У нас: 141825 рефератів
Щойно додані Реферати Тор 100
Скористайтеся пошуком, наприклад Реферат        Грубий пошук Точний пошук
Вхід в абонемент





НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”

Роланд Лорох

(Німеччина)

УДК 621.914.02

Підвищення працездатності дискових пил при

відрізці круглих заготовок

Спеціальность 05.03.01 - Процеси механічної обробки,

верстати та інструменти

Автореферат дисертації на здобуття наукового

ступеня кандидата технічних наук

Київ - 1998

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі інструментального виробництва Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, Заслужений діяч науки і техніки України Равська Наталія Сергіївна, завідувач кафедри інструментального виробництва Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”.

Науковий консультант: д.т.н., професор, Бабенко Андрій Єлісєєвич професор кафедри динаміки та міцності машин НТУУ “КПІ”.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, член-кореспондент Академії педа-гогічних наук України, професор, Заслужений працівник освіти України Гуржій Андрій Миколайович - Кабінет Міністрів України, заступник начальника управління з питань освіти, науки та гуманітарного розвитку;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Діденко Станіслав Йосипович - старший науковий співробітник Інституту надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля Національної академії наук України.

Провідна установа: ВАТ “Український науково - дослідний інститут авіаційних тех-нологій” м.Київ

Захист відбудеться 14 грудня 1998 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованної вченої ради Д 26.002.11 при Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 252056, Київ -56, проспект Перемоги 37, навчальний корпус 1, аудиторія 214.

З дисертацією можна ознайомитись в науково - технічній бібліотеці Національного технічного університету України “КПІ”.

Автореферат розісланий “ 11 “_листопада_ 1998р.

Вчений секретар спеціалізованої ради,

доктор технічних наук, професор Ю.В. Петраков

Загальна характеристика роботи.

Актуальність. Дискові пили знайшли широке застосування при відрізці круглих заготовок - труб та прутків. їх робота в порівнянні з іншими інструментами характе-ризується більш важкими умовами експлуатації. Це пояснюється недостатньо за-довільною формою стружкових канавок, наявністю двох допоміжних різальних кромок з несприятливою геометрією, складними умовами стружкоутворення при досить короткій головній різальній кромці, преривистим характером процесу різання, що сприяє виникненню шкідливих вібрацій. Все це є причиною інтенсивного зносу та частих поломок інструменту.

Для підвищення працездатності дискових пил дослідниками та виробнични-ками були розроблені та впроваджені в виробництво пили з різними схемами зрізання припуску, визначені раціональні передні й задні кути та режими різання для різних умов експлуатації. Проте питання конструювання дискових пил з кри-волінійною формою профілю стружкових канавок, використання пил з нерівномірним кроком зубів, які мають кращі динамічні характеристики в порівнняні зі стандартними, для відрізки круглих заготовок та визначення області їх раціональної експлуатації досліджені й розроблені недостатнью.

Удосконалення конструкції дискових пил спрямоване на зниження витрат на інструмент, підвищення працездатності та якості відрізки круглих заготовок, є акту-альним завданням і має вилике теоретичне й практичне значення.

Робота відповідоє науковому напрямку досліджень, які проводить кафедра інструментального виробництва Національного технічного універсистету України “КПІ” за планами Міністерства освіти України.

Мета роботи полягає в підвищенні працездатності дискових пил при відрізанні круглих заготовок за рахунок розробки пил з нерівномірним кроком та кри-волінійним профілем зубів.

Основні задачі роботи:

-

вирішення питань профілювання різальної частини дискових пил з нерівномірним кроком та криволініною формою зубів;

- визначення закону руху шліфовального кругу при вишліфовці стружкових канавок та заточці дискових пил на верстатах з ЧПК;

- дослідження динамічного стану дискової пили при ії кінематичному збудженні, визначення більш ефективного критерію оцінки динамічного стану пили в процесі роботи;

- виявлення впливу конструктивних параметрів пили на критерій оцінки ії динамічного стану;

- створення нової конструкції інструменту для відрізки круглих зоготовок;

- розробка рекомендацій по вибору конструктивних параметрів дискових пил в залежності від умов їх експлуатації.

Методика досліджень. Теоретичні дослідження були проведені на основі використання сучасного математичного апарату, методів накреслювальної та аналітичної геометрії, теорії коливань, основних положень теорії різання та проектування різальних інструментів. Експериментальні дослідження проводились з використанням сучасної контрольно - вимірювальної апаратури.

Наукова новизна:

-

розвинутий напрямок в проектуванні дискових пил, який полягає в використанні криволінійного профілю стружкових канавок та нерівномірного кроку зубів;

-

вирішена задача профілювання дискових пил, у яких профіль зуба обмежений дугами кіл та двома відрізками прямих, а також розглянуті окремі випадки зі спрощеною формою профілю зуба;

-

визначений закон руху шліфовального кругу відносно заготовки на верстатах з ЧПК фірми “Loroch” при формоутворенні криволінійних профілів зубів пил з нерівномірним кроком способом огинання;

-

створена методика й виведені відповідні залежності для визначення числа одночасно працюючих зубів та загрузки різальної частини пил при відрізці круглих заготовок;

-

при кінематичному збуджені згинних коливань дискової пили встановлений критерій динамічного стану пили, експериментально й практично доведена його спроможність служити порівняльною оцінкою різних конструкцій пил на стадії їх проектування;

-

виявлені закономірності впливу конструктивних параметрів та умов експлуатації дискових пил на їх динамічний стан, за результатами аналізу яких запропоновані нові конструкції пил, та межі їх застосування.

На захист виносяться:

-

Методика профілювання дискових пил з криволінійним профілем стружкових канавок та нерівномірним кроком зубів, а також алгоритм розрахунку параметрів профілю зуба пили;

- методика та алгоритм визначення закону руху шліфовального круга при обробці способом огинання стружкових канавок дискових пил з криволінійним профілем;

- результати дослідження загрузки різальної частини дискової пили та визначення числа одночасно працюючих зубів в різні моменти часу відрізування прутків та труб;

- результати дослідження характеристик динамічного стану пили в процессі відрізки та визначення на основі запропонованого критерію, доцільних величин конструктивних параметрів пили;

- нові конструкції пил для відрізки прутків та труб та межі їх раціонального використання.

Практична цінність одержаних результатів:

-

на базі визначеного в роботі закону руху шліфовального кругу, створена и виготовлена система управління станком з ЧПК для вишліфовки й заточки зубів пил, в тому числі й з нерівномірним кроком.

-

запропонований критерій оцінки динамічного стану дискової пили в процесі відрізування, який дозволяє обгрунтовувати та визначати доцільні величини конструктивних параметрів та область ефективного використання різних конструкцій пил;

-

створені алгоритм та програми проектування дискових пил з нерівномірним кроком зубів криволінійного профіля, які суттєво підвищують стійкість інструменту та якість оброблюваної поверхні.

Особистий внесок здобувача.

Самостийна розробка методик, алгоритмів та програм з профілювання стружкових канавок та визначення закону руху шліфувального кругу при їх вишліфовці та заточці криволінійного профілю зубів.

На базі розгляду моделі кінематичного збудження згинних коливань пили запропонував критерій оцінки динамічного стану пили в процесі відрізування. Самостійно виконав основний обсяг розрахунків та експериментальних досліджень, які проведені ним на кафедрі інструментального виробництва та на фірмі «Loroch». Узагальнення результатів досліджень здійснювались спільно з д.т.н., проф. Равською Н.С. та д.т.н., проф. Бабенко А.Є.

Реалізіція результатів роботи.

Результати дисертаційної роботи використані при розробці нової модифікації верстату з ЧПК на фірмі «Loroch», а також при відрізці круглих заготовок на ряді підприємств Німеччини. Розроблені конструкціі пил показали підвищення стійкості інструменту в 1,5 рази, зниження рівня шуму, шорсткості поверхні та задирок.

Апробація роботи

Результати роботи доповідались та обговорювались на Міжнародній науково - технічній конференції «Інтерпартнер - 97» - «Високі технології в машинобудуванні (м. Харків - Алушта, 1997р.), на Міжнародній науково - технічній конференції, присвяченої 100-річчю механіко - машинобудівного та 50 - річчю зварювального факультетів Національного технічного університету України “КПІ” секція “Лезовий ріжучий інструмент та процеси різання” (м. Київ, 1998р.)

Розроблені конструкції пил та верстат з ЧПУ для їх профільної заточки демонструвались на Міжнародних виставках в Гановері - 1997р., в Дюсельдорфі - 1998р. та в Аугсбурзі - 1998р.

Робота доповідалась і отримала позитивний відгук на розширеному засіданні кафедри “Інструментальне виробництво” Національного технічного університету України “КПІ” (м. Київ, травень 1998р.)

Публікації

По матеріалах дисертаційної роботи опубліковано 6 праць та подана 1 заявка на патент України.

Структура та обсяг роботи.

Дисертаційна робота складається з вступу, шести розділів, загальних висновків, списку використаної літератури, який налічує 108 найменувань і додатку. Робота викладена на 189 сторінках, включаючи 52 рисунки на 43 сторінках, 7 таблиць на 5 сторінках. Додаток містить 27 сторінок.

Основний зміст роботи

У вступі обгрунтовується актуальність теми дисертації, викладені мета роботи та сформульовані задачі дослідження для досягнення цієї мети, наукова новизна, а також основні положення, які виностяться на захіст.

В першому розділі проведено аналітичний огляд літературних джерел з питань, пов`язаних з відрізкою заготовок дисковими пилами.

В результаті аналізу існуючих конструкцій дискових пил, особливостей технології їх виготовлення та експуатації, шляхів удосконалення зазначеного інструменту були встановлені недостатньо вивчені та досліджені проблеми, обгрунтовані робочі гіпотези та задачі досліджень, реалізація яких дає можливість розробити рекомендації з проектування, виготовлення та експлуатації прогресивних конструкцій дискових пил.

Було обгрунтовано положення про те, що підвищити працездатність дискових пил можна за рохунок застосування криволінійного профілю та нерівномірного кроку зубів, з метою зміни віброактивності зони різання.

Цей шлях підвищення працездатності дискових пил не досліджувався і конструкція їх не розроблювалась. До появи верстатів з ЧПК виготовити такого роду інструменти та організувати їх серійне виробництво практично було не можливим.

У другому розділі був розроблений узагальнений профіль зубів пил (рис.1), який складається з прямолінійної дільниці f1, плавно спряженої з дугою кола радіуса r1, яка з’єднується з дугою кола радіуса r, плавно спряженої з нею дуги кола радіуса R та прямолінійної дільниці f2.

Графічно й аналітично визначені параметри, залежні від заданих.

Заданими параметрами узагальненого профілю є:

-

діаметр пили - D, мм;

- число зубів - Z;

- передній кут - , град;

- інтсрументальний задній кут - и, град,

, град, , град;

- задній кут криволінійної поверхні профілю - , град

- кут профілю в точці L - 1, град;

- висота канавки - h=(0,3...0,5)Р, мм, де

,мм;

- положення точки L, яке задається розмірами h1 та l, де h1=(0,0...0,3)h, l=(0,5...+0,5),мм;

-

розмір фаски f1=(0...0,06)Р,мм

- розмір фаски на задній поверхні f2=(0,00...0,09)Р, мм;

Графічне визначення узагальненого профілю зуба пили при зазначених заданих параметрах показано на рис.2. Спочатку графічно визначаєтся положення центру О3 й радіуса r1 дільниці кола CL, як точка пе-ретину двох перпендикулярів до відрізков АС в точці С та сере-дини відрізка CL. Положення ценру О1 кола радіусом r визна-чається точкою перетину бісектриси кута LEK та прямої O1L=r, перпендикулярної до прямої LE. Згідно з рис.2 центр О2 кола радіусом R лежить на прямій МО2, перпендикулярній до прямої МВ, проведеної під кутом и, через точку М. За побудовою центр О2 також лежить на прямій SO2, яка являє со-бою перпендикуляр до відрізка O1F. Точка перетину прямих МО2 та SO2 буде центром кола, яке оформлює затилкову поверхню зуба пили, відрізок MF=r, FS=SO1.

Радіус R цього кола дорівнює відрізку МО2. Були виведені аналітичні за-лежності для розрахунку параметрів профілю, які склали основу методики визна-чення профілю зуба пили. При часткових значеннях заданих параметрів узагальне-ний профіль перетворюється в різні часткові профілі.

За основний при розробці дискових пил з нерівнамірним кроком зубів був прийнятий профіль, у якого радіус r1=0 та 1=0.

Була складена програма розрахунку на ПЕОМ криволінійного профілю зуба пили з довільно вибраним законом зміни кроку зубів.

Аналіз виведених формул для розрахунку радіусів та координат центрів дуг кіл, які описують криволінійний профіль показує, що при зміні кроку зубів профіль стружкових канавок також змінюється.

У третьому розділі графічно та аналітично визначений закон руху шліфувального кругу відносно заготовки при вишліфовці стружкових канавок з різними формами профілів, обмежених відрізками прямих та дугами кіл.

Виготовити різні профілі стружкових канавок при переході від одного зуба до іншого методом копіювання практично не можливо. На сучасному рівні найбільш ефективним способом обробки профілів зубів з нерівномірним кроком є їх вишліфовка, профільна заточка та переточка по методу огинання шліфувальним кругом відповідного профілю на верстатах з ЧПК. Закон руху шліфувального кругу при цьому залежить від прийнятої кінематики верстата.

В роботі питання визначення закону руху шліфувального кругу вирішено для вер-стата з ЧПК фірми “Loroch”, на якому заготовка обер-тається навколо своєї осі, а шліфувальний круг, який також обертається, здійснює за програмою зворотньо - поступовий рух, приближаючись чи віддаляючись від осі об-роблюваної заготовки пили.

Для того, щоб об-робити без підрізання профілі зубів пили з різними пози-тивними пе-редніми кутами, площина зворотньо - поступових рухів шліфувального кругу зміщується від осі за-готовки. Величина зміщення вибрана із умови обробки профілів з передніми ку-тами меньшими 30, що повністю задовольняє практику. Профіль шліфувального кругу вибраний в формі дуги кола радіуса і в процесі шліфування періодично пра-виться.

Радіус шліфувального круга, ви-ходячи з умов формоу-творення, вибирається меньшим радіуса кри-визни профіля стружкової канавки в кожній її точці. Не-обхідний закон руху шліфувального кругу за-лежить від форми оброб-лювального профілю.

При обробці випук-лого профілю деталі, об-меженого дугою А1Д1 (рис.3) ме-тодика визна-чення закону руху шліфувального кругу ба-зується на тій властивості, що спільні нормалі в точ-ках контакту профіля зуба пили зі шліфувальним кругом, прохо-дять через центр С профіля шліфувального кругу.

Виходячи з цього, положення центру С в різні моменти часу визначається точкою перетину прямої С, по якій в результаті зворотньо - поступових рухів пе-реміщується центр профілю шліфовального кругу С, та дуги е - еквідістанти дуги А1Д1 профіля пили, радіус якої дорівнює R+. Точка С1 перетину дуги е1 з прямою С буде визначати положення профілю круга в початковий момент. При оберті за-готівки пили на довільний кут еквідістанта е1 переміщуєтся в положення е2. Точка С2 перетину дуги е2 з прямою С визначає нове положення центру шліфувального круга та відстань L=С1С2, на яку переміщується шліфувальний круг за час оберту заготівки на кут від свого початкового положення. Знаючи пе-реміщення L та кут будуються графіки L=f().

Розрахунок залежности L=f() виконуєтся за виведеними в роботі форму-лами:

;

де ;

;

;

;

,

де -кут нахилу осі шліфувального круга;

R-радіус дуги кола на профілі зуба пили;

X01, Y01- координати центра О1 дуги профілю;

i- кут оберту заготовки;

L-

величина прямолінійно - поступового переміщення шліфувального круга.

При обробці угнутого профілю, обмеженого дугою кола радіусом r, мето-дика визначення закону шліфувального кола залишається та сама, але радіус еквідістантної дуги вважається рівним r-. При обробці прямолінійної дільниці профіля зуба, замість еквідістантної дуги розглядається пряма, яка відстоїть від прямої оброблювального профіля на відстані .

Аналіз показує, що закон руху шліфувального круга при обробці пря-молінійної дільниці профіля зуба пили не є прямолінійною залежністю.

Профіль зубів пили складається з декількох дільниць. Для визначення за-кону руху шліфувального кругу при обробці профілю зуба за зазначеними методиками був розроблений алгоритм розрахунку закону руху шліфувального кругу для реальних конструкцій дискових пил, у яких профіль зуба обмежений двома відрізками прямих та двома дугами кіл. Саме цей алгоритм покладено в основу при створені системи управління нової модификації верстата з ЧПК.

У четвертому розділі проведений аналіз загрузки різальної кромки в досліджуваній точці в довільний момент часу, розроблені методика, алгоритм та складена програма визначення одночасно працюючих зубів, розглянута модель кінематичного збудження згиних коливань дискової пили в процесі роботи та на її базі запропонований новий кри-терій динамічної стійкості пили.

На основі аналізу положення різальної кромки в довільно вибраний момент часу та кінематики процесу відрізування виведені залежності для визначення товщин зрізу для прутків та труб.

Показано, що в довільний момент часу товщина зрізу є змінна величина, що вик-ликано зміною кута контакту в процесі відрізки заготовок.

За розробленими програмами визначення одночасно працюючих зубів побудовані приклади діаграм для пил з різною кількостю зубів та з нерівномірним кроком. Аналіз наве-дених в роботі діаграм, показує, що для одних й тих же діаметрів пили, товщини стінки труби та діаметра прутка, число одночасно працюючих зубів залежить від номінального кроку, числа зубів в групі з нерівномірним кроком, та розподілу нерівномірності кроку в группі.

В роботі обгрунтована модель кінематичного збудження згинних коливань дискової пили при відрізці заготовок. Розглядаючи модель кінематичного збуд-ження згинних коливань пили з врахуванням сил інерції записано рівняння згинних коливань:

,

де - циліндрична жорсткість;

Е - модуль Юнга;

h - товщина пили;

- коєфіцієнт Пуассона;

2 - оператор Лапласа;

- інтенсивність сил інерції, діючих на пилу;

- густина;

W - абсолютне пе-реміщення;

Зважаючи на те, що абсолютне переміщення, яке може бути представлене як сума переносного Wе та відносного Wr переміщень, є періодичним й може бути розкладене в подвійний ряд Фур’є по часу та власними формам, одержано рівняння, яке може розгля-датись як рівняння вимуше-них коливань:

,

де Аjk и Вjk - амплітуди гармонік переносного руху;

Wj - власна форма коливань;

к - кругова частота збуджуючої сили

Оскільки одержане рівняння лінійне, то достатньо розглянути часткове рішення, а загальне одержати як суму часткових.

Розглядаючи рішення задачі про вільні коливання пили, рівняння власних форм та часткове рішення рівняння про вимушені коливання пили з частотою збуджуючої сили в вигляді:

,

рівняння вимушених коливань може бути записано в вигляді:

,

Після сумісного розгляду цього рівняння й рівняння власних форм та пере-творення одержано:

,

де Аjk - амплітуда к-ї гармоніки вимушеної сили;

jk - амплітуда вимушених коливань;

j - власна кругова частота.

Показано, що за оцінку параметра коливань пили можна використати амплітуду, яка визначається правою частиною рівняння і є критерієм порівняної характеристики динамічного стану дискової пили в процесі відрізування.

На базі положень теорії коливань обгрунтовано вибір критерія порівняльної оцінки динамічного стану різних конструкцій пил при відрізці заготовок. Запро-поновано за такий критерій використовувати значення критерію оцінки ди-намічного стану пили при кінематичному збудженні її згинних коливань Crmax виб-ране на перших трьох власних формах коливань.

У п’ятому розділі на основі дослідження впливу конструктивних параметрів пили запропоновані нові конструкції пил з нерівномірним кроком зубів. Встановлені межі використання таких пил та діапазон діаметрів, в межах якого пили можуть переточуватись без погіршення своїх ди-намічних характеристик.

При вирішенні цих питань було досліджено вплив на значення Crmax діаметра пил в межах 200...325мм, швидкості оберту пили n=10...45об/хв, кількості зубів Z=80...200 та розмірів круглих заготовок діаметром до 80мм труб товщиною стінки 10мм, які відрізаються пилами як з рівномірним кроком, так і з нерівномірним кроком при різних товщинах диску пили (В=2,5...1,5мм)

Аналіз значень Crmax показує, що динамічний стан пили з рівномірним кроком, перш за все залежить від розмірів заготовки (товщини стінки для труб та діаметру для прутків) й товщини диску пили. При тому, якщо круговий крок пили кратний (чи близький до цього) товщині заготовки, яка відрізається, то пила має кращі динамічні характеристики за всі інші пили. Цей висновок підтведжений як ек-спериментально, так і досвідом використання дискових пил й відповідає умовам рівномірного фрезерування при відрізці.

Таким чином, поліпшити динамічний стан пили з рівномірним кроком зубів можна, якщо кількість зубів та діаметр пили при проектуванні цього інструменту вибирати з врахуванням зазначеної умови, що практично неможливо. Великий вплив на значення Crmax має товщина диску пили, від якої перш за все залежить значення збуджуючої сили. За результатами досліджень впливу різних конструк-тивних параметрів пил з рівномірним кроком на значення Crmax запропонована нова конструкція пили зі змінною товщиною диску, яка на діаметрі 315мм має товщину диску В=1,8мм й змен-шується до В=1,5мм на діаметрі 150мм, потім збільшується до1,8мм на діаметрі маточини. Ця конструкція пили дозволяє збільшити кількість переточок, збільшити термін її використання й покладена в основу досліджень при розробці пил з нерів-номірним кроком зубів.

В работі проведений аналіз значень Crmax пил з нерівномірним кроком зубів в групі, з кількості зубів в групі Zгр=2, Zгр=4, Zгр=6, Zгр=8 з різнимі законами роз-поділення нерівномірності кроку зубів при відрізці труб та прутків. В результаті цього аналізу встановлено, що для відрізування труб можуть бути рекомендовані пили з Zгр=6 з нерівномірністю кроку в групі =10...15% та з Zгр=8 й нерівномірністю =10% з розподіленням нерівномірності кроку за трикутником.

Пили з Zгр=6 показують кращі динамічні характеристики при відрізуванні з n30 об/хв, Zгр=8 при обертах пили n30 об/хв.

В діапазоні діаметрів відрізуваних заготовок 10...60 мм, та труб з товщи-ною стінки від 0,1 мм до 10 мм проведено дослідження впливу на Crmax зменьшення діаметра пили при переточці, швидкості оберту пили, кількості зубів, товщини стінки труби, та діаметру заготовки. За резульатами цих досліджень встановлені межі єфективного застосування пил різних конструкцій. Показано, що пили нової конструкції допускають переточку з діаметра 315мм до 275мм без погіршання динамічних характеристик, в той час як пили 275мм виготовлені за існуючими стандартами допускають переточку до 250245мм.

У шостому розділі представлена методика та результати порівняльних ек-спериментальних досліджень пил нової конструкції, запропонованої за результа-тами теоретичного дослідження динамічного стану пил при кінематичному збуд-женні їх згинних коливань, а також результати використання пил нової конструкції в промисловості та рекомендацїї по області їх застосування.

Експериментальні дослідження проведені на прутках диаметрів 10мм ,45мм та 60мм та на трубах 10мм та 40мм з товщиною стінки 0,5мм, 2мм та 5мм із сталі 45. Випробувались пили нової конструкції діаметром 315мм та 275мм та стан-дартні - діаметром 275мм з товщиной диску В=1,8мм й допоміжним кутом в плані 1=15, інструментальний матеріал - швидкорізальна сталь HSS, число обертів шпинделя: 22,5 об/хв, 31,5 об/хв та 45 об/хв, з подачами на зуб - Sz=0,005 мм/зуб, Sz=0,01 мм/зуб та Sz=0,02 мм/зуб.

Експериментально та в умовах виробництва підтверджені переваги пил но-вої конструкції.

Так, наприклад, на рис.4. приведені результати вимірювань складових сили різання - осьової Рz та Py, спрямованій за подачею при відрізці труби 38х3,4мм пилами діаметром 315мм зі змінною товщиною диску (В=1,8х1,5мм), Z=168 з рівномірним кроком та нерівномірним - з Zгр=6,=15% з розподілом нерівномірності кроку за трикутником при подачі Sz=0,01мм/зуб та обертах пили 31,5об/хв. Вімірювання складових сили різання при відрізуванні здійснювалось за допомогою комп’ютерного комплексу з інформацією від силовимірного датчика конструкції ВНДІІ, змонтованого на базі токарно-гвинтового верстата 1616.

Отримані спектри складових Рz та Py сили різання показують, що при відрізуванні труби 38х3,4мм пилами з нерівномірним кроком зубів в порівнянні з пилами, які мають рівномірний крок, служать експериментальним підтвердженням кращих динамічних характеристик цих пил, а також можливості оцінки конструкцій пил за значенням Crmax.

За результатами лабораторних та промислових випробувань стійкість пил нової конструкції в порівнянні зі стандартними при відрізуванні круг-лих заготовок підвищилась в средньому в 1,5 рази, збільшилась кількість переточок в 4 - 5 разів, зменшилась висота задирок в 1,5...2,5 рази, зменшилась шорсткість поверхні та знизився рівень шуму на 5 - 10dB в залежності від режимів різання та розмірів заго-товок.

В додатку приведені розрахунки, програми і матеріали результатів проми-слових випробувань та використання пил нової конструкції.

Висновки

1.

Розроблений новий напрямок в проектуванні дискових пил, який полягає у використанні криволінійного профілю стружкових канавок та нерівномірного кроку зубців.

1.

Розроблена мотодика та вирішена у загальному вигляді задача профілювання дискових пил, у яких профіль зуба обмежений відрізками прямих та дугами кіл. Розглянуті часткові випадки профілювання дискових пил з різними профілями стружкових канавок. Створені алгоритми та программа розрахунків на ПЕОМ криволінійних профілів стружкових канавок дискових пил з нерівномірним кроком зубців.

1.

Визначено закон руху шліфувального круга при вишліфовці стружкових канавок дискових пил способом огинання профілем круга в формі кола радіуса “” профіля стружкової канавки, обмеженого відрізками прямих та дугами кіл, для верстатів з ЧПК. Показано, що закон зворотньо - поступального руху шліфувального круга при обробці прямолінійної дільниці профілю зуба не є пря-молінійною залежністю.

1.

Розвинуті теоретичні положення з аналізу завантаження різальної частини дискових пил при відрізанні прутків та труб з урахуванням змінної величини кута контакту пили із заготовкою та нерівномірності кутового кроку, які викликають відповідні зміни подачі на зуб та товщин зрізу.

1.

Розроблені методика та програма розрахунків на ПЕОМ числа одночасно працюючих зубців при відрізуванні круглих заготовок - прутків та труб. Показано, що в процесі відрізування особливо пилами з нерівномірним кроком, число одночасно працюючих зубців може коливатись в межах 2...3 зуба. На зміну числа одночасно пра-цюючих зубів при відрізці одного й того ж розміру заготовки пилами постійного діаметру впливає номінальний крок зубців та прийнятий закон розподілу кроків зубів в межах групи

1.

На основі розгляду моделі кінематичного збудження згинних коливань пили запропонований новий критерій порівняльної оцінки динамічного стану пили при відрізуванні заготовок.

1.

Встановлені закономірності впливу конструктивних параметрів дискових пил та умов відрізування на динамічний стан пили.

1.

На основі теоретичних досліджень динамічного стану пили та їх експери-ментальної перевірки розроблена нова конструкція пили з криволінійним профілем стружкових канавок та нерівномірним кроком зубців і змінною товщиною диска.

1.

Показано, що використання дискових пил нової конструкції дозволяє в 4-5 разів збільшити ресурс їх роботи за рахунок значного збільшення переточок поряд з підвищенням стійкості пил в 1,5 рази, зменшення на порядок шорсткості зрізу та зменшення розміру задирок, зниження вібрацій та поліпшення умов праці за рахунок зниження рівня шуму на 5 - 10dB при відрізуванні цими пилами.

Публікації по темі дисертації

1.

Лорох Р. Анализ загрузки режущей части фрез при отрезке труб // Вест-ник НТУУ “КПИ” Машиностроение” № 32, К.:1997г. - с. 58-62.

1.

Dipl. - Ing. Roland Loroch. Varioverzahnung - Hцhere Schuittleistung und bessere Schuittgualittit bei HSS - Kreissдgen”// Der Werkzcugschleifer Nr.11.// Offiziells Organ des Fachverbandes Deutscher Prдzisious - Werkzeugchleifer. 1998. - S.26-31.

1.

Равская Н.С., Родин Р.П., Семенов А.В., Лорох Р. Определение числа одновременно работающих зубьев при отрезке круглых заготовок. // Вестник НТУУ “КПИ” Машиностроение” № 32, К.:1997г. - С. 84-87.

1.

Равская Н.С., Лорох Р. Закон движения шлифовального круга при обра-ботке зубьев отрезных пил.// Резание и инструмент в технологических систе-мах - Харьков: ХГУ 1997 - С. 199-205.

1.

Равская Н.С., Бабенко А.Е., Боронко О.А., Лорох Р. Определение крите-рия динамического состояния дисковой пилы. // Вестник НТУУ “КПИ” Машино-строение” № 33, К.:1998г. - С. 157-162.

1.

Равская Н.С., Лорох Р. Особенности проектирования и изготовления дисковых отрезных пил с неравномерным шагом // Прогрессивна техніка і техно-логія машинобудування, приладобудування і зварювального виробництва. Праці Міжнародної науково - технічної конференції, присвяченої 100 річчю механіко - машинобудівного і 50 річчю зварюваль-ного факультетів. Т.1-НТУУ “КПИ” 1998 - С. 360 - 364.

Анотація

Лорох Р. Підвищення працездатності дискових пил при відрізці круглих за-готовок. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01. - Процеси механічної обробки, верстати та інструменти. - Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”. Київ 1998р.

Дисертація присвячена підвищенню ефективности відрізування круглих за-готовок - прутків та труб дисковими пилами. Підвищення працездатності дискових пил досягнуто за рахунок розробки та дослідження нових конструкцій пил з кри-волінійним профілем стружкових канавок та нерівномірним кроком зубів.

Вирішенні задачі профілювання дискових пил з криволінійним профілем, вишліфовки стужкових канавок на верстатах з ЧПК; вивчено динамічний стан пили в процесі відрізування, розроблені рекомендації по вибору конструктивних пара-метрів дискових пил. Приведені результати практичного використання розробле-них пил в промисловості.

Ключові слова: дискові пили, крок зубців, нерівномірний крок зубців, профіль стружкової канавки, динамічний стан пили, критерій динамічного стану пили.

Анотация

Лорох Р. Повышение работоспособности дисковых пил при отрезке круглых заготовок. : - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01. - Процессы механической обработки, станки и инструменты. - Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт". Киев - 1998.

Диссертация посвящена повышению эффективности отрезки круглых заготовок - труб и прутков дисковыми пилами. Повышение работоспособности дисковых пил достигнуто за счет разработки и исследования новых конструкций пил с криволинейным профилем стружечных канавок и неравномерным шагом зубьев. Решены задачи профилирования дисковых пил с криволинейным профилем зубьев, вышлифовки стружечных канавок на станках с ЧПУ, изучено динамическое состояние пилы в процессе отрезки, даны рекомендации по выбору конструктивных параметров пил. Приведены результаты практического использования разработанных пил в промышленности.

Ключевые слова: дисковые пилы, шаг зубьев, неравномерный шаг зубьев, профиль стружечной канавки, динамическое состояние пилы, критерий динамического состояния пилы.

Annotation

Loroch R. Increasing of working capacity of circular saws during cutting off round billets: - Manuscript. A thesis for a candidate of engineering science degree on a speciality 05.03.01. - Processes of technical processing, machine tools and tools. - National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”. Kyiv - 1998.

The Thesis is devoted to increase efficiency of cutting off round billets - pipes and rods by circular saws. The increasing of working capacity of circular saws has been reached by developing and researching of new constructions of saws with curvilinear profile of chip grooves and uneven tooth pitch. Tasks of profiling of circular saws with curvilinear tooth profile, grinding out of chip grooves by numerically controlled machine tools havebeen solved; the dynamic condition of a saw during cutting off process has been studied; the recommendations to choose saw profile characteristics have been given. Results of practical using of developed saws in industry have been shown.

Key words: circular saws, tooth pitch, uneven tooth pitch, chip groove profile, dynamic condition of a saw, criterion of dynamic condition of a saw.






Наступні 7 робіт по вашій темі:

ФОРМУВАННЯ СТРАТЕГІЇ УПРАВЛІННЯ РОЗВИТКОМ ТЕРИТОРІАЛЬНОЇ ОДИНИЦІ (на прикладі районної державної адміністрації) - Автореферат - 22 Стр.
ВИКОРИСТАННЯ МАСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ ПРИ ТЕХНІЧНОМУ ОБСЛУГОВУВАННІ ФЕРМСЬКИХ МАШИН - Автореферат - 25 Стр.
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКСТРЕМАЛЬНИХ ЗАДАЧ ТЕОРІЇ НАБЛИЖЕННЯ ФУНКЦІЙ - Автореферат - 44 Стр.
ОЦІНКА В’ЯЗКОСТІ РУЙНУВАННЯ КОРПУСНИХ СТАЛЕЙ РЕАКТОРА ВВЕР-1000: ДОСВІД ДОСЛІДЖЕННЯ ЗРАЗКІВ-СВІДКІВ - Автореферат - 25 Стр.
РАЩУПКІНА ВАЛЕНТИНА МИКИТІВНА ОРГАНІЗАЦІЙНО – ЕКОНОМІЧНИЙ МЕХАНІЗМ РЕСТРУКТУРИЗАЦІЇ ПІДПРИЄМСТВ МЕТАЛУРГІЙНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ - Автореферат - 26 Стр.
ОРГАНІЗАЦІЯ СИСТЕМ ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ НА ОСНОВІ МЕТОДІВ НЕЧІТКИХ МНОЖИН - Автореферат - 24 Стр.
ОПТИМІЗАЦІЯ ХІРУРГІЧНОГО ЛІКУВАННЯ ХВОРИХ ІЗ КАЛЬКУЛЬОЗНИМ ХОЛЕЦИСТИТОМ ТА СУПРОВІДНОЮ СЕРЦЕВО – СУДИННОЮ ПАТОЛОГІЄЮ - Автореферат - 30 Стр.