name: Разработка и исследование способа нарезания внутренних винтовых канавок в тонкостенных бронзовых втулках сборными поворотными прошивками
keyword_list: Внутренняя винтовая канавка Сборный режущий инструмент Процессы формообразования Математическое моделирование Компьютерное моделирование Силовая кинематическая связь Бронзовая втулка Поворотная прошивка
abstract: Цель работы: повышение производительности обработки внутренних винтовых канавок с малыми углами подъема спирали на внутренней поверхности тонкостенных втулок из бронзового сплава БрАЖ9-4.
  Задачи исследования: 1) Разработать способ обработки внутренних винтовых канавок в тонкостенных деталях на универсальном оборудовании с использованием лишь одного главного поступательного движения и инструмента в виде поворотной прошивки. 2) Исследовать, в том числе и на основе компьютерного моделирования, влияние геометрических параметров инструмента и режимов резания на формирование силовой кинематической связи между заготовкой и инструментом в процессе обработки. 3) Разработать методику проектирования сборной поворотной прошивки для обработки внутренних винтовых канавок с малыми углами подъема спирали в тонкостенных деталях, позволяющей достичь наибольшей производительности обработки. 4) Разработать типовую конструкцию сборной поворотной прошивки для обработки винтовых канавок, изготовить опытный образец и провести натурные испытания.
  В ходе теоретического и экспериментального исследования получены следующие результаты и сделаны выводы:
  1. Разработан новый способ обработки внутренних винтовых канавок в тонкостенных деталях, основанный на идее применения инструмента, осуществляющего вращение от контактного взаимодействия режущих кромок с материалом заготовки под действием осевой силы (Патент №2760768). В работе доказано, что применение данного способа возможно на универсальном технологическом оборудовании, имеющем одно главное движение подачи.
  2. Выполненное исследование процесса обработки внутренних винтовых канавок в тонкостенных втулках из бронзовых сплавов режущими секциями в диапазоне скоростей резания 2…14 м/мин, величин подач 0,2…1,2 мм/зуб и переднего угла 5…15° и полученные зависимости влияния режимов обработки и геометрических параметров поворотных режущих оправок на: удельную осевую силу, приходящуюся на один зуб;  температуру в зоне резания;  величину угла поворота режущей секции; угол наклона винтовой линии; величину износа режущих пластин, позволили установить, что:
  - величина отклонения углов поворота режущей секции в процессе работы и угла наклона нарезанной винтовой канавки от номинального значения находится в пределах ±30’, что не выходит за пределы допуска на эти параметры;
  - максимальная температура в зоне резания не превышает 210С, что соответствует скорости резания 14 м/мин, подаче 1,2 мм/зуб и переднем угле 10 градусов.
  - зубья из твердого сплава характеризуются меньшей величиной износа по передней поверхности (не более 20%) по сравнению с быстрорежущей сталью;
  - применение профильной схемы съема припуска характеризуется меньшей величиной удельной осевой силы, её использование при проектировании конструкции поворотной прошивки является целесообразным.
  3. На основе теоретического исследования установлено, что погрешность глубины нарезаемой винтовой канавки, вследствие деформации стенки бронзовой заготовки с толщинами 1,5...3 мм при обработке режущей секцией с тремя режущими зубьями, составляет 10…71 мкм, а при обработке режущей секцией с одним режущим зубом составляет 0,131…1,252 мм, в связи с чем, при необходимости выполнения обработки одним зубом заготовку предлагается устанавливать в жесткую охватывающую оправку.
  4. Проведение натурных экспериментов с поворотной режущей секцией сборной прошивки в диапазоне скоростей резания 0,2...4 м/мин позволило установить, что отклонение величины измеренной осевой силы от величины, рассчитанной по установленным на основании компьютерного моделирования зависимостям не превышает 15%, а изменение угла наклона винтовой линии, находится в пределах ±30'.
  5. Разработана новая конструкция сборной поворотной прошивки (Патент на полезную модель 207213) реализующей предложенный в работе способ нарезания внутренних винтовых канавок во втулках с внутренними диаметрами от 30 до 200 мм. 
  6. С учётом выявленных особенностей и закономерностей процесса обработки внутренних винтовых канавок с малыми углами подъема спирали в тонкостенных бронзовых втулках был разработан алгоритм расчета основных конструктивных параметров прошивки и режимов обработки, а именно: количество частей прошивки; длины прошивки; количество режущих оправок и числа устанавливаемых на них режущих пластин; величины углового смещения оправок, скорости резания. 
  7. Разработанный и изготовленный с применением созданного алгоритма опытный образец сборной прошивки для нарезания 21 внутренней канавки трапецеидального профиля с глубиной 1,2 мм в бронзовой втулке с внутренним диаметром 34 мм и длиной 40 мм по результатам натурных испытаний при скорости резания 4 мм/мин на станке 1К62 показал основное время обработки 10 с., что со-ответствует повышению производительности обработки по сравнению, например, с обработкой давлением увеличилась в 2 раза, а со строганием в 10 раз.
  8. Результаты проведенных исследований приняты к промышленному применению на предприятии АО «Геотехник» г. Железногорск и ООО «ГЕОМАШ» г. Щигры, ООО «КАРАВАН» г. Курск.
chairman_dissertation_council.name: Владислав
chairman_dissertation_council.surname: Смоленцев
chairman_dissertation_council.patronymic: Павлович
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: -
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6602917951
chairman_dissertation_council.rinc_id: 105501
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Лариса
organization_supervisor.surname: Клюева
organization_supervisor.patronymic: Александровна
organization_supervisor.position: начальник ОДС
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 55.31.29
rubrics.name: Лезвийный инструмент
oecds.code: 02.03.IU
oecds.name: ENGINEERING, MECHANICAL
speciality_codes.name: Технология и оборудование механической и физико-технической обработки
speciality_codes.code: 05.02.07
supervisors.fio: Куц Вадим Васильевич
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Технология и оборудование механической и физико-технической обработки
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Макаров Владимир Федорович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология и оборудование механической и физико-технической обработки
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Селеменев Михаил Федорович
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Технология и оборудование механической и физико-технической обработки
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ФГБОУ ВО "ВГТУ", ВГТУ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1033600070448
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: КОЛОДЯЖНЫЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ЮЗГУ
author_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
author_organization.ogrn: 1034637015786
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения