеханических параметров технологической системы, влияющих на скорость релаксации и тем самым на внутреннее трение материала.

Приведены результаты теоретических исследований напряженного и деформированного состояний заготовки, силовых режимов и предельных возможностей формоизменения операции раздачи трубной заготовки, обладающей цилиндрической анизотропией механических свойств, коническим пуансоном.

Рассмотрены вопросы стружкодробления при обработке токарными тангенциальными режущими пластинами бывших в эксплуатации колёс грузовых железнодорожных вагонов. Оценена эффективность стружкодробления при использовании режущих пластин разных производителей. Предложена конструкция пластин.

Выявление закономерности формирования напряженного состояния поверхностного слоя позволит разработать методику расчета остаточных напряжений I рода с учетом сил резания, температуры поверхностного слоя, структурных превращений, действия смазочно-охлаждающих жидкостей, скорости охлаждения и управлять распределением остаточных напряжений в плоских деталях из труднообрабатываемых материалов. Для этого в работе была поставлена задача: исследовать закономерности формирования напряженного состояния поверхностного слоя при торцовом шлифовании плоских круглых деталей из труднообрабатываемых материалов. Исследования остаточных напряжения и деформации в тонких плоских деталях круглой формы позволили разработать методику расчета остаточных напряжений, управлять их распределением и дать рекомендации при шлифовании труднообрабатываемых легированных конструкционных сталей с учетом условий шлифования и режимов резания.

Повышение эффективности и производительности исследований, получение высокоточных результатов экспериментов требует планирования и стандартизации этапов разработки схемы автоматизации производства. В этой связи в статье рассматривается вопрос разработки алгоритма планирования функций системы управления, ее экспериментального исследования на примере производства распылительной сушки. Предлагается архитектура автоматизированных процедур функционирования системы управления исследуемого производства При решении задачи по систематизации этапов планирования работы системы управления была предложена блок-схема интеллектуального моделирования c элементами информационного запроса, поиска, выбора, контроля и управления данными.

Обосновывается актуальность разработки новой технологии получения абразивного инструмента (АИ), в том числе высокопористого. Дана ее краткая характеристика. Приведены результаты сравнительных испытаний с зарубежными аналогами работоспособности АИ, изготовленного по новой технологии, отличающейся высокой надежностью, экологической чистотой и экономичностью

В статье выполнены исследования кинетики изнашивания режущих лезвий инструмента и произведено сопоставление полученных результатов с характером изменения деформационных характеристик стружкообразования. Результаты изучения изнашивания режущих лезвий и стружкообразования указали на существование определенной связи между этими процессами.

Приведены результаты теоретических исследований предельных возможностей формоизменения при изотермической вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей, обладающих цилиндрической анизотропией механических свойств, в условиях ползуче-пластического течения.

Статья посвящена актуальным проблемам моделирования тепло- и массообменных процессов в условиях охлаждения лезвийного инструмента распыленными смазочно-охлаждающими технологическими средствами. Разработана объектно-ориентированная модель, позволяющая рассчитывать процесс охлаждения режущего инструмента без использования сложных систем дифференциальных уравнений, обосновывается корректность предложенных моделей по результатам соответствующего экспериментального исследования. Предложено программное средство, обеспечивающее программную реализацию объектно-ориентированной модели процесса охлаждения режущего инструмента распыленными технологическими средствами.

Представлены результаты исследования характеристик режущего инструмента, модифицированного воздействием низкотемпературной плазмы, позволившие определить условия для его наиболее эффективного практического использования.

Приведены результаты теоретических исследований предельных возможностей формоизменения на первой операции изотермической комбинированной вытяжки цилиндрических деталей из анизотропных высокопрочных материалов на радиальной матрице в режиме ползучести

Проведены иследования напряженно-деформированного состояния, силовых режимов и предельных возможностей формообразования при вытяжке с утонением стенки цилиндрических деталей из двухслойных анизотропных заготовок в конических матрицах. На основе результатов исследований разработан новый технологический процесс изготовления баллонов высокого давления