Повышение качества и производительности технологического процесса гравирования методом динамического микрофрезерования

• Автор: Науменко, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 205 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Векторный метод гравирования плоских и трехмерных поверхностей изделий

из различных материалов

1.2. Растровый метод гравирования поверхностей изделий из различных материалов

1.3. Способы реализации механического станочного гравирования различных материалов и инструмент для гравировальных работ

1.4. Показатели качества изделий, полученных станочным гравированием

1.5. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГРАВИРОВАНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОГО МИКРОФРЕЗЕРОВАНИЯ (ДМФ)
2.1. Принцип гравирования материалов и механизм формообразования методом динамического микрофрезерования
2.2. Математическая модель рабочего процесса динамического микрофрезерования пластичных материалов
2.3. Математическая модель процесса формообразования растрового видео -пикселя на поверхности пластичных материалов методом ДМФ
2.4. Расчет силовых параметров привода вращения мехатронного узла для ДМФ.
Расчет момента вращения методом «виткового интегрирования»
Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЬШ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ГРАВИРОВАНИЯ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОГО МИКРОФРЕЗЕРОВАНИЯ
3.1. Теоретическое дополнение к математической модели процесса ДМФ. Техническое описание экспериментальной конструкции гравировального

устройства для реализации метода ДМФ на базовом станке с ЧПУ
3.2. Методика экспериментальных исследований процесса гравирования методом ДМФ
3.3. Исследование зависимости качества растрового гравирования (формообразования) от изменения технологических режимов рабочего процесса

Выводы
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГРАВИРОВАНИЯ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОГО МИКРОФРЕЗЕРОВАНИЯ
4.1. Способ интеграции векторных и растровых методов гравирования при обработке на многоцелевых станках с 41IV
4.2. Настройка технологического процесса гравирования изделия из пластичных материалов растровым методом ДМФ на станке с ЧПУ
4.3. Технико-экономическое обоснование технологического метода ДМФ
Общие выводы и результаты
Список литературы
Приложения:
1. Образцы гравированных изделий векторным и растровым методами
2. Практические и расчетные данные к методике проведения
экспериментальных работ (приложение к разделу 3.2)
3. Акты передачи теоретических и экспериментальных исследований базовой организации ООО НПФ «САУНО»

Современная металлообработка предъявляет высокие требования к выпускаемой продукции. Для достижения конкурентоспособности на отечественном и мировом рынке промышленные предприятия должны непрерывно повышать качество изготавливаемых изделий, снижать их себестоимость и сокращать сроки выполнения заказов.
Эффективное решение этой проблемы обеспечивается разработкой и внедрением новых технологических процессов изготовления изделий, созданием прогрессивного оборудования, средств автоматизации, а в целом, как сказано в Послании Президента РФ Федеральному собранию «...технологической модернизацией производства».
Основные требования к разработке новых техпроцессов гравирования включают:
• ориентацию на удовлетворение непрерывно растущих потребительских запросов заказчиков, в том числе эстетических и эргономических требований;
• использование разных художественных форм (рисунка, графики, мелкой пластики, скульптуры, макета и т.д.) для задания исходного образа, определяющего замысел дизайнера изделий;
• представление конфигурации деталей изделий в виде плоских и объемных тел произвольных геометрических форм со сложными поверхностями;
• применение различных материалов, в том числе минералов и горных пород, металлов и сплавов, композитных соединений, искусственных анизотропных кристаллов, цветных и драгоценных камней;
• широкое использование высокотвердых труднообрабатываемых материалов -кремнийсодержащих горных пород типа гранитов, стекла, керамики, других синтетических минералов и кристаллов, природных и искусственных алмазов, других драгоценных и цветных камней;
• высокое качество воспроизведения оригинала с точки зрения передачи цвета, текстуры и фактуры материала, точности получения геометрических форм и размеров (сотые доли мм), шероховатости поверхности, измеряемой десятыми и сотыми долями мкм (например, при полировании);
• постоянное совершенствование способов и методов изготовления (обработки, сборки или монтажа, измерений и контроля качества), в том числе на основе нетрадиционных технологий;
• высокий уровень автоматизации технологических процессов изготовления деталей и их комплектов с использованием прогрессивного оборудования и компьютерных систем ЧПУ;

Z)

1 * К м ч Ч2 /Ч-
■ / / / ///' //// //7 / //§ //// - // / -///■ ///' v/aRz. У//А //7/Лщ / / / / 7 /j ////г '/////У. ' А/ у лШ-/ / / / / А ' ( ///7/ ’ /////// hl0/ / //77 7 2ЖУ//77 7/ 7/77/ '""'////A УУ'/Z/F

Рис. 2.10. Состав сил при внедрении индентора в материал
Пренебрегая силой трения и учитывая, что усилие поддерживающей пружины равно весу инструмента и его рабочих частей, можно записать, что: Ргуск = Рг И Кг шг Я?
1. Составим уравнение энергетического баланса системы «индентор -заготовка».
Исходя из закона сохранения энергии, работа силы 7^ на участке Z^-Z; (численно она равна кинетической энергии движущейся системы (массы) инструмента) должна быть эквивалентна работе силы реакции заготовки /С на участке 2у2з, т.е.
гЗ гЗ
[г! -гЗ] = Ац г [г2- 23] ИЛИ ■ <& = |/?г • йЬ . (2.18)
zl z2
Так как Fz = const, то работа силы Fz выражается как:

aFz = fz.[Z]
= Fz-{Z,-Zx)
з zi
учитывая, что участок 2 -2$ = Лн + ЛИ, получим:
ИГг = ^-(Ан + А/г). (2.19)
Работа силы Я; - переменная, т.к. она возникает при контакте инструмента с заготовкой, а затем линейно возрастает по мере внедрения в заготовку тогда усилие реакции заготовки можно записать как:
Я, = кАЬ (2.20)