Оптимизация процесса центробежно-ротационной обработки в среде абразива

• Автор: Друппов, Виталий Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 179 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Сущность и технологические возможности центробежноротационной обработки

1.2 Обзор работ в области исследования центробежно-ротационной обработки

1.3 Цель и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЦРО В

СРЕДЕ АБРАЗИВА

2.1 Моделирование поверхности режущего инструмента

2.2. Взаимодействие абразивной частицы с поверхностью детали

2.2.1. Механизм единичного взаимодействия

2.2.2. Влияние зернистости абразива на фактическую площадь контакта

2.3 Моделирование процесса удаления металла

2.3.1 Теоретико- вероятностный анализ контактных взаимодействий
2.3.2 Исследования съема металла с поверхности детали
2.4 Исследования износа абразивной среды
2.5 Формирование шероховатости обработанной поверхности
2.5.1 Геометрическая схема образования профиля установившейся шероховатости
2.5.2 Определение параметров установившейся шероховатости
2.6. Влияние объема загрузки на формирование шероховатости
поверхности и съем металла с поверхности детали
2.7 Определение времени обработки
2.7.1. Удаление дефектного слоя
2.7.2. Достижение установившейся шероховатости
2.7.3. Изменение шероховатости поверхности
2.7.4. Удаление заусенцев и облоя
2.7.5. Округление острых кромок
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Технологическое оборудование
3.2 Приборы и приспособления для экспериментальных исследований
3.3 Выбор материалов образцов
3.4 Рабочие среды и технологические жидкости
3.5 Методика определения шероховатости поверхности
3.6 Методика исследования съема металла

3.7 Методика определения коэффициентов, учитывающих влияние объема загрузки на шероховатость поверхности и съем металла
3.8 Методика исследования износа рабочей среды
3.9 Обработка экспериментальных данных
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЦЕНТРОБЕЖНО-РОТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1 Исследование влияния зернистости абразива на формирование шероховатости поверхности и съем металла с детали
4.2 Исследование влияния частоты вращения дна ротора на формирование шероховатости поверхности и съем металла с детали
4.3 Исследование влияния предела текучести материала детали на формирование шероховатости поверхности и съем металла с детали
4.4 Исследование влияния объема загрузки рабочей камеры на формирование шероховатости поверхности и съем металла с детали
4.5 Исследование интенсивности износа рабочей среды
4.6 Анализ результатов исследований
5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ
5.1 Оптимизация технологических параметров процесса ЦРО в
среде абразива
5.2 Разработка элементов и общая структура САПР ТП
5.3 Внедрение результатов исследований в производство
5.4 Практическое применение результатов исследований
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В современном машиностроении основное влияние на качественные и эксплуатационные показатели деталей оказывают финишные операции. Задача повышения качества продукции связана с совершенствованием известных и разработкой новых, эффективных методов финишной обработки, среди которых ведущее место занимают методы абразивной обработки. Абразивная обработка позволяет обеспечить требуемые точность и качество деталей при высокой производительности, а также высокую надежность и долговечность машин в процессе эксплуатации, поэтому роль абразивных операций в современном машиностроении непрерывно возрастает.
Разработка и внедрение новых технологических процессов абразивной обработки подчинены общей задаче дальнейшего повышения качества изделий при обеспечении высокой эффективности производства.
Центробежно-ротационная обработка (ЦРО) является одной из разновидностей обработки деталей свободными абразивами. Данный вид обработки получил не очень широкое распространение вследствие его малой изученности.
К настоящему времени в результате проведенных различными авторами исследований отделочно-упрочняющей и абразивной центробежно-ротационной обработки, а также исследований в смежных областях выявлены основные технологические возможности ЦРО, определены основные элементы конструктивных параметров станков. Вместе с тем, обширен круг нерешенных вопросов, которые сдерживают широкое внедрение процесса в производство: отсутствуют теоретические модели формирования шероховатости поверхности при ЦРО, определения съема металла и износа среды, не разработана методика выбора и расчета технологических параметров при решении различных технологических задач, недостаточно исследован вопрос о влиянии объема загрузки рабочей

Следует учитывать, что в случае обработки очень малых деталей, либо их отдельных участков, когда площадь детали меньше площади квадрата упаковки, значение вероятности Рх изменится
При этом зависимость для определения общего числа взаимодействий, приводящих к микрорезанию, примет вид
Необходимо оценить важность правильного применения теоретиковероятностных схем процесса обработки в вышеуказанных случаях и пользоваться соответственно зависимостью (2.35) либо зависимостью (2.37).
Для проведения расчетов необходимо определить величину полуосей эллиптического пятна контакта а и Ъ воспользовавшись геометрической схемой внедрения абразивной частицы в поверхность детали.
Как показано в работе [78] величину полуосей эллипса контакта при обработке свободными абразивами, в том числе и при ЦРО, можно найти по зависимостям
где /и- коэффициент пропорциональности между нормальной и тангенциальной составляющей силы резания.
2.3.2 Исследования съема металла с поверхности детали
(2.36)
Ы = Р[Р1(зт.
(2.37)
& = ^Д2-(Л-/7тах)2 ?
(2.38)
Удаление припуска (съем металла) является одной из основных задач при выполнении большого многообразия технологических операций, в том числе и при реализации процессов обработки свободными абразивами.