Повышение эффективности процесса гидроабразивной резки листовых деталей путем оптимизации режимов обработки и параметров струи рабочей жидкости

• Автор: Шпилев, Василий Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СИМВОЛОВ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Критический анализ результатов исследований методов резания материалов

1.2. Выводы, цель и задачи исследования

2. МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА ГИДРОАБРАЗИВНОЙ РЕЗКИ

2.1. Моделирование гетерогенной струи при гидроабразивной резке

2.2 Механизм микрорезания обрабатываемого материала при гидроабразивной резке

2.2. Выводы
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
3.1. Объект и условие проведения эксперимента
3.2. Экспериментальная установка, измерительные приборы и оборудование
3.3. Методика многофакторного планирования эксперимента
3.4 Обработка экспериментальных данных
3.5 Выводы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЗКИ ГИДРОАБРАЗИВНЫМ СПОСОБОМ
4.1. Влияние режимов процесса на геометрические показатели обработанной поверхности
4.2. Оптимизация условий обработки поверхностей листовых деталей по криволинейному контуру способом гидроабразивной резки
4.3. Выводы
5. ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПРОЦЕССА ГИДРОАБРАЗИВНОЙ РЕЗКИ, ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5Л. Экономическая эффективность практического использования результатов исследований
5.2. Предложение по совершенствованию процесса гидроабразивной резки
5.3. Предлагаемое устройство для резки материалов гидроабразивным способом
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК СИМВОЛОВ И СОКРАЩЕНИЙ
о, - скорость движения фонового потока; и2 - скорость движения частиц абразива;
оъ - общая скорость потока;
(Р - концентрация первой компоненты взвесенесущего потока;
(рг - концентрация второй компоненты взвесенесущего потока;
Р - площадь живого сечения потока;
Е,Е2 - интенсивность обмена энергией между компонентами взвесенесущего потока;
/?, - плотность фонового потока; рг - плотность частиц абразива;
В - вектор массовых сил;
Л - сила гидродинамического взаимодействия компонент потока; Сх - коэффициент лобового сопротивления частиц абразива;
- площадь среднего сечения потока; кх - расходная массовая концентрация фонового потока; к2 - расходная массовая концентрация частиц абразива;
Ап - работа сил инерции;
Атр - работа сил трения;
Му - массовое взаимодействие;
Ру - силовое взаимодействие;
Еу - энергетическое взаимодействие;
1 - поверхность, ограничивающая фоновый поток в объеме V;

механического воздействия на обрабатываемые изделия и малая доля потерь металла [36]. Перечисленные признаки доминируют в авиационных технологиях при изготовлении деталей из дорогостоящих и чувствительных к температуре материалов (титановые сплавы). Для некоторых видов материалов и изделий (таблица 1.3) - керамические, композиционные, многослойные, сотовые - не существует способа альтернативного гидроабразивному. Важным достоинством технологии также является ее экологичность.
Значительный вклад в разработку основ процесса гидроабразивной резки материалов внесли известные отечественные и зарубежные ученые: Р.А. Тихомиров, В.Ф. Бабанин, Ю.С. Степанов, М.А. Бурнашев, А.П. Черепенько, Е.Н. Петухов, В.Д. Шапиро, Г.В. Барсуков, A.A. Семерчан, И.З. Зайченко, И.В. Петко, В.А. Слабодянюк, B.C. Гуенко, В.А. Потапов, Ю.А. Пономарев, О.И. Скирденко, В.Н. Подураев, В.А. Новиков, А.Ф. Саленко, А. Momber, М. Hashish, H. Louis, J. Wiedemeier, R. Kovacevic, E. Geskin, R. Mohan, D. Arola, M. Ramulu, Y. Zhang, J. Chao, J. Zeng и др. [35, 40, 42, 45, 46, 53, 98, 99, 100,102, 112, 113, 114, 115]. Основные подходы к обеспечению производительности и качества резания материалов сверхзвуковой струей жидкости различного состава разрабатываются научной школой P.A. Тихомирова, Е.Н Петухова [57, 74].
Вместе с тем, нуждаются в совершенствовании вопросы взаимосвязи шероховатости, точности формы и расположения поверхности реза с направлением формообразования деталей фасонного контура при гидроабразивном резании.
Струя жидкости по своим техническим возможностям приближается к идеальному точечному инструменту, что позволяет обрабатывать сложный профиль с любым радиусом закругления, поскольку ширина реза составляет 0,6...2,0 мм. [80], отход материала меньше, чем при традиционных методах обработки, рез можно начинать в любой точке заготовки без