Оптимизация технологических и конструктивных параметров струйной жидкостно-абразивной обработки в машинах с горизонтальной осью вращения камеры

• Автор: Ерёменко, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ГЛАВА

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Основные направления финишной обработки деталей и тенденции

их развития

1.2. Струйные методы абразивной обработки

1.3 Общие требования к конструкциям машин при обработке свободными

абразивами

1.5 Основные направления и задачи исследования

ГЛАВА
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СТРУЙНОЙ ЖИДКОСТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ В КАМЕРЕ С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ
2.1 Принципиальная схема работы установки жидкостно-абразивной обработки в камере с горизонтальной осью вращения
2.2 Планирование работ по оптимизация технологического процесса
2.2.2 Выбор управляемых переменных
2.2.3 Определение ограничений для управляемых переменных
2.2.4 Выбор числового критерия оптимизации
2.2.5 Формулировка математической задачи оптимизации и информационное обеспечение математической модели
2.3 Характер движения технологической загрузки
2.3.1 Критическая частота вращения камеры
2.3.2 Уравнение движения потока технологической загрузки
Определение координат зон ускорения и активной обработки
2.4 Влияние конструктивных параметров соплового узла и энергетических параметров системы на протекание процесса обработки
2.5 Влияние состава абразивно-жидкостной среды на технологические параметры процесса
2.6 Теория взаимодействия деталей с обрабатывающей средой
2.7 Моделирование жидкостно-абразивного силового поля
2.8 Моделирование процесса обработки деталей
2.9 Рекомендации по проектированию экспериментальной установки
2.10 Выводы
ГЛАВА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
3.1 Моделирование процесса жидкостно-абразивной обработки деталей на стенде и уточнение диапазона изменения основных параметров процесса
3.2 Выбор параметров экспериментальной установки
3.3 Проведение экспериментов и обработка результатов. Построение математической модели процесса
3.4 Метрологическое обеспечение эксперимента

3.5 Обработка результатов экспериментов
3.6 Исследование характеристик работы экспериментальной установки
3.7 Оптимизация кинематических характеристик рабочей камеры
3.8 Исследование процесса обработки деталей
3.9 Исследование процесса предварительной отделочно-зачистной обработки
деталей и его математическое описание
ЗЛО Исследование процесса финишной обработки
поверхности деталей
3.11 Выводы
ГЛАВА
РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОТДЕЛОЧНО-ЗАЧИСТНОЙ И ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА
4.1 Общие рекомендации и алгоритм разработки
технологического процесса
4.2 Основные этапы проектирования
установки и технологического процесса
4.3 Применение результатов исследований в промышленности
4.4 Технико-экономические параметры процесса
4.5 Использование установки роторной гидроабразивной обработки деталей в составе автоматической поточной линии
4.6 Использование принципа максимизации градиента скоростей и высокой плотности поля в синтезе новых методов обработки
4.7 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Развитие точной механики, электроники, прецизионного оборудования и нанотехнологий предопределило рост интереса к процессам обработки деталей в среде свободного абразива ввиду их универсальности, высокой производительности, малой трудоёмкости и экологической безопасности, по сравнению с другими видами обработки.
Необходимость совершенствования технологий и оборудования ставит ставят перед исследователямизадачи по поиску новых методов отделочно-зачистной обработки, обладающих высокой производительностью, широкими технологическими возможностями, легко поддающихся механизации и автоматизации.
Одним из наиболее перспективных направлений в этой области машиностроения является разработка технологии и оборудования, реализующих принцип максимизации воздействия на поток незакреплённых свободно движущихся деталей силового поля абразивно-жидкостной среды.
Исследование технологических возможностей оборудования, реализующего этот принцип, и отработка в соответствии с этими исследованиями технологических рекомендаций по его оптимизации, является своевременной и актуальной задачей.
Целью данной работы является разработка технологии и высокопроизводительного оборудования для предварительной и тонкой струйной абразивно-жидкостной обработки деталей в камере с горизонтальной осью вращения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Исследовать влияние конструктивных и технологических параметров установки роторной струйной гидроабразивной обработки на процесс формирования поверхности обрабатываемых деталей и
производительность.

Таким образом, определено, что оптимизация технологического процесса будет заключаться в нахождении оптимальных значений технологических параметров, позволяющих для любой, оговорённой техническими условиями шероховатости поверхности, получить максимально возможную интенсивность обработки, то есть металлосъёма за единицу времени.
2.3 Характер движения технологической загрузки
2.3.1 Критическая частота вращения камеры
Наиболее полно процессы, происходящие в камере с горизонтальной осью вращения, описаны в работах [43,44], к которым мы будем обращаться при изучении характера движения технологической загрузки в установке.
Положение детали при водопадном режиме на круговой траектории определяется углом отрыва, образуемым радиусом барабана рабочей камеры, проходящим через условный геометрический центр детали, с вертикальным диаметром барабана.
В любой точке А/, находящейся на внутренней поверхности камеры круговой траектории радиуса II, деталь находится под действием силы тяжести, и центробежной силы, где г-лииейная скорость детали при движении по круговой траектории. Силу тяжести можно разложить на составляющие: радиальную и тангенциальную. При постоянной угловой частоте вращения камеры центробежная сила сохраняет постоянное значение на всех участках круговой траектории и постоянное направление от оси камеры к периферии. Значение и направление радиальной силы меняются и зависят от положения детали на круговой траектории.
Резкого перехода от чисто каскадного режима к чисто водопадному не наблюдается. Переход происходит постепенно и при промежуточных частотах вращения установка работает при смешанном каскадноводопадном режиме как показано на рисунке 2.3.