Нужна индивидуальная работа?

Подберем литературу

Поможем справиться с любым заданием

Подготовим презентацию и речь

Оформим готовую работу

Узнать стоимость своей работы

Дарим 200 руб.
на первый
заказ

Решение задач

Менеджмент

Решение задач на тему: Вводная часть. Обзор различных конструкций сборных резцов для тяжелых станков

Купить за 100 руб.

Страниц

Размер файла

9.82 МБ

Просмотров

Покупок

Актуальность проблемы. современном этапе развития экономики Украины важное место отводится машиностроению - одному из источников обеспечения орудиями труда. Общие тенденции развития машиностроения

Введение

Актуальность проблемы. На современном этапе развития экономики Украины важное место отводится машиностроению - одному из источников обеспечения орудиями труда. Общие тенденции развития машиностроения связаны с повышением надежности машин, созданием конкурентоспособной продукции и использованием наукоемких технологий. Машиностроение развивается путем повышения гибкости производства и качества продукции. Результаты деятельности многих предприятий в значительной степени зависят от эффективности использования тяжелых токарных станков. Стоимость этих станков в 20-50 раз, а стоимость станкочаса их работы в 3-7 раз больше по сравнению со средними станками. Для инструмента, работающего на этих станках, расходуется до 30% твердого сплава, применяемого в машиностроении.

Эффективность процесса механической обработки деталей на тяжёлых станках в большей степени определяется надёжностью и универсальностью режущего инструмента зависящими от множества случайных факторов. На тяжёлых токарных станках до 70% выполняемых операций связаны со снятием больших сечений среза.

Это объясняется тем, что в тяжелом машиностроении наиболее широко используются заготовки, полученные методом литья, ковки, штамповки, которые характеризуются наличием больших припусков, пор, раковин, трещин, неметаллических включений и других дефектов поверхностного слоя.

После удаления дефектного слоя с поковки, деталь подвергается термообработке, а дальнейшая лезвийная обработка производится на тяжёлых токарных станках. При этом удаляется припуск до 30 мм, с целью лучшего приближения формы заготовки к профилю детали.

В результате перед окончательными (чистовыми) операциями вес детали составляет 60-70% от веса первоначальной заготовки.

Наблюдения за эксплуатацией твердосплавных резцов на тяжелых токарных станках показали, что наряду с износом, значительное место занимает разрушение режущей части, в виде окрашиваний и поломок. Наличие неустранимых отказов резцов (поломок) оказывает большое влияние на эффективность обработки крупных деталей.

Особенности развития машиностроения в последние годы изменили характер производства в тяжёлом машиностроении в связи с освоением новой гаммы тяжёлых токарных станков оснащённых пластинчатыми суппортами и ЧПУ. Это повлияло на условия эксплуатации инструмента на этих станках, а разработка и применение высокопроизводительного модульного инструмента с механическим креплением пластин поставлены в основу рационального использования этого оборудования.

Для решения важной народнохозяйственной задачи обеспечения тяжелых уникальных станков современным инструментом созрела необходимость разработки не отдельных конструкций, а гибких инструментальных систем на основе агрегатно-модульного инструмента.

Эффективность инструмента не может быть существенно повышена за счет только традиционных методов, например увеличения износостойкости. Должен быть решен целый комплекс вопросов, которые связаны с такими важнейшими свойствами этого инструмента, как прочность, жесткость, ремонтопригодность и приспособленность к обслуживанию, гибкость, а также безопасность станочника от травмирования сходящей стружкой, транспортабельность стружки.

При рассмотрении обработки деталей на тяжелых токарных станках потребность комплексного изучения инструмента с учетом многих критериев еще более возрастает при переходе на агрегатно-модульный принцип компоновки станков новой серии с пластинчатыми суппортами повышенной жесткости.

Агрегатно-модульный принцип компоновки инструмента с относительно ограниченным комплектом модулей, позволяет создать без серьезных дополнительных затрат широкую номенклатуру систем инструмента, наиболее приспособленных к конкретным требованиям производства. Агрегатно-модульный принцип компоновки инструмента наиболее эффективен на тяжелых станках, где в основном применяются инструменты, имеющие большие габариты и массу более 15 кг, что делает трудоемким смену и переналадку на новую операцию.

В настоящее время Украина является одним из ведущих производителей в Европе прокатного и металлургического оборудования и комплектующих изделий к нему. Механическая обработка основных изделий производится на тяжелых токарных станках. Поэтому снижение трудоемкости и повышение эффективности обработки на этих станках является актуальной задачей, отвечающей тенденции широкого внедрения высокопроизводительного агрегатно-модульного инструмента.

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка системы агрегатно-модульных резцов для тяжелых станков с Dс=1250 мм посредством исследований жесткости сборных резцов с целью прогнозирования состояний систем инструмента.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать принципы создания систем агрегатно-модульного инструмента для тяжелых станков с целью повышения эффективности обработки и надежности, снижения расхода дефицитного твердого сплава, сокращения времени восстановления технологической системы.

2. Провести теоретический анализ напряженно-деформированного состояния модульного инструмента. На базе теоретических и экспериментальных исследований жесткости агрегатно-модульного инструмента разработать принципы конструирования инструмента.

3. Исследовать показатели динамической и прочностной стойкости агрегатно-модульного инструмента с целью прогнозирования состояний систем инструмента.

4. Разработать систему агрегатно-модульного инструмента и режимов их эксплуатации с учетом особенностей тяжелых токарных станков.

Объект исследования - процесс обработки на тяжелых токарных станках с Dс=1250 мм при снятии больших сечений среза.

Предмет исследования - агрегатно-модульный инструмент, конструктивные и геометрические параметры, прочность, жесткость и режимы эксплуатации агрегатно-модульного инструмента.

Методы исследования. Методической и теоретической базой исследований являются основные положения теории резания материалов, надёжности режущего инструмента, основные положения и разделы математического моделирования с применением ЭВМ, теории вероятности. Экспериментальные исследования выполнены на специально созданных измерительных и моделирующих установках для измерения статических и динамических характеристик. Математическая обработка результатов исследований выполнялась с использованием существующего прикладного программного обеспечения.

Научная новизна работы. Разработана новая концепция создания системы агрегатно-модульного инструмента для тяжелых токарных станков с Dс=1250 мм на основании аналитических и экспериментальных методов исследований, позволившая повысить эффективность обработки при снятии больших сечений среза, за счет обеспечения необходимой прочности, жесткости, гибкости системы инструмента, уменьшения расхода твердого сплава и сокращения времени восстановления технологической системы.

Практическое значение полученных результатов.

Практическое значение работы определяется следующими результатами:

1. На базе проведенных исследований была разработана система агрегатно-модульного инструмента с механическим креплением пластин для чернового и получистового точения.

2. Разработаны рекомендации по эксплуатации агрегатно-модульного инструмента для тяжёлых станков, позволяющие осуществить выбор рациональных режимов резания с обеспечением прочности конструкции и износостойкости инструмента.

3. Разработана система выбора параметров агрегатно-модульного инструмента в сочетании с режимами резания и учетом максимального диаметра обрабатываемой детали, условий инструментального обеспечения, конструкции модуля.

4. Разработанной системой агрегатно-модульного инструмента могут быть оснащены тяжелые станки новой гаммы с пластинчатыми, ламельными и обычными суппортами.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных семинарах научно-технического центра "Инструмент", кафедры "Металлорежущие станки и инструменты" ДГМА, всеукраинских студенческих конференциях и олимпиадах, где показали высокую заинтересованность участников в решении данной проблемы.

Публикации. Основные положения и результаты работы опубликованы в 3 научно-технических статьях в специализированных изданиях.

Структура и объем работы. Магистерская работа состоит из 210 страниц, 56 рисунков, 12 таблиц, введения, 4 разделов основной части, общих выводов, списка использованных источников (260 наименований) и 4 приложений.

Основное содержание работы.

В ведении обоснована актуальность темы магистерской работы, сформулирована цель и задачи, определена научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первом разделе выполнен детальный анализ существующих конструкций сборных резцов для тяжелых станков и систем сборного модульного инструмента, описаны способы исследований жесткости инструмента.

Проведенный анализ существующих систем сборного модульного инструмента позволяет сделать вывод, что еще не разработаны системы агрегатно-модульного инструмента для тяжелых станков с Dс=1250 мм, способных выдерживать нагрузки до 100 000 Н и обладающих повышенной жесткостью и прочностью.

Изучение прочностной и динамической жесткости агрегатно-модульного инструмента важно тем, что позволяет с одной стороны дать конкретные рекомендации конструктору, а с другой - получить модели для последующей оптимизации параметров инструмента, его типоразмерных рядов, а также режимов эксплуатации.

Во втором разделе рассмотрены вопросы научного (системного) подхода к формулировке методологий создания и исследования агрегатно-модульных резцов и систем инструмента; общие условия, оборудование и приборы, использованные в экспериментальных исследованиях; представлены используемые методики, рассмотрены результаты разработки оригинальных методик. Проведен синтез и анализ на технологичность спроектированных сборных модульных резцов.

В третьем разделе рассмотрены вопросы экспериментальных и теоретических исследований динамических и прочностных характеристик агрегатно-модульного инструмента. Для определения амплитудно-частотных характеристик агрегатно-модульных резцов применялся измерительный комплекс на базе станка модели 1А65, позволяющий регистрировать частоту колебаний модуля относительно пластинчатого суппорта станка.

Исследования прочности сборных резцов производились по методу конечных элементов в интегрированной среде "Cosmos Works". Результатом определения напряженно-деформированного состояния инструмента стали полученные эквивалентные напряжения.

В четвертом разделе произведен детальный анализ статических и динамических характеристик агрегатно-модульного инструмента, полученных с помощью разработанных методов аналитических и экспериментальных исследований, с целью компоновки оптимального типоразмера, режимов эксплуатации и разработки системы агрегатно-модульного инструмента. Проведена разработка системы агрегатно-модульного инструмента и оптимизации рабочего процесса. Создание систем агрегатно-модульного инструмента является эффективным средством удовлетворения требований потребителей к комплексному оснащению тяжелых токарных станков с ЧПУ, позволившим уменьшить число индивидуальных заказов на инструмент. Агрегатно-модульный принцип компоновки инструмента, с относительно ограниченным комплектом модулей, позволяет создать без серьезных дополнительных затрат широкую номенклатуру систем инструмента, наиболее приспособленных к конкретным требованиям производства.

Анализ разработанной системы инструмента для оснащения тяжелых токарных станков с Dс=1250 мм показывает высокую их эффективность при работе на конкретных производственных операциях, возможность быстрого и удовлетворительного инструментального обеспечения уникальных станков, станков с ЧПУ, тяжелых станков. Создание систем агрегатно-модульного инструмента является эффективным средством удовлетворения требований потребителей к комплексному оснащению тяжелых токарных станков с ЧПУ.

В отличии от существующих ранее инструментов, разработана новая система агрегатно-модульного инструмента. Она предусматривает: унификацию вставок и модулей как для тяжелых станков с пластинчатыми суппортами, так и для станков с обычными резцедержателями и обеспечением удовлетворительного дробления стружки в широком диапазоне режимов резания, быстроту и удобство съёма и замены модулей, сменных вставок, режущих пластин и элементов их крепления.

Системой агрегатно-модульного инструмента оснащаются тяжелые токарные станки новой гаммы с пластинчатыми суппортами мод 1К660Ф3, 1К670ФЗ, 1К665ФЗ выпускаемые ОАО "Краматорский завод тяжелого станкостроения".

Разработка агрегатно-модульного принципа компоновки инструмента для тяжелых токарных станков с ЧПУ позволила создать единую систему инструментального обеспечения, включающую в себя: проектирование, изготовление, подготовку и транспортировку на рабочее место, эксплуатацию и сервисное обслуживание.

В общих выводах проведен детальный анализ проведенной работы по исследованию жесткости сборных резцов и разработки системы агрегатно-модульного инструмента для тяжелых токарных станков с Dс=1250 мм. Проводится обобщение полученных результатов математических и экспериментальных исследований сборных проходных, отрезных и прорезных резцов на прочность и виброустойчивость, благодаря чему сформулирована общая формула обеспечения их жесткости при работе на тяжелых токарных станках с обычным, пластинчатым и ламельным суппортом. Эти данные были использованы для получения оптимальной модели агрегатно-модульной системы инструментов с улучшенными геометрическими, технологическими и эксплуатационными показателями. Таким образом была разработана оптимальная система сборных агрегатно-модульных резцов для тяжелых токарных станков с Dс=1250 мм, которая обеспечит высокую производительность и эффективность при их внедрение в современное машиностроение.

В приложении представлены спецификации к сборочным чертежам резцов, технические характеристики к станку модели 1А65, данные расчетов в среде "Cosmos Works" и таблица комплектующих элементов разработанной системы резцов.

Решение задач на тему: Вводная часть. Обзор различных конструкций сборных резцов для тяжелых станков

Введение

Оглавление