Исследование и разработка конструкции специального устройства для реализации токарной операции с термофрикционным подогревом в программе ANSYS. - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Исследование и разработка конструкции специального устройства для реализации токарной операции с термофрикционным подогревом в программе ANSYS.

Сабит Нурымжан Мухтарулы 1
1КарГТУ
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

1 Известные конструкции

2 Коды использованние для моделирование

3 Моделирования вс помощью программы ANSYS V17

Заключение

Список использованных источников

Введение

Токарная операция является наиболее часто используемой обработкой в машиностроительном производстве. Существует несколько видов обработки токарной операции. Из них рассмотримнаиболее распространенные вид обработки наружных цилиндрических поверхностей .

При проходной операции резцы очень часто повреждаются или не проходят. С учетом этой проблемы мы придумываем новый инструмент.

В этой статье мы рассмотрим структуру режущего инструмента и составляем держательную часть. В процессе обработки используется метод обработки ротационно-фрикционного точения с помощью трения.

После сборки конструкции, сжимаем крепежную часть нашего устройства и передаем по осям нагрузку месту крепления дисков.

1 Известные конструкции

Для обработки труднообрабатываемых материалов с высоким износом режущего инструмента на машиностроительных предприятиях применяются резки, в основном оборудованные пластинками из дорогостоящих инструментальных материалов - твердых сплавов, минеральной керамики, эльбора и др. Одним из путей экономии дорогостоящих материалов является разработка и применение новых ресурсосберегающих технологий термофрикционной обработки на низких скоростях, в частности, комплексный метод обработки наружных цилиндрических поверхностей с термофрикционным токарным инструментом. В условиях машиностроительных предприятий страны проведено исследование состояния проблемы разработки механизмов типа тел вращения. Результаты исследования показали, что более 85% обработанных механизмов являются приспособлениями типа вращательных тел или приспособлениями с дугообразными поверхностями, обрабатываемыми тростью на токарных станках. Простота настройки станков, обеспечение необходимого качества и обеспечение высокой производительности - это основные преимущества токарных станков. Токарной обработкой можно обрабатывать поверхности разных профилей.

Тем не менее, основным недостатком токарной обработки является дробление щепы при обработке материалов, которые вызывают дополнительные трудности при обслуживании станка, особенно длинные стружки. При стружке такая стружка упаковывается в резак и заготовки, ухудшает качество обработки и повреждает механизм станка. Кроме того, длинная стружка опасна для рабочего, работающего на станке. В этом случае удаление стружки вызывает серьезную проблему и иногда приходится остановливать станок. Кроме того, существует проблема образования ударных нагрузок в резаке при обрыве вращения поверхностей (например, поверхности с различными наружными и внутренними проемами и т. п.). Это приводит к снижению показателей шероховатости обработки и устойчивости инструмента, и этот вопрос является актуальным.

Целью изобретения является повышение качества готового изделия и производительности.

Для решение проблемы предагаем инструмент для обработки цилиндрических деталей. Так как инструменты при резке валов режущее пластины резца быстро портятся из-за различных факторов.

2 Коды использованние для моделирование

/NOPR !Переход к объемной задаче

/PMETH,OFF,0

KEYW,PR_SET,1

KEYW,PR_STRUC,1

KEYW,PR_THERM,0

KEYW,PR_FLUID,0

KEYW,PR_ELMAG,0

KEYW,MAGNOD,0

KEYW,MAGEDG,0

KEYW,MAGHFE,0

KEYW,MAGELC,0

KEYW,PR_MULTI,0

KEYW,PR_CFD,0

/GO

/prep7 !препроцессор включить

/UNITS,SI!Си система

ET,1,SOLID92 ! Выбрать САЕ

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0 !не учитывать температуру

!материал вилки

MPDATA,EX,1,,3e10 !модуль упругости

MPDATA,PRXY,1,,0.25! коэф.Пуассон а

MPDATA,DENS,1,,7000 !Плотность

!материал шва

MPDATA,EX,1,,7e10 !модуль упругости

MPDATA,PRXY,1,,0.3! коэф.Пуассон а

MPDATA,DENS,1,,7000 !Плотность

!создание вилки

R1=0.024

R2=0.028

Z1=0

Z2=0.224!длина вильки условная, поскольку нагрузка осевая длину можно ограничить

Y1=0

Y2=360

Cylind, R1, R2, Z1, Z2, Y1, Y2

!создание крышки

R1=0.005

R2=0.028

Z1=0

Z2=-0.006!длина вильки условная, поскольку нагрузка осевая длину можно ограничить

Y1=0

Y2=360

Cylind, R1, R2, Z1, Z2, Y1, Y2

!создание ушки крепления

K,100, 0.045, 0.0355, 0.224,

K,101,0.045, -0.0355, 0.224,

K,102, 0.045, -0.0355, 0.323,

K,103,0.045, 0.0355, 0.323,

!создаем площадь

A,100, 101,102,103

!Вставляем код из Log файла

FLST,2,1,5,ORDE,1

FITEM,2,13

VEXT,P51X, , ,-0.090,0,0,,,,

!создание ушки крепления

K,200, 0.030, 0.0355, 0.249,

K,201, 0.030, -0.0355, 0.249,

K,202, 0.030, -0.0355, 0.323,

K,203, 0.030, 0.0355, 0.323,

!создаем площадь

A,200, 201,202,203

!Вставляем код из Log файла

FLST,2,1,5,ORDE,1

FITEM,2,19

VEXT,P51X, , ,-0.060,0,0,,,,

!убираем лишные детали

VSBV, 3, 4

!вставляем внутренний круг

R2=0.017,

K,300, 0.045, 0, 0.297,

K,301, 0.045, 0, 0.277,

K,302, 0.045 ,-0.017, 0.294,

K,303, 0.045, 0, 0.311,

K,304, 0.045, 0.017, 0.297,

!строим дуги

Larc, 301,302,300,R2

Larc, 302,303,300,R2

Larc, 303,304,300,R2

Larc, 304,301,300,R2

!создаем площадь

A,301,302,303,304

!Вставляем код из Log файла

FLST,2,1,5,ORDE,1

FITEM,2,16

VEXT,P51X, , ,-0.090,0,0,,,,

!убираем лишные детали

VSBV, 5, 3

!вставляем внутренний круг

R3=0.040,

K,400, 0.045, 0, 0.282,

K,401, 0.045, -0.0355, 0.301,

K,402, 0.045 , 0, 0.323,

K,403, 0.045, 0.0355, 0.301,

K,404, 0.045, 0.0355, 0.330,

K,405, 0.045, -0.0355, 0.330,

!строим дуги

Larc, 401,402,400,R3

Larc, 402,403,400,R3

!создаем площадь

A,401,405,404,403,402,

!Вставляем код из Log файла

FLST,2,1,5,ORDE,1

FITEM,2,13

VEXT,P51X, , ,-0.09,0,0,,,,

!убираем лишные детали

VSBV, 4, 3

!свариваем детали

vglue, all

!создаем сетку

vmesh, all

3Моделирования вс помощью программы ANSYSV17

В начале создаем файл

Рисунок 1

Далее с помощью команды Cylind, R1, R2, Z1, Z2, Y1, Y2 создаем цилиндр по оси Х.

Рисунок 2

Далее по данным координатам пишем коды

Рисунок 3

После выбираем точки и создаем точки

Рисунок 4

С помощью ниже указанный команды выделая прямоугольник вытягиваем нужную длину

Рисунок 5

Далее по данным координатам пишем коды

Рисунок 6

Далее по данным координатам пишем коды

Рисунок 7

После выбираем точки и создаем объем

Рисунок 8

С помощью ниже указанный команды выделая прямоугольник вытягиваем нужную длину

Рисунок 9

Далее с помощью Volumes удаляем лишний деталь, для этого выбираем данный общий объект

Рисунок 10

Далее выбираем объект которого надо удалить

Рисунок 11

Далее по данным координатам пишем коды

Рисунок 12

После выбираем точки и создаем объем

Рисунок 13

С помощью ниже указанный команды выделая круг, вытягиваем нужную длину

Рисунок 14

Далее с помощью Volumes удаляем лишний деталь, для этого выбираем данный общий объект

Рисунок 15

Далее выбираем объект которого надо удалить

Рисунок 16

Далее по данным координатам пишем коды

Рисунок 17

После также по данным координатам пишем коды

Рисунок 18

Далее выбираем точки и создаем объем

Рисунок 19

С помощью команды By XYZ выделая объенм, вытягиваем нужную длину

Рисунок 20

Указываем длину

Рисунок 21

Далее с помощью Volumes удаляем лишний деталь, для этого выбираем данный общий объект

Рисунок 22

Далее выбираем объект которого надо удалить

Рисунок 23

Деталь готов далее делаем расчеты

Рисунок 24

Для расчета нагрузки нам нужно создать сетку, указываем места где будут продаваться нагрузки

Рисунок 25

С помощью команды Solution > Apply > Structural > Pressure > On Areas выделяем площадь №1 (основание конуса) для того чтобы дать на нее нагрузку.

Рисунок26

Даемнагрузку 3000 кНкомандой Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Areas идалеепишемкоманду Solve, Action

Рисунок 27

Для получение результата запускаем GeneralPostproc для того чтобы увидеть результаты. General Postproc > Plot Results > Deformed Shape их трех вариантов выбираем Def + undeformed. Чтобы получить картину деформации.

Рисунок 28

На рисунке показана деформация вилки для расмотрения подробно выбираем виды деформации General Postproc > Plot Results > Nodal Solution >DOF Solution выбираем по оси Х

Рисунок29

Вид деформации General Postproc > Plot Results > Nodal Solution >DOF Solution выбираемпооси Y

Рисунок 30

Вид деформации General Postproc > Plot Results > Nodal Solution >DOF Solution выбираемпооси Z

Рисунок 31

General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu > Stress, показываетмаксимальноедавлениепоосих

Рисунок 32

General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu > Stress, показываетмаксимальноедавлениепооси Y

Рисунок 33

General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu > Stress, показываетмаксимальноедавлениепооси Z

Рисунок 34

Заключение

Мы научились работать в программе ANSYSV17, научились разрабатывать расчётные модели исследуемых изделий, в максимальной степени учитывающих особенности их конструкции, включая высокую идентичность внешнего вида, что во многих случаях облегчает построение моделей, их отладку и анализ полученных результатов, научились выполнять расчёт параметров изделий, определяющих их работоспособность и точность. Рассмотрены конструкции ротационно-фрикционного инструмента технологии их использования.

В данной задаче было рассмотрено нагрузка на держатель инструмента. Получены решения об устойчивости материала и эффективности констукции а также указаны все нагрузки на оси.

Список использованных источников

1. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С. Практические аспекты разработки про- мышленных информационных систем. Караганда, 2010, изд-во КарГТУ, 207с.

2. Бейсембаев К.М., Шащянова М.Б. Основы системного анализа в базах данных.Караганды, Болашак-Баспа, 2008, 208 с.

3. Нургужин М.Р. Инженерные расчеты в ANSYS: Сборник примеров. Караганда, 2006, изд-во КарГТУ, 319с

Просмотров работы: 21