Помощь студентам в учебе
Моделирование длины элементной стружки при ротационном фрезеровании
|
АННОТАЦИЯ 2
Введение 4
1. Производство металлических порошков, волокон, стружек 6
1.1 Классификация методов получения порошков и стружек 6
1.2 Основные характеристики порошков и стружек 23
1.3 Сущность и особенности ротационного фрезерования 29
Выводы 35
Цель и задачи 36
2. Методика проведения исследований 37
2.1 Методика экспериментального определения длины стружки при
ротационном фрезеровании 37
2.2 Анализ геометрических параметров режущего лезвия ротационной
фрезы 45
Выводы 54
3. Моделирование формообразования элементной стружки ротационным
фрезерованием 55
3.1 Разработка математической модели элементной стружки ротационным
фрезерованием 55
3.2 Экспериментальное подтверждение адекватности математической
модели 63
Выводы 70
Конструкция ротационной фрезы 71
4.1 Анализ и разработка конструкций ротационных фрез 71
4.2 Моделирование ротационной фрезы в программе Creo Parametric 3D ... 77
4.3 Анализ напряженно-деформированного состояния основных
конструктивных элементов ротационной фрезы 81
4.4 Оценка экономической эффективности операции получения элементной
стружки ротационным фрезерованием 91
4.4.1Расчет производительности фрезерования 91
4.4.2Оценочная стоимость порошков из металла 97
4.4.3Расчет экономического эффекта замены торцевого фрезерования
ротационным 106
Выводы 111
Заключение и общие выводы 112
Библиографический список 116
Приложение А 119
Приложение Б 121
Введение 4
1. Производство металлических порошков, волокон, стружек 6
1.1 Классификация методов получения порошков и стружек 6
1.2 Основные характеристики порошков и стружек 23
1.3 Сущность и особенности ротационного фрезерования 29
Выводы 35
Цель и задачи 36
2. Методика проведения исследований 37
2.1 Методика экспериментального определения длины стружки при
ротационном фрезеровании 37
2.2 Анализ геометрических параметров режущего лезвия ротационной
фрезы 45
Выводы 54
3. Моделирование формообразования элементной стружки ротационным
фрезерованием 55
3.1 Разработка математической модели элементной стружки ротационным
фрезерованием 55
3.2 Экспериментальное подтверждение адекватности математической
модели 63
Выводы 70
Конструкция ротационной фрезы 71
4.1 Анализ и разработка конструкций ротационных фрез 71
4.2 Моделирование ротационной фрезы в программе Creo Parametric 3D ... 77
4.3 Анализ напряженно-деформированного состояния основных
конструктивных элементов ротационной фрезы 81
4.4 Оценка экономической эффективности операции получения элементной
стружки ротационным фрезерованием 91
4.4.1Расчет производительности фрезерования 91
4.4.2Оценочная стоимость порошков из металла 97
4.4.3Расчет экономического эффекта замены торцевого фрезерования
ротационным 106
Выводы 111
Заключение и общие выводы 112
Библиографический список 116
Приложение А 119
Приложение Б 121
В настоящее время одним из основных и перспективных направлений развития техники является применение порошковых материалов. Порошковая металлургия позволяет получать не только изделия различных форм и назначений, но и создавать принципиально новые материалы, которые другим путем получить или очень трудно или невозможно. Помимо этого, методами использования порошковой металлургии также возможно повысить экономические показатели производства.
Порошковая металлургия это одна из технологий получения металлических порошков и изготовления изделий из них (их композиций с неметаллическими порошками). В общем виде технологический процесс порошковой металлургии состоит из четырёх основных этапов: производство порошков, смешивание порошков, уплотнение (прессование, брикетирование) и спекание.
Способ ротационного фрезерования материалов обладает некоторыми преимуществами в отличие от традиционных методов обработки фрезерованием. В зависимости от большой длины круговой режущей кромки режущего элемента, непрерывному вращению его во время работы, способствующему кратковременность работы каждого участка, оптимальным условиям охлаждения режущего элемента и температура в зоне обработки по сравнению с традиционным ниже в 2 раза.
Данная работа посвящена решению проблемы с невозможностью управления длиной элементной стружки. Для разрешения настоящей проблемы разрабатываются определенные методики экспериментального определения длины стружки при ротационном фрезеровании. Данная магистерская диссертация является исследовательской работой.
В ходе работы использовались следующие методы исследований:
- измерение;
анализ;
моделирование физическое;
моделирование математическое.
Окончательная цель работы состоит в создании методики определения длины элементной стружки при ротационном фрезеровании. В связи с этим направленностью работы являются процессы резания.
Объектом исследования является ротационное фрезерование.
Предметом исследования данной магистерской диссертации является длина элементной стружки.
Фактором, обуславливающим актуальность выбора данной темы выпускной квалификационной работы является отсутствие модели ротационного фрезерования.
Противоречие - потребность в получении необходимых параметров стружки и отсутствие методики.
Характеристика выдвинутой гипотезы - назначение режущего инструмента, параметров установки, режимов резания при ротационном фрезеровании в соответствие с требуемой длиной элементной стружки.
Порошковая металлургия это одна из технологий получения металлических порошков и изготовления изделий из них (их композиций с неметаллическими порошками). В общем виде технологический процесс порошковой металлургии состоит из четырёх основных этапов: производство порошков, смешивание порошков, уплотнение (прессование, брикетирование) и спекание.
Способ ротационного фрезерования материалов обладает некоторыми преимуществами в отличие от традиционных методов обработки фрезерованием. В зависимости от большой длины круговой режущей кромки режущего элемента, непрерывному вращению его во время работы, способствующему кратковременность работы каждого участка, оптимальным условиям охлаждения режущего элемента и температура в зоне обработки по сравнению с традиционным ниже в 2 раза.
Данная работа посвящена решению проблемы с невозможностью управления длиной элементной стружки. Для разрешения настоящей проблемы разрабатываются определенные методики экспериментального определения длины стружки при ротационном фрезеровании. Данная магистерская диссертация является исследовательской работой.
В ходе работы использовались следующие методы исследований:
- измерение;
анализ;
моделирование физическое;
моделирование математическое.
Окончательная цель работы состоит в создании методики определения длины элементной стружки при ротационном фрезеровании. В связи с этим направленностью работы являются процессы резания.
Объектом исследования является ротационное фрезерование.
Предметом исследования данной магистерской диссертации является длина элементной стружки.
Фактором, обуславливающим актуальность выбора данной темы выпускной квалификационной работы является отсутствие модели ротационного фрезерования.
Противоречие - потребность в получении необходимых параметров стружки и отсутствие методики.
Характеристика выдвинутой гипотезы - назначение режущего инструмента, параметров установки, режимов резания при ротационном фрезеровании в соответствие с требуемой длиной элементной стружки.
В заключение данной работы необходимо сказать о проблеме проводимого исследования: невозможности управления длиной элементной стружки. Без назначения режущего инструмента, параметров установки, режимов резания при ротационном фрезеровании в соответствие с требуемой длиной элементной стружки.
В первом разделе изложено производство металлических порошков, волокон, стружек с основными характеристиками и классификациями методов получения порошков и стружек. Также раскрывается сущность и особенности ротационного фрезерования.
Во втором разделе разработана методика экспериментального определения длины стружки при ротационном фрезеровании и анализирование геометрических параметров режущего лезвия ротационной фрезы.
В третьем разделе рассматривается моделирование формообразования элементной стружки ротационным фрезерованием с последующей разработкой математической модели длины элементной стружки и экспериментальном подтверждением адекватности данной модели.
В четвертом разделе речь идет об анализе и разработке конструкции ротационной фрезы с последующим 3D моделированием и анализом напряженно-деформированного состояния. Рассматривается оценка экономической эффективности операции получения элементной стружки ротационным фрезерованием.
По итогам работы сформулированы общие выводы:
1. Рассмотрены классификации методов получения порошков, такие как механические, физико-химические. Рассмотрены способы получения порошков типа дробление и размол, диспергирование расплава, грануляция
расп лава, обраб тка ме талл ов резанием. Рассмотрены и изучены основны
ЮУрГУ-15.04.05.2019.180 ПЗ ВКР е
Лист
112
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
характеристики получения порошков, такие как физические и технологические.
2. Разработанная методика экспериментального измерения длины
стружки пригодна для практического использования и обеспечивает получение адекватных результатов.
Разработана методика графического определения рабочих углов фрез для геометрической схемы ротационного фрезерования.
3. Разработана математическая модель длины элементной стружки
ротационным фрезерованием.
Экспериментально подтверждена адекватность математической модели. Представлено сравнение табличных и расчетных значений относительно полученных длин стружек. При законах распределения наблюдений, отличающихся от нормального, распределения статистики Бартлетта существенно зависят от объема выборки, однако достаточно хорошо сходятся к некоторым предельным законам.
4. Проведен анализ различных типов конструкций ротационных фрез, в ходе которого определена конструкция ротационной фрезы с последующей разработкой в CAD-системе Creo Parametric.
Произведен расчет экономической эффективности, который сравнивает торцевое фрезерование с ротационным на основе денежного эквивалента.
1. В ходе расчета производительности фрезерования были рассчитаны скорость резания фрезы V, подача S, частота вращения n, объем снимаемой стружки W для выявления производительности снятия материала Q. Произведено нормирование штучного времени.
2. Предложены списки с ознакомительными ценами некоторых видов порошка, такие как железные порошки, алюминиевые порошки, ферросплавы. Из списков выбраны по одному виду порошка, по которым проведены расчеты.
В первом разделе изложено производство металлических порошков, волокон, стружек с основными характеристиками и классификациями методов получения порошков и стружек. Также раскрывается сущность и особенности ротационного фрезерования.
Во втором разделе разработана методика экспериментального определения длины стружки при ротационном фрезеровании и анализирование геометрических параметров режущего лезвия ротационной фрезы.
В третьем разделе рассматривается моделирование формообразования элементной стружки ротационным фрезерованием с последующей разработкой математической модели длины элементной стружки и экспериментальном подтверждением адекватности данной модели.
В четвертом разделе речь идет об анализе и разработке конструкции ротационной фрезы с последующим 3D моделированием и анализом напряженно-деформированного состояния. Рассматривается оценка экономической эффективности операции получения элементной стружки ротационным фрезерованием.
По итогам работы сформулированы общие выводы:
1. Рассмотрены классификации методов получения порошков, такие как механические, физико-химические. Рассмотрены способы получения порошков типа дробление и размол, диспергирование расплава, грануляция
расп лава, обраб тка ме талл ов резанием. Рассмотрены и изучены основны
ЮУрГУ-15.04.05.2019.180 ПЗ ВКР е
Лист
112
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
характеристики получения порошков, такие как физические и технологические.
2. Разработанная методика экспериментального измерения длины
стружки пригодна для практического использования и обеспечивает получение адекватных результатов.
Разработана методика графического определения рабочих углов фрез для геометрической схемы ротационного фрезерования.
3. Разработана математическая модель длины элементной стружки
ротационным фрезерованием.
Экспериментально подтверждена адекватность математической модели. Представлено сравнение табличных и расчетных значений относительно полученных длин стружек. При законах распределения наблюдений, отличающихся от нормального, распределения статистики Бартлетта существенно зависят от объема выборки, однако достаточно хорошо сходятся к некоторым предельным законам.
4. Проведен анализ различных типов конструкций ротационных фрез, в ходе которого определена конструкция ротационной фрезы с последующей разработкой в CAD-системе Creo Parametric.
Произведен расчет экономической эффективности, который сравнивает торцевое фрезерование с ротационным на основе денежного эквивалента.
1. В ходе расчета производительности фрезерования были рассчитаны скорость резания фрезы V, подача S, частота вращения n, объем снимаемой стружки W для выявления производительности снятия материала Q. Произведено нормирование штучного времени.
2. Предложены списки с ознакомительными ценами некоторых видов порошка, такие как железные порошки, алюминиевые порошки, ферросплавы. Из списков выбраны по одному виду порошка, по которым проведены расчеты.