Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Автоматизация подготовки производства с разработкой модуля управления качеством поверхностного слоя деталей на основе анализа пластической области в реальном масштабе времени

Диссертация: Автоматизация подготовки производства с разработкой модуля управления качеством поверхностного слоя деталей на основе анализа пластической области в реальном масштабе времени
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В процессе резания происходит много различных явлений: пластические и упругие деформации, внешнее трение, тепловые явления, абразивный, диффузионный и химический износ, упрочнение и разупрочнение, фазовые превращения, адсорбция и т. д. Все эти явления в той или иной степени влияют друг на друга. Однако важнейшую роль играют пластические деформации обрабатываемого материала, так как они… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ КАК СОВОКУПНОСТЬ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ЯВЛЕНИЙ
    • 1. 1. Понятие о кристалле
    • 1. 2. Пластичность и пластическая деформация
    • 1. 3. Процесс образования стружки, понятие усадки стружки
    • 1. 4. Границы распространения пластической деформации
    • 1. 5. Явление наклепа
    • 1. 6. Понятие об остаточных напряжениях
    • 1. 7. Понятие качества поверхности и влияние остаточных напряжений на эксплуатационные свойства деталей машин
    • 1. 8. Обрабатываемость поверхности заготовки после первичной обработки
    • 1. 9. Выводы
  • ГЛАВА 2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ (САПР) И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ (САП)
    • 2. 1. Структура
  • САПР ТП
    • 2. 2. Классификация САП
    • 2. 3. Структура и основные блоки САП
    • 2. 4. Организационная структура постпроцессора
    • 2. 5. Информационная структура постпроцессора
    • 2. 6. Выбор режима резания в САП
    • 2. 7. Выводы
  • ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО ПОВЕХНОСТНОГО СЛОЯ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ
    • 3. 1. Определение глубины проникновения пластической области в тело заготовки при обработке резанием инструментом с заостренной вершиной
    • 3. 2. Методика определения остаточных напряжений в поверхностном слое обрабатываемой заготовки
    • 3. 3. Разработка модели поперечной усадки стружки с помощью регрессионного анализа
    • 3. 4. Процесс обработки заготовки резанием инструментом с округленной вершиной
    • 3. 5. Определение границы пластической области в теле заготовки при обработке резанием инструментом с округленной вершиной
    • 3. 6. Исследование вращения заготовки, искривленной в процессе обработки резанием
    • 3. 7. Выводы
  • ГЛАВА 4. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ПЛАСТИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ И УЧЕТА КРУЧЕНИЯ И ИЗГИБА ДЕТАЛИ В ПРОЦЕССЕ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
    • 4. 1. Повышение качества поверхностного слоя детали на основе управления режимом резания
    • 4. 2. База данных как способ хранения информации, необходимой для реализации методологии повышения качества поверхностного слоя
      • 4. 2. 1. Разновидности систем управления базами данных (СУБД)
      • 4. 2. 2. Средства БД
      • 4. 2. 3. Уровни моделей БД
      • 4. 2. 4. Выбор СУБД
      • 4. 2. 5. Возможности MySQL
      • 4. 2. 6. Построение инфологической модели
      • 4. 2. 7. Построение даталогической модели
      • 4. 2. 8. Схема информационного взаимодействия программы повышения качества поверхностного слоя деталей с сервером баз данных
      • 4. 2. 9. Алгоритм информационного обмена программы с СУБД
    • 4. 3. Алгоритм программы повышения качества поверхностного слоя детали на основе анализа пластической области и учета кручения и изгиба детали в процессе резания
    • 4. 4. Особенности программы
    • 4. 5. Структура САП с учетом баз данных и программного модуля
    • 4. 6. Выводы

Автоматизация подготовки производства с разработкой модуля управления качеством поверхностного слоя деталей на основе анализа пластической области в реальном масштабе времени (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

На сегодняшний день качеству обработки поверхностей изготавливаемых деталей уделяется большое внимание. Оно обуславливает эксплутационные свойства деталей и влияет на безотказность оборудования, компонентами которого и являются эти детали.

Для повышения качества обработки деталей совершенствуется производственное технологическое оборудование, применяются новые технологии и методы обработки деталей. Достижение высокой точности обработки улучшает геометрические показатели поверхности обрабатываемых деталей. Однако качество поверхности не ограничивается только геометрическими параметрами, поскольку оно является комплексным свойством и характеризуется также физико-механическим и физико-химическим состоянием поверхности.

Физико-механические свойства оказывают большое влияние на эксплуатационные свойства деталей. Именно они определяют степень пластичности поверхностных слоев деталей, глубину наклепа и способность сопротивления материала разрушению — основного эксплуатационного свойства деталей. Разрушение деталей, как правило, начинается с их поверхностей, поэтому состояние поверхностей и приповерхностных слоев металла во многом обусловливает их эксплуатационные свойства такие, как: усталостная прочность, износоустойчивость, коррозионная устойчивость и т. п.

В процессе резания происходит много различных явлений: пластические и упругие деформации, внешнее трение, тепловые явления, абразивный, диффузионный и химический износ, упрочнение и разупрочнение, фазовые превращения, адсорбция и т. д. Все эти явления в той или иной степени влияют друг на друга. Однако важнейшую роль играют пластические деформации обрабатываемого материала, так как они в значительной степени предопределяют протекание всех остальных явлений и, следовательно, процесса резания в целом. От пластической деформации зависит нагрузка на упругую систему станок — инструмент — деталь — приспособление (СПИД), работа резания и ее составляющие, контактные напряжения на рабочих поверхностях режущего инструмента, общее количество выделяющегося тепла и удельное тепловыделение, температура контакта инструмента с обрабатываемым материалом, интенсивность износа инструмента, форма образующейся стружки и направление ее движения, чистота обработанной поверхности, качество поверхностного слоя детали и т. д.

В результате воздействия рабочих поверхностей режущего инструмента, а также в зависимости от других факторов, определяющих условия обтекания режущих элементов инструмента деформируемым металлом, металл, образовывающий поверхностный слой, оказывается в той или иной степени деформированным, а иногда частично разрушенным.

Развивающаяся при перемещении режущего элемента инструмента деформация в толщу поверхностного слоя изменяет его свойства по сравнению с основной массой металла. Эта деформация может повышать предел текучести, понижать относительное удлинение при разрыве и влиять на ударную вязкость металла, образовывающего поверхностный слой.

В итоге распространения деформации в металле, образующем поверхностный слой, возникают внутренние напряжения, которые в процессе разгрузки образуют остаточные напряжения.

Остаточные напряжения образуются в поверхностном слое детали после обработки ее режущим инструментом. Одной из главных особенностей остаточных напряжений является способность увеличиваться при дальнейшей механической обработке заготовки и складываться с рабочими напряжениями при эксплуатации. Это ведет к ухудшению качества поверхности и эксплуатационных свойств деталей.

Зона распространения остаточных напряжений зависит непосредственно от границы и глубины проникновения деформации в поверхностный слой заготовки, поэтому их определение является важным и необходимым условием для дальнейшего определения остаточных напряжений и их анализа влияния на эксплуатационные свойства деталей.

Все перечисленные факторы в той или иной степени оказывают свое влияние на эксплуатационные свойства деталей машин. Поэтому анализ их влияния на поверхностный слой заготовки является необходимым условием для повышения качества обрабатываемой поверхности.

Однако рассмотрение данных факторов невозможно без глубокого анализа структуры материала детали и процессов, происходящих в поверхностном слое детали при обработке резанием. '.

4.6. Выводы.

1. Описан процесс повышения качества поверхностного слоя на основе управления режимом резания с учетом твердости поверхностного слоя на предшествующем этапе обработки, кручения и изгиба обрабатываемой резанием детали.

2. Проанализирован способ хранения информации, необходимой для осуществления процесса управления. Сделан вывод о том, что предпочтительно осуществить хранение данных в виде реляционной базы данных. Дано описание средств и моделей БД.

3. Осуществлен выбор СУБД.

4. Построены инфологическая и даталогическая модели БД.

5. Описан алгоритм информационного обмена между программой и БД.

6. Описана работа программного модуля, представлен алгоритм.

7. Представлена структура САП с учетом БД и программного модуля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертации решается научно-техническая задача управления режимом резания с учетом физико-механического состояния поверхностного слоя детали на предшествующих этапах обработки резанием.

1. Установлена зависимость физико-механических свойств поверхностного слоя детали от режима резания.

2. Установлена «технологическая наследственность» — влияние результатов предшествующих этапов обработки детали резанием на последующие. Выявлен один из главных критериев — твердость поверхностного слоя детали.

3. Установлено негативное влияние остаточных напряжений на эксплутационные свойства деталей и зависимость между напряжениями и твердостью поверхностного слоя.

4. Выявлено, что распространение границы пластической зоны в случаях обработки режущим инструментом с округленной и острозаточенной вершиной осуществляется по-разному. На основе данного заключения представлены модели кривых пластической деформации для обоих случаев.

5. Выявлено, что на поперечную усадку стружки наибольшее влияние оказывает скорость резания. На основе этого положения определена модель поперечной усадки стружки.

6. Установлено, что кручение и изгиб детали в процессе резания влияют на геометрическое качество поверхностного слоя. Выявлено, что основными факторами, влияющими на кручение и изгиб, а также на частоту образования погрешностей на поверхности детали, являются скорость подачи и частота вращения шпинделя.

7. На основе анализа структуры САП сделан вывод о том, что наиболее подходящим модулем САП для управления режимом резания является постпроцессор.

8. Выявлено, что осуществление процесса повышения качества поверхностного слоя можно провести на основе программного модуля, внедренного в постпроцессор САП.

9. Разработаны программный модуль и структура данных, необходимые для управления режимом резания.

10. Установлено, что хранение информации предпочтительно осуществлять в СУБД MySQL в виду ее бесплатности, гибкости, мультиплатформенности и быстроты действия.

11. Разработана методика повышения качества поверхностного слоя детали с учетом твердости поверхностного слоя на предшествующих этапах обработки, а также ее кручения и изгиба в процессе обработки резанием.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Автоматизация проектирования систем управления: Сборник статей, выпуск 4. Под ред. Трапезникова В. А. — М.: Финансы и статистика, 1982 г.
  2. Автоматизированное проектирование систем автоматического управления. Под ред. Солодовникова В. В. — М.: Машиностроение, 1990 г.-332 е.: ил.
  3. В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука. 1983 г. — 280 е.: ил.
  4. С.А. Статистическое исследование зависимостей. М.: Металлургия, 1968 г. — 277 е.: ил.
  5. М.М., Щербаков В. П. Вибродиагностика и управление точностью обработки на металлорежущих станках. М.: Машиностроение, 1988 г. — 134 е.: ил.
  6. И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963 г. — 232 с.
  7. В.В. Математическое моделирование процессов, систем и комплексов механической обработки. М.: МГАПИ, 1995 г. — 64 е.: ил.
  8. В.И., Куликов О. О. Поверхностная деформация и остаточные напряжения при обкатывании крупных валов. — Упрочнение деталей машин механическим наклепыванием: Сборник научных трудов. -М.: Наука, 1965 г.
  9. В.А. Проектирование и программирование технологических операций на станках с ЧПУ: Учебное пособие. Тамбов: ТГТУ, 1997 г. — 123 е.: ил.
  10. JI.H. Технология машиностроения и ремонт машин. М.: Высшая школа, 1981 г. — 341 е.: ил.
  11. A.M. Резание металлов. Д.: Машгиз, 1963 г. — 428 е.: ил.
  12. Р.И., Обольский Я. З., Серебреницкий П. П. Автоматизированное программирование обработки на станках с ЧПУ. Л.: Лениздат, 1986 г. — 176 с.
  13. Р.И., Серебреницкий П. П. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1990 г. — 588с.: ил.
  14. Гибкое автоматическое производство. — Под общей ред. Майорова С. А., Орловского Г. В., Халкиопова С. Н. Л.: Машиностроение, 1985 г. — 454 с.
  15. Г. С., Синдеев В. А. Курс сопротивления материалов. М.: Высшая школа, 1965 г. — 768 е.: ил.
  16. В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для ВУЗов. Изд. 12-е, перераб. — М.: Высшее образование, 2006 г. — 479 с.
  17. А.И., Молочник В. И., Альтбрегина Р. В. Разработка постпроцессоров для многокоординатного фрезерного оборудования с ЧПУ. Автоматизация проектирования машиностроительных предприятий. — Киев: Знание, 1981 г.
  18. С.И. Деформируемость цветных металлов (Закон дополнительных напряжений). М.: Академия Наук СССР, 1952 г.
  19. Д. Вычисления в Mathcad 12. СПб: Питер, 2006 г. — 544с.
  20. Р.С., Овчинский Б. В. Элементы числового анализа и математической обработки результатов опыта. — М.: Наука, 1970 г. — 432 е.: ил.
  21. Г. П., Молочник В. И., Гольдштейн А. И. Проектирование постпроцессоров для оборудования ГПС. Л.: Машиностроение, 1988 г. — 232 е.: ил.
  22. Н.Н. Избранные труды (в 2-х т.). Киев: Наук. Думка, 1981 г.
  23. Н.Н. Механические свойства материалов и методы измерения деформаций. Киев: Наук. Думка, 1981 г.
  24. Н.Н. Усталость металлов. Киев: АНУ ССР, 1949 г. — 62 е.: ил.
  25. А.В., Шпиро Г. С. Сопротивление материалов: Учебное пособие для ВУЗов. Изд. 5-е в 2-х томах, перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1989 г. — 622 е.: ил.
  26. Л.Г., Керженцев В. В. Математическая обработка и оформление результатов эксперимента. Под. ред. Матвеева А. Н. — М.: изд. МГУ, 1977 г. — 112 е.: ил.
  27. Г. Д. Технологическая механика. М.: Машиностроение, 1978 г. -174 е.: ил.
  28. Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение. 1971 г. — 199 е.: ил.
  29. А.Л. Программирование технологических процессов для станков с ЧПУ: Учебное пособие для машиностроительных техникумов. М.: Машиностроение, 1984 г. — 223с.: ил.
  30. А.Л. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и в ГПС: Учебное пособие для машиностроительных техникумов. М.: Машиностроение, 1989 г. — 288с.: ил.
  31. Динамика процесса резания металлов: Сборник статей. Под ред. д.т.н. Каширина А. И. — М.: Машгиз, 1953 г. — 188 е.: ил.
  32. С.С. Численно-математическая модель для определения напряжений, возникающих при обработке металлов резанием. — Вести Академии Наук БССР. Серия физико-технических наук, № 2, 1985 г.
  33. Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Перевод с англ. Адлера Ю. П., Горского В. Г. — Изд. 2-е в 2-х томах, перераб. и доп. — М.: Финансы и статистика, 1986 г. -717 е.: ил.
  34. Дудин-Барковский И.В., Смирнов Н. В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. Изд. 3-е, стереотип. — М.: Наука, 1966 г.
  35. Дюбуа Поль. MySQL. Изд 3-е. — М.: Вильяме, 2006 г. 1168 е.: ил.
  36. Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956 г. — 368с.: ил.
  37. А.И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием. М.: Машгиз, 1950 г. — 358 е.: ил.
  38. Исследование в области пластичности и обработки металлов давлением: Сборник научных трудов. Отв. ред. Яковлев С. П. — Тула: ТПИ, 1980 г.-145 е.: ил.
  39. Исследование пластического течения металлов. Отв. ред. Томденов А. Д. — М.: Наука, 1970 г. — 124 е.: ил.
  40. Г. В. Влияние механической обработки на прочность и выносливость стали. М.: Машгиз, 1959 г. — 185 е.: ил.
  41. Д. В. Самоучитель Mathcad 13. СПб: БХВ-Петербург, 2006 г. — 528 с.
  42. О.В. Матричный калькулятор Matrical. Уфа: УГНТУ, 1999 г. http://kiryushin.boom.ru/soft.htm
  43. М.И. Резанием металлов. М.: Машгиз, 1953 г. — 431 е.: ил.
  44. М.И. Резание металлов. Элементы теории пластического деформирования срезаемого слоя. Изд. 2-е, перераб. — М.: Машгиз, 1958 г.-454 с.
  45. М.М., Георгиевский М. Б., Чередов С. В. Остаточные напряжения в крупных валах, упрочненных роликами. Труды ЦНИИТМАШ, вып. 49. — М.: Машигз, 1952 г.
  46. .А. Силы, остаточные напряжения и трение при резании металлов. Куйбышев: КНИ, 1962 г. — 180 с.
  47. В.А. Деформирование поверхностных слоев металла в процессе резания. — М.: Машгиз, 1945 г.
  48. В.А. Обработка металлов резанием. М., 1958 г.
  49. М.С. Программное управление станками: Учебное пособие. Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 1998 г. — 76 е.: ил.
  50. В.Д. Физика твердого тела. Т. 3. Томск: Изд. Красное знамя, 1944 г. — 742 с.
  51. М., Симдянов И. Самоучитель MySQL 5. СПб.: БХВ-Петербург, 2006 г. — 560 е.: ил.
  52. Т.Н. Стружкообразование при резании металлов. М.: Машгиз, 1952 г. -200 е.: ил.
  53. А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976 г. — 278 е.: ил.
  54. А.Д. Оптимизация процессов резания особо прочных материалов. Уфа — 1980 г.
  55. Н.Н. Основы теории пластичности и ползучести. М.: Машгиз, 1970 г.
  56. Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести: Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Пономарева С. Д. — М.: Машиностроение, 1968 г. -400 е.: ил.
  57. А.А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин. Киев: Техника, 1971 г. — 122 с.
  58. В.И., Гырдымов Г. П., Гольдштейн А. И. Проектирование постпроцессоров для оборудования с числовым программным управлением. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1982 г. — 136 е.: ил.
  59. И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов. — М.: Машгиз, 1962 г. — 260 с.
  60. Очков В.Ф. Mathcad 14 для студентов и инженеров. СПб.: БХВ-Петербург, 2007 г.
  61. М.Ф., Сукало А. И. Исследование глубины проникновения и степени наклепа при точении ротационными резцами. Вести Академии Наук БССР. Серия физико-технических наук, № 3, 1974 г.
  62. А.В., Сулима A.M., Евстигнеев М. И. Технологические остаточные напряжения. М.: Машиностроение, 1973 г. — 215 с.
  63. А.А. Теория безызносности. Вестник машиностроение, № 9, 1990 г.
  64. Прата Стивен. Язык программирования С++: лекции и упражнения. — Учебное пособие. СПб: ДиаСофтЮП, 2005 г. — 1004с.
  65. Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела: Учебное пособие для ВУЗов. Изд. 2-е, исправл. — М.: Наука, 1988 г. — 711 е.: ил.
  66. Н.И. Производительная обработка нержавеющих и жаропрочных материалов. М., 1960 г.
  67. A.M., Еремин А. Н. Элементы теории процесса резания металлов. -М.: Машгиз, 1956 г.
  68. A.M., Хворостухин JI.A. Твердость и напряжение в пластически деформированном теле. — Журнал технической физики, т. 25. Вып. 2, 1955 г.
  69. B.C. Теория обработки металлов давлением: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Металлургия, 1973 г. — 496 е.: ил.
  70. Сосонкин B. J1. Программное управление технологическим оборудованием: Учебник для ВУЗов. — М.: Машиностроение, 1991 г. — 512 е.: ил.
  71. А.Г., Кравцов Н. В. К вопросу оценки и описания поверхностных остаточных напряжений при механической обработке.- Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин: Сборник научных трудов. Брянск: БИТМ, 1988 г. 152 с.
  72. Н.В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: Машиностроение, 1992 г. — 240 е.: ил.
  73. И.А. Мемуары о строгании металлов. С.-Петербург, 1877 г. -16 с.
  74. В.М. Алмазное выглаживание. М.: Машиностроение, 1972 г. — 105 е.: ил.
  75. В.М., Маркус Л. И. Остаточные напряжения в поверхностном слое после алмазного выглаживания. Вестник Машиностроения, № 6, 1969 г.
  76. Трент Эдвард М. Резание металлов. Перевод с англ. Айзенштокова Г. И. — М.: Машиностроение, 1980 г. -263 с.
  77. В.И. Сопротивление материалов: Учебник для ВУЗов. -Изд. 9-е, перераб. М.: Наука, 1986 г. — 512 с.
  78. Холзнер С. Visual С++ 6: Учебный курс. СПб.: Питер, 2007 г. — 570 с.
  79. Р.В. Пластическая деформация металлов. Мир, 1972 г. -408 с.
  80. Ю.М., Гринштейн В. А., Радашевич Ю. Б. и др. Автоматизация проектирования АСУ с использованием прикладных программ. М.: Энергоатомиздат, 1987 г. — 326 е.: ил.
  81. Шелдон Роберт, Мойе Джоффрей. MySQL: базовый курс. М.: Диалектика, 2007 г. — 880 е.: ил.
  82. М.О. Шероховатость, наклеп и остаточные напряжения при механической обработке. М.: Машгиз, 1956 г. — 292
  83. Connection con (useexceptions)-con.connect («temp») —
  84. Connection con (useexceptions)-con.connect («data») —
  85. Connection con (useexceptions)-con.connect («data») —
  86. Query query = con. query ()-query""SELECT tempmodel, temp hrc, temp m FROM temp"-res = query. store ()-modeltek row"tempmodel".-hrctek = row"temphrc".-m = row"tempm".-query""SELECT dbv, dbn, dbgamma, db ksi, db mju, db k, db db ipr, db g
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!