XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020
Проектирование и расчет специального устройства для термофрикционного фрезеточения
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
В настоящее время в Карагандинском государственном техническом университете осуществляются способы обработки заготовок термофрикционной фрезеровкой под руководством профессора Шерова К. Т. и его учеником-доктора PhD Мусаева М. М. То есть для предотвращения больших потерь при обработке длинных валов, а также для получения изделий высокого качества, мы планируем предусмотреть термофрикционную фрезеровку с помощью специального оборудования, собранной на основе токарного станка 1К62.
1-шпиндели стана 1К62; 2-обрабатываемое изделие; 3-зажим; 4-специальное устройство.
Рисунок 1 – Термофрикционное фрезерование
Рисунок 2 – Декомпозиция приспособления для термофрикционного фрезеточения
Для того, чтобы обеспечить минимальный расход при обработке длинной цилиндрической заготовки, мы считаем целесообразным экспериментально проверить оптимальную скорость фрезерного резака с заготовкой. В этом случае, в связи с тем, что он работает в одном режиме, то есть с одной скоростью, заставить его работать на различных скоростях, являлся одной из основных целей при проектировании специального оборудования. Однако, поскольку цена частотника на электродвигателя с мощностью 5,5 кВт очень высока, мы решили преобразовать скорость в электродвигателе с помощью различных шкивов.
Рисунок 3 – Термофрикционное фрезоточение в 3D модели
4
6
2
5
3
1
1 – Команда «Применить материал»;
2 – Команда «Консультант по креплениям»;
3 – Команда «Консультант по внешним нагрузкам»;
4 – Команда «Консультант по соединениям»;
5 – Команда «Запустить это исследование»;
6 – Вспомогательное окно «Консультант по результатам».
Рисунок 4 – Основные команды в SolidWorks Simulation
Рисунок 5 – Вкладка «Simulation» команда «Новое исследование»
Зададим материалы:
для вала – сталь углеродистая;
для фрезы – сталь, легированная.
Для этого мы выделяем одну из деталей и заходим в команду «Применить материал» (рисунок 5 (1)) и выбираем нужный нам материал. После выбора материала нажимаем на команду «Применить».
Рисунок 6 – Выбор материала
Во время обработки трением на режущую поверхность фрезы действует сила трения и противодействующая сила, которая по третьему закону Ньютона будет равна силе подачи. И нашей задачей является расчет общей силы действующей на поверхность фрезы и проверка прочности инструмента с валом.
Рисунок 7 – Структурная сетка вала и фрезы
Рисунок 8 – Установка крепления
Рисунок 9 – Установка крепления
Рисунок 10 – Установка действующей силы на поверхность обработки
Рисунок 11 – Результаты анализа на напряжения
Рисунок 12 – Результаты анализа на перемещения
Рисунок 13 – Результаты анализа деформаций
Из результатов исследования видно, что максимальные напряжения деталей возникают в пределах от 0– 1,256 * 105 Н/мм2. Максимальное перемещение находится в пределах от 1 * 10-30 – 1,68 * 10-5 мм. Максимальные деформаций находятся в пределах от 4,165 * 10-7 – 0 мм. Как мы видим, фреза не справилась с прилагаемой нагрузкой, поэтому придется провести дополнительные исследования с более высокопрочными видами стали. Поэтому рекомендована снизить усилие подачи на ~50%.
По итогам работы, рассчитанные детали не удовлетворяют установленным техническим требованиям и не годны для эксплуатации.
Использование программных комплексов САПР облегчает процесс проектирования и производства. Программы, подобные SolidWorks, позволяют воссоздать процесс производства деталей, что значительно сокращает время разработки и ввода в эксплуатацию различных деталей и приспособлений.
Список использованной литературы
1. Станочные приспособления: справочник для машиностроителей / Под ред. Б. Н. Вардашкина и А. А. Шатилова. – 1 том. – М., 1984
2. Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мешерякова. – 2 том. – М., 1986
3. http://glavconstructor.ru/articles/programs/inventor-solidworks/
4. http://idtsoft.ru/?page=inv10reas
5.https://autocad-lessons.ru/inventor/samouchitel-inventor/interfejs-autodesk-inventor/
6. https://www.youtube.com/watch?v=oKfOUOwAaOo