Формообразование со снятием стружки. Строгание, фрезерование

Приведена методика синтеза и анализа возможных компоновок металлорежущих станков с учётом их основного назначения – выполнения требуемого процесса формообразования. Методические указания предназначены для студентов специальности 151001.65 «Технология машиностроения», а также обучающихся по направлению 151900 – конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств, при изучении дисциплины «Проектирование станочного оборудования».

Представлено исследование температуры поверхности заготовки при шлифовании. Методические указания рекомендованы студентам-бакалаврам, обучающимся по направлению 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» для выполнения лабораторной работы по учебной дисциплине «Тепловые процессы в технологических системах».

В статье рассматривается влияние решения геометрической задачи ЧПУ на точность обработки заготовки посредством реализации определенного алгоритма интерполяции и значений дискретности перемещений рабочих органов станка с ЧПУ. Приводятся основные аспекты изучения влияния скорости подачи, закона управления и быстродействия привода на нестабильность контурной скорости обработки, а значит и на качество обрабатываемой поверхности детали. Рассматриваются основные методы управления контурной скоростью режущего инструмента с использованием различных видов интерполяций. Представлены рекомендации по использованию различных видов интерполяторов для обеспечения стабильности контурной скорости режущего инструмента или руки манипулятора (промышленного робота).

Современное машиностроение характеризуется интенсификацией внедрения новых технических решений, освоением наукоемких технологий, сокращением сроков морального устаревания новой продукции, постоянно меняющейся конъюнктурой рынка. В этих условиях ключевым требованием к производству становится гибкость, мобильность, универсальность.

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.

Рассмотрены вопросы энергетической и экономической эффективности перехода на автономное теплоснабжение от воздушных тепловых насосов в климатических условиях России Проанализированы причины, по которым воздушные тепловые насосы не нашли в России широкого применения: ограничение эффективной работы тепловых насосов по температуре наружного воздуха, существенная зависимость коэффициента трансформации теплоты от климатических условий и значительное различие в тарифах на электрическую и тепловую энергии. Исследована автономная последовательная схема теплоснабжения от теплового насоса и электрического котла. Предложена расчетная модель, учитывающая фактические климатические условия регионов страны и фактические тарифы на электрическую и тепловую энергии. Показано, что создание запаса по номинальной теплопроизводительности теплового насоса позволяет экономить потребление электрической энергии. Снижение энергопотребления достигается за счет большей части отопительной нагрузки, восполняемой тепловым насосом, и снижения потребления энергии электрическим котлом. Результаты модельных расчетов показали, что для регионов, расчетная температура наружного воздуха в которых близка к температуре точки бивалентности, применение воздушных тепловых насосов энергетически эффективно по критерию минимума затрат условного топлива на производство потребляемой электрической энергии. При этом финансовая целесообразность применения тепловых насосов определяется соотношением тарифов на тепловую и электрическую энергии. Выделена группа потребителей теплоты, расположенных в регионах с расчетной температурой наружного воздуха от –22 до –33 °С, которая существенно ниже температуры в точке бивалентности. Потребление условного топлива, сопоставимое с потреблением условного топлива при централизованном теплоснабжении, достигается при номинальной тепловой мощности теплового насоса, превышающей расчетную отопительную нагрузку примерно на 20%. При этом финансовые затраты по оплате потребляемой электрической энергии превышают затраты по оплате тепловой энергии на 10 — 40% в зависимости от соотношения тарифов на энергоносители.

В данной статье изучены технологические преимущества инструментального материала композит при обработке конструктивно сложных поверхностей деталей. Изучена зависимость стойкости инструмента от расчетной точки его встречи с поверхностью заготовки и найдены оптимальные значения геометрии

Авторами статьи получены экспериментальные зависимости расслоения стеклопластика, используемого для изготовления элементов кузова автомобилей при резании гидроабразивной струей наномодифицированным абразивом, что позволило улучшить качество обработанных поверхностей

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.

Предлагается новый виброакустический метод измерения износа режущего инструмента с использованием трехтактного интегрирования для станков с числовым программным управлением. Виброакустическое устройство, основанное на этом методе, позволяет повысить точность измерения состояния режущей кромки инструмента за счет подавления помех двух некоррелированных между собой частот. Интегрирование производится за два равных первых такта, длительность которых кратна периоду первой сетевой помехи.

Рассматриваются особенности построения математических моделей теплообменников в условиях высокотемпературного теплообмена. Указывается на необходимость учитывать распределение значений коэффициента теплопередачи вдоль поверхности теплообмена во избежание искажения температурных профилей, приводящего к ошибкам математического моделирования теплообменной аппаратуры, выполняемого в целях оптимизации технологических режимов ее эксплуатации и технического диагностирования.

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.

Режущий инструмент является одним из наиболее важных элементов технологической системы, расширение его технологических возможностей влияет на производительность и экономическую эффективность производства

Экономическая эффективность является одним из основных критериев при проектировании производственного процесса. Этот критерий определятся затратами производства, включающими стоимость режущего инструмента и его подготовку к работе, затраты на заработную плату, энергию, материалы и т.п. Для различных параметров технологического процесса определяются приведенные затраты. Параметрами технологического процесса являются режимы резания, конструктивные и технологические характеристики режущего инструмента, а также свойства обрабатываемого материала. На основе расчетных данных и результатов экспериментальных исследований проведена рационализация технологических параметров с целью повышения экономической эффективности механической обработки полимерных композиционных материалов на примере фрезерования стеклотекстолита. Исследования показывают, что зависимость приведенных затрат от режимов резания имеет экстремальный характер, а положение точки минимума зависит от серийности производства. По результатам исследований разработаны рекомендации по назначению характеристик, обеспечивающих минимальные затраты производства

Проведен анализ величины отклонения от прямолинейности, возникающего на передней поверхности зуба многозубого режущего инструмента с винтовыми канавками при его заточке конической стороной тарельчатого шлифовального круга. Приводятся формулы для расчета отклонения от прямолинейности. Указаны пути уменьшения возникающей погрешности

В статье излагается основные методика проектирования станочного приспособления с заданными параметрами качества и надежностью. Методика проектирования станочных приспособлений основывается на обеспечении таких эксплуатационных свойств приспособления как прочность, контактная прочность, усталостная прочность, жесткость, контактная жесткость, износостойкость, трение, виброустойчивость, зажимная способность, постоянство размеров. Основным критерием рационального проектирования приспособления является обеспечение заданной точности формообразования заготовки и минимальной погрешности установки заготовки в приспособлении. Решение задачи оптимизации параметров качества станочного приспособления проводится относительно критериев минимальности времени и себестоимости обеспечения проектных параметров станочного приспособления при его изготовлении.

Разработана математическая модель процесса паровой конверсии метана в микроканальном термохимическом реакторе, описывающая прямоточный реактор с микроканальными реакционными элементами. Реакционные элементы представляют собой трубы с цилиндрической катализаторной вставкой. Зазор кольцевого канала — 600 мкм. Основу модели составляют дифференциальные уравнения первого порядка для описания движения парогазовой смеси и дымовых газов и балансовые уравнения для описания условий теплообмена на стенках реакционного элемента. Учтены неравновесный характер протекания химических реакций, а также изменение теплофизических свойств движущихся сред по длине канала. Контроль потоков излучения проводился при помощи электротепловой аналогии. Определение парциальных давлений компонентов по длине реакционного элемента осуществлялось при помощи гидравлического расчета. Математическая модель проверена путем сопоставления с экспериментальными данными, полученными на аналогичной установке. Установлена высокая сходимость с результатами экспериментов. На основе численного эксперимента выведена зависимость процента конверсии природного газа от длины реакционного элемента и размера кольцевого зазора канала. Получены профили скоростей и коэффициента теплоотдачи в реакционном канале, подтверждающие ламинарный режим теплообмена. Отличия в результатах для микроканального и обычного реакторов обусловлены существенным уменьшением диаметра канала, которое приводит к увеличению отношения площади поверхности теплообмена к объему прокачиваемой жидкости, что в свою очередь должно приводить к быстрому нарастанию температуры потока и, следовательно, росту скорости физико-химических превращений по длине РЭ. Другим обстоятельством является увеличение перепада давления по длине каналов, что меняет давление смеси и парциальные давления ее компонентов. По результатам проведенного моделирования видно, что модель, построенная на трехстадийной реакции паровой конверсии метана и одномерной задаче теплообмена, показывает хорошее совпадение с экспериментальными данными. Подтверждено, что применение микроканального термохимического реактора позволяет уменьшить массогабаритные характеристики установки по сравнению с традиционными химическими реакторами

В методических указаниях приведены классификаторы кодирования инструментов и операций механической обработки, используемых при оформлении технологической документации.

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

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.

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

Приведено описание методики ускоренного определения стойкостных зависимостей при точении. Методические указания рекомендованы студентам-бакалаврам, обучающимся по направлению 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» для выполнения лабораторной работе по учебной дисциплине «Тепловые процессы в технологических системах».

Показаны элементы технологического перехода по изготовлению поверхности детали; раскрыты схема поиска совокупности элементов технологического перехода и выбор лучшего варианта

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.

Винтовые поверхности с переменным прогрессирующим углом подъема спирали широко применяются в экструдерах производства кабелей, полимерных труб и т.п. В настоящее время появляется интерес применения винтовых поверхностей и при производстве инструмента. Так, например, при использовании осевого инструмента (конических разверток) с переменным шагом винтовых канавок повышаются качество обрабатываемой поверхности и устойчивость 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.

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.

Внешние воздействия обеспечивают условия эффективной приработки в том случае, если работа трибосопряжения проходит в режиме устойчивого смешанного трения. Область эффективной приработки находится в окрестностях критических значений параметра Зоммерфельда, ограничена с одной стороны прямой, характеризующей достижение в начале каждой ступени режима смешанной смазки без перехода к граничному трению, с другой – прямой, ограничивающей область жидкостной смазки с полным разделением поверхностей гидродинамическими силами.

Представлены результаты исследования влияния вибраций под произвольным углом к направлению резания. При анализе трения между стружкой и передней поверхностью резца использовалась модель изменения силы резания при наличии механической вибрации под некоторыми углами к направлению движения. Показано, что при умеренно высоких частотах вибрации возможно значительное сокращение силы резания.

Шпиндельный узел современного станка является наиболее ответственной подсистемой в системе обеспечения качества обрабатываемых поверхностей. Процессы возникновения дефектов в опорах шпинделя существенно опережают начало изменения точностных характеристик оборудования, оказывающих большое влияние на качество деталей.