Ассоциация молодых учёных-машиностроителей
АМУМ Украина

Ассоциация молодых учёных-машиностроителей

Рубрика: Библиотеки, книги --->> Научная библиотека
 


КрепёжКрепёж

 

КрепёжКрепёж
Счётчики посещаемости сайта
Счетчик посещений Counter.CO.KZ

Ассоциация
Молодых
Учёных
Машино-
        строителей



 
Как же отсюда скачать?
Пароль на скачивание файлов высылается в течении нескольких минут на почтовый ящик. Это бесплатно!

E-mail:
Смотрите так же по этой теме:

Деякі моделі робочих процесів

> > > Ознайомитись з програмою семінару по даній тематиці «Основи 3D імітаційного моделювання методом скінчених елементів процесів різання металів»

Розглянемо деякі моделі робочих процесів, що розроблені авторами та є актуальними в теперішній час.

Можливість дослідження впливу контактних процесів на характер стружкоутворення надає скінчено-елементна 2D модель ортогонального різання, що дозволяє спрогнозувати не тільки форму стружки, поля напружень, інтенсивності пластичних деформацій, швидкостей деформації й температури в умовах зливного стружкоутворення (рис.1), але й в умовах утворення стружки іншої форми, наприклад елементної стружки адіабатичного зсуву (рис.2). Проведені авторами дослідження показують, що на похибку прогнозування показників процесу різання впливають три основні групи факторів: (1) похибки опису геометрії леза, особливо величини радіусу округлення різальної кромки й фаски зносу на задній поверхні; (2) похибки опису термомеханічних властивостей оброблюваного матеріалу, у тому числі руйнування, а також зовнішнього тертя в парі лезо-заготовка; (3) параметри вирішувача, у тому числі відношення характерного розміру скінченого елемента до радіусу округлення різальної кромки, величина кроку інтегрування, контактний алгоритм. Розроблені рекомендації з вибору параметрів моделі дозволили авторам істотно зменшити похибку прогнозування одночасно обох проекцій сили різання й товщини стружки (табл.1).

Таблиця 1 — Приклад розрахунку показників процесу різання сталі 45 твердосплавним лезом WC-Co c гамма=5, альфа=10, ро=20мкм

V, м/хв S,мм/об γ,º αс
Експери- ментальні дані Дані моделю- вання Похибка, %
200 0,15 -7 3.1 2.9-3.0 -3
0,15 5 2,6 2.1-2.3 -15
0,3 -7 2,4 2.5-2.8 10
0,3 5 2,2 2.2-2.3 4.5
300 0,15 -7 2,5 2.7-2.8 12.0
0,15 5 2,2 2.1-2.4 4.5

Продовження таблиці 1

Pz, Н Py, Н
Експери- ментальні дані Дані моделювання Похибка, % Експери- ментальні дані Дані моделю- вання Похибка, %
396±53 410±15 3.5 313±71 250±20 -20.1
356±17 350±10 -1.7 237±28 190±20 -19.8
640±33 660±10 3.1 360±38 310±15 -13.9
600±29 690±10 15.0 299±38 230±15 -23.1
388±23 440±15 13.4 283±38 240±20 — 15.2
333±13 380±15 14.1 197±28 200±25 1.5

image004

Рисунок 1 — Поля максимальних дотичних напружень (а), інтенсивність швидкостей деформацій (б), інтенсивність пластичної деформації (г) і температура (д) в умовах різання сталі 45 твердосплавним лезом WC-Co: V=200 м/хв, S=0.15 мм/об, гамма=5, ро=20мкм.

image005

Рисунок 2 — Поля максимальних дотичних напружень (а), інтенсивність швидкостей деформацій (б), інтенсивність пластичної деформації (г) і адіабатична температура (д) в умовах різання: сталь 45, V=1000 м/хв, S=0.05 мм/об, гамма=5, ро=10мкм.

segmented

Інтерес також представляють 3D моделі процесів різання, що дозволяють спрогнозувати форму стружки при різанні інструментами з геометрично складною передньою поверхнею. Наприклад, 3D модель процесу різання пластиною KENNAMETAL A2040N00CR02 KC5025 дозволяє оцінити її ефективність до завивання стружки, що дуже важливо для інтенсифікації обробки глибоких канавок і відрізання. Наприклад, у результаті моделювання було встановлено, що як на першому, так і на наступних проходах ширина стружки на 0.1 мм менше, ніж ширина канавки, що разом із завиванням забезпечує її надійне видалення з оброблюваної канавки (рис. 3).

а) image011
image010

б) image013

Рисунок 3 – Модель процесу прорізання канавки пластиною KENNAMETAL A2040N00CR02 KC5025 у сталі 45 (V=120 м/хв, S=0.1 мм/про, b=4.05 мм): а) перший прохід, б) другий прохід. Ширина стружки bc=3.95 мм.

cutting_off

Ефективність стружкоутворення може бути оцінена й при свердлінні. Наприклад, результати моделювання процесу свердління сталі 45 свердлом KASER D=25мм (рис. 4, а та б) дозволили встановити нерівномірний розподіл навантаження між пластинами на різальних лезах свердла (рис. 4в), а також коливання осьової сили під час врізання в маложорстку заготовку (рис.4г).

а) image016

б) image018

в) image020

г) image022

Рисунок 4 – Свердління плити товщиною 5 мм зі сталі 45 свердлом KASER D=25мм: а) і б) – стружка на четвертому оберті свердла, в) крутний момент, Нм, г) осьова сила, Н

За допомогою імітаційного моделювання може також бути оцінений вплив геометрії задньої поверхні свердла на заусенець, що утвориться на виході з отвору. Так, наприклад, моделювання свердління плити товщиною 5 мм зі сталі 45 цільним твердосплавним свердлом Guehring 5514 D=10 мм показало, що утворення фаски зносу на задній поверхні приводить при малій жорсткості заготовки до утворення значного заусенця внаслідок збільшення частки пластичної деформації заготовки (рис.5).

а) image024

б) image026

Рисунок 5 – Порівняння процесу свердління плити товщиною 5 мм зі сталі 45 свердлом Guehring 5514 D=10 мм. Гострий інструмент (а), зношений інструмент (б).

solid_drilling

Корисну інформацію для оптимізації фрезерування маложорстких деталей можна також одержати за допомогою моделювання стружкоутворення в цьому процесі. Наприклад, у результаті реалізації моделі процесу фрезерування кінцевою фрезою Guehring 3677 стінки товщиною 4 мм зі сталі 45 було встановлено, що, наприклад, при ширині фрезерування 16 мм мінімальна товщина стінки, що забезпечує надійне стружко утворення, становить 3.1 мм (рис. 6).

а) image030

б) image032

в) image034

Рисунок 6 – Фрезерування стінки товщиною 5 мм із радіальною подачею. Фреза Guehring 3677, ширина фрезерування — 16 мм. а) поглиблення фрези — 0.8 мм, б) поглиблення фрези 2.5 мм, в) поглиблення фрези 4мм

mill2mill4

Таким чином, за допомогою імітаційних моделей процесу різання без проведення натурних експериментів при зміні умов обробки в широкому діапазоні (властивостей оброблюваних і інструментальних матеріалів, конструкцій інструментів і геометричних параметрів лез, параметрів режиму різання тощо) може бути отримана інформація про динамічний стан елементів технологічної системи, якість обробленої поверхні, напружень у різальному інструменті, визначені сили та моменту різання, температурні поля в інструменті і заготовці тощо. Вся ця інформація може бути використана не тільки для визначення значень окремих характеристик процесу різання, але й для оптимізації вихідних показників технологічного процесу (наприклад, стійкості інструмента, його довговічності й надійності, собівартості обробки тощо), геометричних і конструктивних параметрів інструмента, конструктивних елементів пристосування й верстата.

Опубликовано 21.01.2010. Обновлено 09.11.2013

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

 
КрепёжКрепёж
Сервис

Вверх этой страницы