Научная работа: Совершенствование конструкции торцевых фрез

7. Выбор конкретного технологического решения.

Подпилим державки зубьев на разную глубину, тем самым получим зубья с различной жёсткостью.

6. Формирование научных целей и задач.

В ходе эксперимента проведем исследования влияния изменения жёсткости зубьев на возникновение колебаний при обработке.

7. Формирование исходной гипотезы.

На основании теории влияния жёсткости зубьев на возникновение автоколебаний предположим, что при различной жёсткости зубьев автоколебания не возникнут.

8. Анализ результатов проведенных исследований.

Результаты исследований опытных фрез с зубьями переменной жёсткости показали, что вибрации системы деталь – фреза значительно снизились

9. Объяснение результатов.

М → Ф = Г

Обнаружен механизм, который объясняет полученные факты, а эти факты соответствуют выдвинутой ранее гипотезе. Этот вариант свидетельствует о высокой квалификации исследований и высоких полученных результатов.

10. Формирование выводов.

Фрезы с зубьями переменной жёсткости вызывают на поверхности резания вибрационные волны различной длины. Поэтому техническая система не может настроиться на определённую частоту, колебания не усиливаются и остаются на низком уровне.

Устранение третьего недостатка.

1. Описание ситуации приводящий к производственным исследованиям.

Фрезерование на данном этапе развития техники и технологии обладает низкой производительностью, обусловленной требованиями к качеству обработанной поверхности. Данные научные исследования проводятся для увеличения производительности процесса фрезерования.

Административное противоречие: низкая производительность фрез; производительность необходимо увеличить.

2. Анализ ситуации.

Обработка при фрезеровании ведётся режущими кромками зубьев, вращающимися вокруг оси вращения фрезы. При увеличении продольной подачи обработанная поверхность получится худшего качества.

Техническое противоречие: увеличение подачи ведёт к снижению точности обработки.

3. Разработка обобщенного технического решения. Формулировка технического противоречия.

Для увеличения производительности режущие кромки зубьев за единицу времени должны проходить большее расстояние по поверхности заготовки.

Физическое противоречие: перемещение фрезы для увеличения производительности должно быть быстрым; для выполнения условий точности перемещение фрезы должно быть медленным.

Идея: увеличить частоту вращения фрезы вместе с продольной подачей.

4. Поиск информации.

На основании изучения различных журналов: «Станки и инструменты», «Металлообработка», «Вестник машиностроения», «Машиностроитель» приходим к выводу, что при увеличении υ даже при пониженных значениях подачи на зуб повышается производительность фрезерования (так как возрастает минутная подача) и обеспечивается уменьшение шероховатости обработанной поверхности, силы резания и повышение точности обработки. При этом снижается уровень крутильных колебаний, существенно меньше становится влияние механического удара на процесс изнашивания режущих пластин, резко сокращается число сколов и выкрашиваний, износ стабилизируется, стойкость фрезы возрастает. Кроме того, существенно уменьшается тепловое циклическое воздействие на режущие кромки, так как за период холостого пробега спад температуры приконтактного слоя режущего клина незначителен, что также способствует уменьшению интенсивности и стабилизации процесса изнашивания режущих кромок.

5. Выбор конкретного технологического решения.

Увеличим частоту вращения фрезы в 10-20 раз, подачу на зуб оставим прежней.