Описан метод поверхностного моделирования дисковых фрез для изготовления винтовых поверхностей рабочих роторов винтовых компрессоров и насосов. Постановка задачи состоит в том, чтобы по известной геометрии винта, представленной в виде трехмерной геометрической модели, получить профиль производящей поверхности дисковой фрезы для обеспечения изготовления винта. Основным отличием данной методики от существующих методик является тот факт, что для получения профиля фрезы не нужно знать точное аналитическое описание винтовой поверхности, а достаточно ее геометрических построений в среде любой из систем САПР. Построение методики профилирования дисковых фрез было осуществлено при изготовлении насоса 2ВВ500/30, спроектированного в ОАО "СМНПО им. М. В. Фрунзе". Полученные фрезы позволяют нарезать требуемые винтовые поверхности в точном соответствии с их геометрической моделью.

Дисертацію присвячено питанням проектування вихрових головок, які призначаються для високошвидкісного фрезерування гвинтових поверхонь. Розроблено структурно-схемний синтез вихрових головок, які оснащені пружно-демпфуючими елементами (ПДЕ). Він грунтується на розгляді вихрової головки як системи, яка складається з окремих елементів, кожний з яких може мати різні варіанти виконання. Запропоновано і досліджено на ЕОМ методи аналізу і розрахунку вихрових головок. Отримано ряд схем головок, за однією з яких виготовлено натурний взірець. Експериментальні дослідження в реальних експлуатаційних умовах показали, що передавання основної потужності на різець через ПДЕ дозволяє підвищити стійкість різального інструменту в 1,5 - 2,7 рази.

Розроблено технічні рішення для системи видалення стружки та системне представлення процесу примусового видалення стружки за фрезерування профільних пазів. Здійснено моделювання процесу примусового видалення стружки. Створено методику визначення раціональних параметрів системи примусового видалення стружки за фрезерування профільних пазів. Виконано експериментальні дослідження, спрямовані на визначення ефективності даних технічних рішень та підтвердження адекватності розроблених математичних моделей. Розроблено систему видалення стружки, яка забезпечує підвищення продуктивності фрезерування профільних пазів приблизно в два рази за збереження якості поверхонь та підвищення стійкості різального інструменту на величину не менш ніж у три рази за рахунок застосування системи примусового видалення стружки з раціональними параметрами.

Індекс рубрикатора НБУВ: К634.001.3-1

Рубрики:

Фрезерування виробів різної конфігурації

Шифр НБУВ: Ж101239 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К634.001.3

Рубрики:

Фрезерування виробів різної конфігурації

Шифр НБУВ: Ж16166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Цель работы - описание методики автоматизированного расчета и выбора оптимальных режимов фрезерования тонкостенных элементов деталей. Для проведения исследований использовали авторский метод расчета оптимальных условий фрезерования тонкостенных деталей, который лег в основу разработанного программного обеспечения для оптимизации процесса выбора режимов резания. Для определения характеристик детали применяли методом ударного возбуждения детали с помощью молотка с акселерометром. Апробация разработанного программного обеспечения проводилась на экспериментальном стенде для исследования процессов концевого фрезерования, позволяющем записывать колебания в процессе фрезерования и изучать влияние режимов резания на условия возникновения и поддержания колебательных процессов при фрезеровании тонкостенных элементов деталей. Полученные результаты. Предложен аналитический расчет оптимальных условий фрезерования тонкостенных элементов деталей. В основу методики положен расчет амплитуды колебаний детали при вынужденных колебаниях, так как состояние процесса обработки и качество обработанной поверхности зависят именно от вынужденных колебаний. Расчет оптимальных режимов фрезерования тонкостенного элемента детали выполняли в три этапа: выбор метода обработки, ввод геометрических параметров и материала инструмента, режимов резания и задание характеристик тонкостенной детали и параметров станка. После выполнения вышеуказанных этапов программа осуществляет расчет графика максимальной амплитуды колебаний детали в зависимости от частоты вращения шпинделя. Скоростные диапазоны с минимальной и максимальной амплитудой колебаний детали определяют наилучш ие и наихудшие условия обработки тонкостенного элемента детали. Экспериментальные исследования проводили при наибольших и наименьших расчетных значениях амплитуды колебания детали. При частотах вращения шпинделя, спрогнозированных как виброустойчивые, получен низкий уровень колебания детали. Полученные параметры профилей обработанных поверхностей образцов при режимах фрезерования, где наблюдали наибольший и наименьший уровень колебания детали, показали значительную разницу в качестве обработанной поверхности в зависимости от условий фрезерования тонкостенного элемента детали. Как расчетные, так и экспериментальные данные показали возможность снижения уровня вибраций до 4 раз и улучшение шероховатости обработанной поверхности до 30 раз. Разработана методика автоматизированного выбора режимов фрезерования тонкостенных элементов деталей, позволяющая прогнозировать вибрационные условия и, соответствующее им качество обработанной поверхности. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования точности и качества обработки поверхности при высокоскоростном фрезеровании в условиях возникновения вибраций.

Показан механизм формирования профиля поверхности детали при концевом цилиндрическом фрезеровании в условиях автоколебаний. Для проведения исследований использовали экспериментальный метод с применением стенда, конструкция которого позволяет создавать различные условия обработки тонкостенных элементов деталей, записывать колебания в процессе резания, раздельно изучать влияние на их возбуждение и поддержание упругой системы детали, режимов резания и геометрии инструмента. Фрезерование выполняли однозубой фрезой с режимами резания, при которых возникают автоколебания. Для определения закономерностей движения детали при резании использовали метод совмещения фрагментов осциллограммы. Проанализирована схема формирования профиля обработанной поверхности при концевом цилиндрическом фрезеровании в условиях возникновения автоколебаний. Для этого получены поверхности резания путем быстрого вывода инструмента из детали. Экспериментально показано, что впадины и выступы на поверхностях резания согласовываются с контуром полученных фрагментов осциллограммы, которые использовали в дальнейшем при анализе изменений поверхности резания. Получена формула для определения количества впадин от автоколебаний, остающихся на обработанной поверхности после одного реза. При совмещении фрагментов осциллограмм относительно точки врезания инструмента наблюдается периодичность изменения высоты последних волн автоколебаний на фрагментах осциллограммы от наибольшего значения до наименьшего. Периодически изменяется и время резания. При этом с его увеличением высота последней волны автоколебаний уменьшается. Сопоставление профиля поверхности с профилем, построеннымпо значениям высот последних волн автоколебаний, взятых с фрагментов осциллограммы, показывает их идентичность. Это объясняет механизм образования волнистости на обработанной поверхности и позволяет определить ее параметры. Выведена формула для расчета шага волнистости. Разработана методика получения поверхности резания при концевом фрезеровании путем выведения детали из зоны резания при вертикальном опускании стола. Установлено, что профиль осциллограммы идентичен поверхности резания и по ней можно изучать изменение последней. Показано, что волнистость обработанной поверхности при концевом цилиндрическом фрезеровании образуется периодическим повторением впадин различной глубины, которые остаются на поверхности резания после врезания инструмента в деталь в условиях автоколебаний. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования точности обработки и качества поверхности при концевом цилиндрическом фрезеровании в условиях возникновения автоколебаний.

Забезпечення високих показників точності та якості циліндричних поверхонь у разі забезпечення високої продуктивності їх обробки є актуальною задачею в машинобудуванні. Точність оброблених деталей залежить від стійкості інструменту. За глибинного фрезерування високої точності можливо досягти лише за кілька проходів. Проте, відсутня залежність площі шару металу, який зрізується, від кількості зубців фрези. У відомих способах фрезерування циліндричних поверхонь відсутній рівномірний розподіл припуску вздовж зуба фрези. А чорнове фрезерування за один установ не забезпечує високу точність і якість обробки. Зазначено, що не розроблено спосіб фрезерування циліндричних поверхонь орієнтованим інструментом, який забезпечує високі показники точності, якості та продуктивності оброблення валів. Завдання дослідження - розробка нового способу фрезерування циліндричних поверхонь зі схрещеними вісями інструмента та вала, коли чорнове фрезерування здійснюється торцем різальної кромки інструмента, а чистове - її периферією; створення загальних модульних 3D моделей інструмента, процесів зняття припуску та формоутворення з метою дослідження основних характеристик процесу фрезерування орієнтованим інструментом. Розроблено спосіб фрезерування циліндричних поверхонь орієнтованим інструментом, коли чорнове фрезерування здійснюється торцем зуба інструмента, а чистове - його периферією. При цьому величина кута повороту інструмента за чорнової обробки вибирається із умови забезпечення максимального зняття припуску у разі рівномірного завантаження торця різальної кромки фрези, а за чистової - із умови забезпечення повного завантаження периферії інструменту та досягнення необхідної шорсткості. Збільшення продуктивності обробки за чистового фрезерування забезпечується збільшенням частоти обертання деталі. Для нового способу фрезерування розроблено модульні 3D моделі процесу формоутворення та зняття припуску. Одержано залежність площі шару металу, який зрізується різальними кромками, від кількості зубців фрези. Запропоновано новий спосіб фрезерування циліндричних поверхонь зі схрещеними вісями інструмента та деталі. Проведено дослідження запропонованого способу на базі розроблених модульних 3D моделей зняття припуску та формоутворення.

Індекс рубрикатора НБУВ: К634.001.3

Рубрики:

Фрезерування виробів різної конфігурації

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вперше під час експериментального дослідження кінцевого циліндричного фрезерування тонкостінного елемента деталі (ТЕД) введено поняття базового фрагмента осцилограми як основи для оцінювання рівня регенеративних автоколивань. Набула подальшого розвитку система оцінювання коливань тонкостінного елемента деталі за 12 параметрами базового фрагмента осцилограм, які повністю характеризують умови коливального руху за фрезерної обробки. Вперше на підставі експериментальних досліджень визначено умову виродження регенеративних автоколивань під час циліндричного фрезерування ТЕД, яка може бути оцінена величиною визначального співвідношення часу різання та періоду власних коливань елементу. Такий підхід дозволяє прогнозувати швидкісні діапазони фрезерування, в яких можуть порушуватися регенеративні автоколивання. Розроблено математичні залежності для визначення часу різання та часу холостого ходу, а також довжини активної ріжучої кромки та площі перетину зрізу в часовому діапазоні для гвинтового зуба кінцевої циліндричної фрези.

Определено влияние косоугольности и разнонаклонности режущих кромок концевой цилиндрической фрезы на уровень интенсивности возбуждения регенеративных автоколебаний при фрезеровании тонкостенного элемента детали. Разработана методика экспериментальных исследований вибраций тонкостенного элемента детали при концевом фрезеровании. Определена скоростная зона возбуждения регенеративных автоколебаний при концевом цилиндрическом фрезеровании тонкостенного элемента детали.

Роботу присвячено підвищенню продуктивності процесу обробки просторово-складних поверхонь кінцевими сферичними фрезами на чистовому етапі виготовлення деталей методом фрезерування. В основу дослідження покладено узагальнені уявлення про вплив забезпечення точності форми на продуктивність обробки як основного технологічного параметра, а також взаємозалежність між динамічними параметрами технологічної оброблювальної системи (ТОС), кінематикою процесу різання та режимами обробки просторово-складних поверхонь кінцевими сферичними фрезами, на основі чого запропоновано модель визначення режимів обробки, за яких зберігається динамічно стійкий стан ТОС. Запропонована модель ураховує вплив кута упередження, глибини та ширини різання на кут контакту між зубом фрези та зрізуваним шаром. Грунтовно досліджено вплив діючої швидкості різання на зміну тангенціальної складової сили різання, а також кута упередження на пару векторів радіальної та осьової складових сили різання. Урахування всіх перелічених параметрів обробки та схеми різання на визначення меж втрати динамічно стійкого стану ТОС стало можливим завдяки використанню нового алгоритму побудови діаграм динамічної стійкості на основі удосконаленої математичної моделі вібрацій ТОС. Результати роботи пройшли виробничу апробацію.

Мета дослідження - підвищення продуктивності оброблення плоских поверхонь деталей з важкооброблюваних матеріалів за рахунок розробки та використання нових конструкцій торцевих фрез із ступінчастим розташуванням ножів з циліндричною передньою та плоскою задньою поверхнями за рахунок збільшення подачі, та які забезпечують кращу динамічну стабільність порівняно із стандартними торцевими фрезами. Проаналізовано теоретичні передумови розробки нових конструкцій торцевих фрез і виділено головні фактори, які визначають продуктивність процесу фрезерування. Розроблено конструкцію експериментальної регульованої торцевої фрези, яка забезпечує можливість реалізації різних ступінчастих схем різання. Розроблено математичну модель завантаженості різальних кромок ступінчастої торцевої фрези та сформульовано рекомендації із призначення раціональних конструктивних параметрів інструмента для конкретного значення глибини різання. Виконано експериментальні та виробничі дослідження процесу оброблення плоских поверхонь деталей торцевими фрезами ступінчастої та стандартної конструкцій та розроблено рекомендації щодо режимів експлуатації ступінчастої торцевої фрези, використання яких забезпечує підвищення продуктивності оброблення плоских поверхонь деталей з важкооброблюваних матеріалів.

Індекс рубрикатора НБУВ: К634.001.3

Рубрики:

Фрезерування виробів різної конфігурації

Шифр НБУВ: ДС40468 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К634.001.3

Рубрики:

Фрезерування виробів різної конфігурації

Шифр НБУВ: ДС40468 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Purpose. Construction of a general modular mathematical spatial model of the removal allowance process and shaping when milling round surfaces of rotation, such as camshaft necks, cylindrical surfaces of gearbox shafts and others. Determination of the components of the cutting forces when machining with crossed axes of the milling cutter and part in order to use the results when assigning machining modes. Methodology. Theoretical development of a modular mathematical model of the removal allowance process and shaping during milling of cylindrical surfaces was carried out using a matrix apparatus for converting coordinate systems. Unified modules were developed: instrumental, orientation and shaping, which allowed us to describe the processing of the part more clearly. All calculations were performed in the mathematical package Mathcad. Using the functions available in the package, a graphical representation of the mathematical model of the tool and machined surfaces was obtained. Using the logical blocks developed in the program, the characteristics of the treated surface were investigated, such as roughness in the axial and radial planes. The influence of the tool orientation angle and the number of cutter teeth on the roughness of the machined surface was investigated. The known formulas for calculating the cutting forces during milling are specified. Findings. A general modular mathematical spatial model is constructed of the removal process of an allowance and formation at milling by the oriented tool of round surfaces of rotation, such as necks of camshafts, cylindrical surfaces of shafts of transmissions and others. The roughness parameters of the treated surface are determined. The outflow of the tool characteristics and the angle of its orientation on the geometric roughness in the axial and radial sections is investigated. The area of the layer cut off by one tooth of a mill is defined. The calculation formulas are specified for finding the components of cutting forces during milling. Originality. A modular spatial model of the process of milling cylindrical surfaces with an oriented tool is proposed, on the basis of which the components of cutting forces are calculated, which can be used in designing new tools and improving machining conditions by the existing ones. Practical value. Based on the use of modern computer facilities and software, the developed calculation program allows controlling the process of forming cylindrical surfaces during their milling with an oriented tool. It also allows predicting the initial machining accuracy by determining the parameters of geometric roughness in axial and radial sections. This makes it possible to choose the optimal tool orientation angle, milling cutter parameters and cutting modes to achieve high productivity and processing quality.

Індекс рубрикатора НБУВ: К634.001.3

Рубрики:

Фрезерування виробів різної конфігурації

Шифр НБУВ: ДС40468 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К634.001.3

Рубрики:

Фрезерування виробів різної конфігурації

Шифр НБУВ: ДС40468 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Purpose. Improvement of schemes for processing the cylindrical surfaces of the shafts of gearboxes and transmissions of large-sized equipment. Development of modular spatial models of the processes of milling and grinding of the cylindrical surfaces of the shafts of gearboxes and transmissions of military and civil vehicles. Development of a model for dressing a grinding wheel with a diamond tool. Methodology. Creation of general and particular modular mathematical models of the processes of removal of allowance and shaping during rough and finish milling and finishing grinding of non-rigid cylindrical surfaces was carried out using a matrix apparatus for transforming coordinate systems. This made it possible to describe the treatment process using standard matrices. The calculations were carried out in the mathematical package Mathcad. To obtain a graphic display of the mathematical model of the instrumental and machined surfaces, the standard functions of the software package and the developed logical blocks were used. Findings. A technique for processing cylindrical surfaces of revolution with an oriented tool is proposed. Roughing, finishing and polishing are carried out in one setup. Roughing and finishing are carried out with an oriented cutter with replaceable multifaceted carbide inserts. The angle of orientation of the cutter is selected from the condition of maximum loading of the end section. Thus, the roughing stock is removed by the end face and by the finishing periphery, while the maximum component of the cutting force is directed along the axis of the part and does not cause deformations in the radial direction. Final finishing is carried out with a wide grinding wheel. The angle of orientation of the grinding wheel is selected from the condition of uniform distribution of the allowance along the periphery. A scheme for dressing the working surface of a grinding wheel with a diamond pencil with a constant feed is proposed. Originality. Modular spatial models of the processes of milling and grinding of the cylindrical surfaces of the shafts of gearboxes and transmissions of military and civil vehicles were developed. A model for dressing a grinding wheel is proposed. The use of the proposed models makes it possible to conduct a more detailed analysis of the processes of stock removal and shaping. Practical value. Dependencies are proposed for choosing the optimal angles of orientation of the cutter for roughing and finishing milling and the grinding wheel for finishing. The accuracy of parts is increased due to the elimination of the resetting error. The cost of manufacturing is reduced due to the maximum full use of cutting carbide inserts, by turning them and operating the worn finishing edge in the rough milling mode, as well as by increasing the resource of the grinding wheel.