Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
книги / 836.pdf
Скачиваний:
40
Добавлен:
07.06.2023
Размер:
14.81 Mб
Скачать

XIII Международная научно-практическая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ»

Из полученных графиков видно, что на

уровне, а на микроструктурном уровне,

глубине 5 мм, степень деформации порядка

считать

количество

дислокаций средствами

9%, а твердость повышается с 10,3 HRC до

электронной микроскопии.

 

 

 

37,5 HRC (увеличивается в 3,5 раза), на

3.Действие ударной волны на сталь

глубине 15 мм степень деформации 7%, а

спровоцировало обильное

возникновение

твердость повышается с 10,3 HRC до 30 HRC

полос

скольжения.

Видимые

линии

(увеличивается в 3 раза). Для сравнения, на

скольжения прямые и параллельные и идут

рисунке 5 представлена осадка по высоте

или в одном направлении (однородное

образцов из стали 110Г13Л при растяжении и

скольжение),

или

в

двух

направлениях

ударах молота весом 750 кг [3].

 

(множественное скольжение).

 

 

 

При такой степени деформирования нет

4.При

статическом

нагружении

соответствия

повышению

значений

(растяжение, удары молота) при 40-50%

твердости.

 

Следовательно,

оценка

осадке образцов, наблюдаемая твердость

напряженного состояния данного материала и

составляет ~ 42 -48 HRC, при динамическом

с помощью метода делительных сеток не

нагружении (действие взрывной волны)

соответствует действительности, так как

твердость будет равна

~ 35 -38 HRC при 8-

механизм упрочнения другой, с нашей точки

9% деформации.

 

 

 

 

 

зрения здесь

присутствует

гетерогенный

 

 

 

 

 

 

 

 

механизм

формирования

дислокаций,

ЛИТЕРАТУРА:

 

 

 

 

 

который не приводит к большим степеням

1. Гуськов А.В., Милевский К.Е., Петров

деформации и присущ только для ударно-

А.Ф.,

Тушинский

Л.И.

Влияние

волнового нагружения.

 

 

 

высокоскоростной

ударной

волны

на

Выводы:

 

 

 

 

микроструктуру

и

механические

свойства

1.Были проведены эксперименты с

стали Гадфильда 110Г13Л.- Вестник НГТУ,

использовании метода делительных сеток,

2006 г., № 4

 

 

 

 

 

 

для оценки деформируемого состояния стали

2.

Технологическая инструкция

на

110Г13Л, образцы из которой подвержены

процесс

упрочнения

взрывом

рабочих

нагружению ударной волной по схеме

поверхностей сердечников крестовин в зоне

всестороннего сжатия. Использование такого

перекатывания

 

 

094.25200.00005.

-

метода

для

оценки

возможно,

т.к.

Новосибирск, 2001. – с. 8-11

 

 

 

сохраняется сетка после нагружения и мы

3. Власов В.И., Комолова Е.Ф.

 

 

можем

рассчитать

 

относительные

Высокомарганцовистая сталь, М.:

 

 

деформации.

 

 

 

 

Машиностроение, 1972, 192 с.

 

 

 

2.Необходимо оценивать

напряженное

 

 

 

 

 

 

 

 

состояние

уже

не на

макроструктурном

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРОБЛЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕХЗВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ

Попугаев М.Г., Дворников Л.Т.

Сибирский государственный индустриальный университет,

Россия, г. Новокузнецк ул. Кирова 42 E-mail: fdba@yandex.ru

В практике машиностроения

наиболее

Все трехзвенные механизмы содержат в

широкое применение

имеют

простейшие

своем составе

два подвижных

звена и

механизмы по числу используемых в них

стойку,

относительно

которой

звеньев. Прежде всего, к таким механизмам

осуществляется движение звеньев.

 

относятся трехзвенные. Достаточно сказать,

Наиболее распространенными представи-

что в известном справочнике [1] академика

телями таких механизмов являются зубчатые,

Артоболевского И. И. «Механизмы в

кулачковые, винтовые механизмы и др. Все

современной

технике»

издательства

эти механизмы являются замыкающими на

«Наука»,

1970г.

приведены

сотни

стойку.

 

 

отличающихся друг от друга трехзвенных

Известно, что любые по сложности

механизмов.

 

 

 

 

кинематические

цепи структурно полностью

358

Современные техника и технологии 2007

описываются универсальной структурной системой [2]

pk =τ + (τ 1)nτ 1 +... +ini +...2n2 + n1 ,

n =1+ nτ 1 +... + ni +... + n2 + n1 ,

(1)

m+1

W = (6 m)n (k m) pk ,

k =5

где: τ - число кинематических пар наиболее сложного звена кинематической цепи,

m - число общих наложенных на кинематическую цепь связей ( 0, 1, 2, 3, 4),

W – подвижность механизма, n – число подвижных звеньев,

ni - число звеньев, добавляющих в цепь по i кинематических пар,

k - класс кинематических пар (5, 4, 3, 2,

1).

Полный состав движения любого свободного твердого тела в пространстве можно представить в виде ВПВПВП, означающим независимые вращения (В) и поступательные (П) движения тела относительно трех осей декартовой системы координат. Класс кинематической пары показывает, сколько движений не могут быть воспроизведены парой. Так в кинематической паре первого класса исключена возможность движения вдоль одной из осей декартовой системы координат, в кинематической паре второго класса – два условия связи. В кинематической паре пятого класса соответственно пять условий связи.

Третье уравнение системы (1) есть известная формула В. В. Добровольского. Параметр m в ней определяет сколько общих условий связи накладывается на рассматриваемую кинематическую цепь, т.е. какие движений В и П принимаются за запрещенные. При m=0 на кинематическую цепь не наложено ни одного условия и следовательно этот механизм может существовать в пространстве, такие механизмы относятся к механизмам нулевого семейства. Чем больше общих условий связи наложено на систему, тем меньше независимых относительных движений имеет механизм. При m=4 на кинематическую цепь наложено четыре условия связи, механизмы которые существуют при этом условии работают только на плоскости и являются механизмами четвертого семейства.

Трехзвенные механизмы могут существовать в любом из пяти семейств.

Подставляя задаваемые значения параметров W=1 и n=2 в систему уравнений получим:

pk =τ + (τ 1)nτ 1 +... +ini +...2n2 + n1 ,

2 =1+ nτ 1 +... + ni +... + n2 + n1 ,

(2)

m+1

1= (6 m)n (k m) pk .

k=5

По этой системе можно решить задачу синтеза структуры всех трехзвенных механизмов.

Важным параметром в системе (2) является сложность τ -угольника – от τ =2 до

τ=10.

В(2) могут подставляться все возможные сочетания τ , m, получим трехзвенные

механизмы, существующие при этих условиях.

Из системы (2) очевидно, что все решения целочисленные и положительные.

Докажем, что при τ = 0 и τ =1трехзвенных механизмов не существует. Для этого подставим значение τ = 0 в первое уравнение системы (2)

pk = 0 .

(3)

Отсюда следует, что в системе не используются кинематические пары, а без кинематических пар механизм существовать не может.

При τ =1 не могут быть использованы любые звенья кроме самого τ -угольника

Это условие удовлетворяет лишь одноосный механизм – ротор.

Подставляя последовательно значения отτ =2 до τ =10 можно отыскать все возможные трехзвенные механизмы. При

τ=11система (2) не имеет решения и следовательно трехзвенных механизмов при

τ=11 не существует.

Самый простой трехзвенный механизм при τ = 2 и m=4 показан на рисунке 1. В нем

все три кинематические пары p5 пары пятого класса – поступательные.

359

XIII Международная научно-практическая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ»

первого класса p1 . Схема такого механизм приведена на рисунке 3.

Рисунок 1 – схема трехзвенного механизма с m = 4,τ = 2

Приведем пример механизма первого семейства ( m =1 ) при τ = 4 . Для этих условий

одним из решений является такое: n3 =1

p5=0, p4=1, p3=0, p2=6. Это решение реализуется схемой приведенной на рисунке

2.

Рисунок 2 – схема трехзвенного механизма с m =1,τ = 4, n3 =1

Наиболее

 

сложным

трехзвенным

механизмом

является

механизм

с

τ =10 нулевого

семейства (m=0), при

n1 =1 ,

система

(2)

даст

решение

n1 =1, p5 = 0, p4 = 0, p3 = 0, p2 = 0, p1 =11 ,

т.е.

все 11 кинематических пар являются парами

Рисунок 3 – схема трехзвенного механизма m = 0,τ =10, n1 =1

В докладе излагается общий алгоритм поиска структуры всего многообразия трехзвенных механизмов

ЛИТЕРАТУРА:

1.Артоболевский И. И. Механизмы в современной технике. В 7 томах. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1970г.

2.Дворников Л.Т. Начала теории структуры механизмов. Учеб. Пособие, Сибирская Государственная горнометаллургическая академия. – Новокузнецк, 1994. 102 с.

3.Крайнев А. Ф. Словарь-справочник по механизмам. 2-е изд., переработанное и дополненное. – М.: Машиностроение, 1987 г.

560 с.

РАЗРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ ДЕТАЛЕЙ

Савельева Н.Н., Боголюбова М.Н. Томский политехнический университет, Россия, г. Томск, пр. Ленина 30

E-mail: nataliii@sibmail.com

Разработан графический интерфейс для

является весьма трудоемкой и сложной

численного

моделирования

параметров

задачей, вследствие следующих причин:

процесса резания. Это обусловлено тем, что,

1)эффективность процесса изготовления

выбор оптимальных режимов

обработки

деталей на металлорежущих станках зависит

 

 

 

от многих взаимосвязанных факторов таких,

360

Современные техника и технологии 2007

как режимы обработки, геометрические

На

графической

 

 

форме

приведен

параметры инструмента и его износ, свойства

определенный набор исходных параметров:

материала детали и инструмента, жесткость

режимов резания; материала заготовки;

системы СПИД и т.д.[1].

 

 

 

 

 

геометрических

 

параметров

инструментов;

2)существует

большое

разнообразие

вида обработки и др., из которого выбирается

факторов

 

неоднозначно

влияющих

на

индивидуальный

состав

 

 

параметров

при

процесс

резания,

т.е.

некоторые из

них

решении конкретной задачи.

 

 

 

 

 

 

 

противоречивы с точки зрения оптимальности

Выходные данные включают: результаты

критериев эффективности таких, например,

расчета Rz,

P,

 

V;

таблицы зависимостей

как

 

шероховатость,

 

 

точность,

Rz=f(v, s),

 

P=f(Т,s);

панель

 

графического

производительность, себестоимость и др.;

 

построения графиков по данным таблицы;

3)большинство

параметров

режимов

оптимальные

 

 

 

значения

 

 

параметров.

резания, задаваемых в справочниках и

Построение

графиков

 

 

 

осуществляется

в

различного рода нормативных материалах,

соответствии

 

с

 

указанием

 

 

их

 

типов

и

имеют определенный

диапазон,

который не

количества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является

 

оптимальным,

 

а

имеет

Исследуемые

математические

 

 

модели

рекомендательный характер;

 

 

 

 

представлены

 

 

в

 

 

 

виде

 

 

набора

4)многие зависимости процесса резания

многопараметрических

 

 

 

 

 

 

нелинейных

имеют нелинейный характер. Примером

зависимостей и функций. Эти функции

может служить

зависимость

интенсивности

хранятся в

базе данных и используются для

износа инструмента от скорости резания,

формирования

 

модели

 

 

 

оптимизации

и

которая

 

носит

 

резко

выраженный

представления их в требуемом формате. Для

немонотонный характер с очень узким

нахождения

 

 

 

оптимального

 

 

 

значения

диапазоном оптимальных скоростей резания

критерия

 

эффективности

 

используется

[2];

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«метод

 

координатного

 

 

спуска»

для

5)задачи оптимизации процесса резания

многомерных функций[3], и эвристические

являются

 

 

 

многопараметрическими,

алгоритмы.

 

 

 

Ограничениями

 

 

являются

многокритериальными

и

имеют

большую

допустимые

 

 

 

значения

 

 

параметров.

размерность; и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

Оптимизация

 

 

осуществляется

за

счет

Но, вместе с тем, среди множества

варьирования этих параметров в заданных

допустимых вариантов обработки деталей,

граничных

 

 

диапазонах.

 

 

Оптимальное

существует

 

оптимальный

 

 

вариант,

решение выдается в виде уточненных

оцениваемый как по единичным, так и по

значений параметров, при которых целевая

аддитивным критериям эффективности.

 

функция принимает экстремальное значение.

Нахождение

 

оптимального

 

варианта

Fmin (или Fmax) для заданного критерия

процесса

 

обработки

экспериментальным

эффективности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

путем - сложная и трудоемкая задача,

Управление

 

работой

 

 

осуществляется

требующая больших затрат средств и

непосредственно,

 

 

 

 

с

 

 

 

помощью

времени. Для снижения трудоемкости и

соответствующих клавиш формы.

 

 

 

 

 

исключения

 

дорогостоящих

 

натурных

На рис.1 приведены данные определения

исследований

необходимо

использование

оптимальных параметров режима резания по

ЭВМ и методов оптимизации, исключающих

критериям

 

 

 

шероховатости

 

 

Rz

 

и

полный

перебор

множества

допустимых

производительности

 

 

P.

 

 

Зависимость

вариантов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

критериев

 

 

 

 

шероховатости

 

 

 

 

и

В данной работе используются численные

производительности от режимов резания для

методы решения задачи моделирования и

сплавов имеет следующий вид:

 

 

 

 

 

 

 

оптимизации процессов резания с помощью

 

 

 

 

8.25r 0.15V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭВМ. Разработаны: математические модели

 

 

0.4

(

 

 

 

 

 

 

)

2

 

 

 

и алгоритмы

оптимизации,

отражающие

Rz

=

 

 

 

 

 

t

0.3

sinϕ

0.4

 

,

(1)

 

взаимосвязь параметров режимов резания с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шероховатостью, и производительностью;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где r – угол при вершине токарного резца,

формализованное представление исходной и

выходной

информации

с

 

визуальным

мм; V – скорость резания, м/мин; t – глубина

отображением

результатов

исследования;

резания, мм; φ -

угол при вершине, град.

 

 

программное обеспечение в среде Delphi для

 

 

 

 

 

 

P =

t s z

 

, (2)

 

 

 

 

 

 

 

решения поставленных задач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+

τсм

 

 

 

 

 

 

 

Разработанная

 

визуальная

форма,

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изображенная на рис.1., обеспечивает

где t – глубина резания, мм.; s – подача,

представление исходных и выходных данных

мм/мин; z

припуск на обработку, мм.; τсм

в удобном и наглядном виде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

361

Соседние файлы в папке книги