Научная работа: Совершенствование конструкции торцевых фрез

УДК 530

Аннотация

Колеконова Ю.Н. Совершенствование конструкции торцевой фрезы. Отчет по научно-исследовательской работе. Тольятти: ТГУ, 2006 г.

Отчет по научно-исследовательской работе – 21 стр.

Так как развитие современного машиностроения предъявляет новые требования к современному режущему инструменту, к разработке более экономичных технологий его производства. В данной работе обсуждается проблема совершенствования конструкции торцевых фрез. Предлагаются новые современные методы решения классической задачи совершенствования конструкции торцевых фрез.

Описываются современные методы и алгоритмы, используемые при решении данной задачи.

Содержание

Введение

1. Изучение описанных в литературе усовершенствований

Описание объекта, выявление недостатков

Цель усовершенствования

Алгоритм проведения научных исследований и устранение недостатков

Описание усовершенствованного объекта

2. Совершенствование торцовой фрезы

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Рост требований к качеству выпускаемой продукции определяет необходимость повышения качества отдельных деталей. Это увеличивает долю чистовых операций в общей трудоемкости изготовления деталей, что объясняется также уменьшением припусков на обработку за счет использования таких современных методов получения заготовок, как литье под давлением, изготовление деталей из металлопорошков, прокатка точных профилей и т. д. Поэтому особое внимание необходимо уделять повышению качества и эффективности чистовой и получистовой обработки чугунов и закаленных сталей.

В последнее время широкое распространение получили методы окончательной обработки плоских поверхностей чистовыми торцовыми фрезами. Это объясняется тем, что фрезерование, по сравнению со шлифованием, характеризуется более высокой производительностью и размерной стойкостью инструмента и обеспечивает меньшее количество дефектов поверхностного слоя. Обработке подлежат ответственные детали машин, высокоточного оборудования, металлорежущих станков и т. п. Работоспособность таких деталей требует обеспечения необходимой контактной жесткости и износостойкости соединений, поэтому они должны иметь минимальные отклонения от плоскостности и необходимую шероховатость поверхности.

При конструировании торцовых фрез часто не учитываются особенности финишной обработки — резания с малыми толщинами среза, неудовлетворительно решаются вопросы полного участия режущих элементов в резании и возобновления режущей способности фрез. Это приводит к повышенной динамике процесса фрезерования и не позволяет полностью реализовать уникальные режущие свойства.

Проектирование торцовых фрез является многовариантной задачей, при этом отсутствуют четкие критерии их рациональной конструкции. В настоящей научной работе рассматриваются некоторые направления совершенствования конструкций фрез.

1 Описание торцевой фрезы

Торцовая фреза кроме главной режущей кромки 7 у зуба фрезы имеет вспомогательную режущую кромку 8 и переходную 9 шириной f₀ . главный угол φ в плане торцовой фрезы измеряют между проекцией главной режущей кромки зуба на осевую плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол φ₁ в плане составляет 5—10°. Чем он меньше, тем меньше шероховатость обрабатываемой поверхности. Переходная режущая кромка повышает прочность режущей части зуба. Главный передний и главный задний углы измеряют в плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки зуба на осевую плоскость.

В результате обратного мозгового штурма выявляем следующие основные недостатки торцовых фрез:

1. Во время работы фрезы на передней поверхности зуба в середине контактных площадок образуются продольные трещины, перпендикулярные к режущей кромки. По мере работы фрезы эти трещины увеличиваются, распространяясь на заднюю поверхность зуба. Высокие температуры на контактных площадках. Высокая амплитуда колебаний за время рабочего и холостого ходов. Низкая эффективность. Высокая себестоимость.

2. Периодическое изменение сил резания при фрезеровании представляет собой источник внешних воздействий на технологическую систему и приводит к нежелательным вынужденным колебаниям последней. Наряду с этим вследствие регенерации вибрационных волн на поверхностях резания, последовательно образуемых зубьями фрезы в процессе удаления припуска, возникают автоколебания.

3. Сложность эксплуатации при высоких скоростях резания. Низкая точность обработки. Большая шероховатость обрабатываемой поверхности. Большие силы резания.

В дальнейшем применим различные методы технического творчества для устранения выявленных недостатков, проведём исследования и сделаем выводы об эффективности усовершенствованной фрезы.

2 Цель усовершенствования

Целью усовершенствования торцевой фрезы является повышение производительности, снижение себестоимости, увеличение стойкости инструмента, снижение уровня вибраций, увеличение качества и технологичности.

3 С целью устранения указанных выше недостатков применим алгоритм проведения научных исследований:

Устранение первого недостатка.

1. Описание ситуации приводящий к производственным исследованиям.

Фрезерование является одним из основных видов металлообработки. В настоящее время фрезы не обладают достаточной стойкостью, что приводит к удорожанию обработки. Данные научные исследования проводятся для увеличения стойкости фрез.

Административное противоречие: стойкость фрез не соответствует требованию производства.

2. Анализ ситуации.

В начале изнашивания фрез на передней поверхности зуба в середине контактных площадок образуются продольные трещины, перпендикулярные к режущей кромки. По мере работы фрезы эти трещины увеличиваются, распространяясь на заднюю поверхность зуба.

Техническое противоречие: увеличение качества материала фрезы приводит к увеличению стоимости инструмента.

3. Разработка обобщенного технического решения. Формулировка технического противоречия.

Для увеличения стойкости фрез необходимо улучшать материал зубьев фрезы.

Физическое противоречие: материал зуба должен быть качественным и некачественным.

Идея: покрывать зубья износостойким покрытием; при этом зубья фрезы будут изготовлены из дешевых материалов, и будут обладать высокими износостойкими свойствами.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--