Повышение эффективности процесса виброабразивной обработки за счет управления циркуляционными потоками инструмента

• Автор: Волков, Руслан Валентинович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 218 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Обзор работ в области виброабразивной обработки
1.2. Анализ устройств и способов управления циркуляционными
потоками рабочей среды - инструмента
1.3. Разделение частиц рабочей среды - инструмента под действием
вибрации на сепарирующих устройствах
1.4. Основные аспекты математического моделирования процесса
виброобработки
1.5. Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИОННЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ЧАСТИЦ И ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ ПОТОКОВ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ - ИНСТРУМЕНТА
2.1. Построение модели вибрационных движений частиц и циркуляционных потоков рабочей среды - инструмента.
Начальные условия
2.2. Исследование вибрационного движения частиц в рабочей камере
со встроенным разделительным устройством
2.3. Исследование дискретной модели процесса виброабразивной
обработки
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВИБРОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
3.1. Численное представление кинематических параметров модели
3.2. Задание начальных условий и параметров математической
модели
3.3. Численное моделирование скоростных параметров процесса
виброабразивной обработки в камере со вставкой
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Технологическое оборудование. Рабочая камера
4.2. Приборы и приспособления, устройство управления циркуляционными потоками рабочей среды
4.3. Исследуемые материалы и образцы деталей
4.4. Рабочие среды и технологические жидкости

СЧ ГО
4.5. Методика исследований. Обработка результатов эксперимента
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ ПОТОКИ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ - ИНСТРУМЕНТА
5.1. Исследование циркуляционного движения рабочей среды в
камере с различными вставками
Исследование давления в вибрирующей абразивной рабочей среде...97 Рекомендации по проектированию многоцелевых рабочих камер
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ВИБРОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ЦИРКУЛЯЦИОННЫМИ ПОТОКАМИ
6.1. Технологические показатели эффектив яости процесса виброабра-зивной обработки
6.2. Интенсификация съема металла при управлении циркуляционными потоками
6.3. Интенсификация процесса формирования параметров шероховатости
6.4. Интенсификация процесса вибросепарации деталей от абразивных частиц рабочей среды
6.5. Интенсификация процесса выгрузки деталей в бункерное устройство
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Большой объем работ в общем цикле машиностроительного производства составляют отделочно-зачистные операции деталей сложной формы. Процессы виброабразивной обработки крупных деталей с закреплением широко применяются для повышения усталостной прочности и долговечности, виброабразивная обработка мелких деталей применяется для улучшений декоративного вида. Одним из направлений повышения эффективности отде-лочно-зачистной и декоративной полировочной виброабразивной обработки без повышения интенсивности амплитуды колебаний является управление циркуляционными потоками вибрирующей рабочей среды. Поэтому проблема повышения эффективности процессов виброабразивной обработки деталей сложной формы по-прежнему остается актуальной.
Рабочие камеры с прямоугольной формой в плане и П-образной формой в вертикальном сечении широко используются на самых различных операциях виброабразивной обработки. Однако вибрационные станки с этим типом рабочих камер имеют верхнюю зону слабой обработки и не позволяют осуществить ускоренную выгрузку обрабатываемых деталей, предусматривающую их автоматическое отделение от обрабатывающей среды.
В настоящее время решающая роль в создании многоцелевой камеры и повышения эффективности процесса виброабразивной обработки, принадлежит развитию математических методов моделирования.
Настоящая диссертационная работа посвящена разработке новой схемы вибрационной камеры, отвечающей вышеизложенным требованиям и разработке алгоритмов и программ моделирования процесса виброабразивной обработки, разработке способов управления циркуляционными потоками вибрирующей рабочей среды с деталями.
Цель исследований заключается в повышении эффективности процесса виброабразивной обработки деталей за счет управления циркуляционными потоками рабочей среды - инструмента.
Задачи исследования: теоретическое исследование вибрационных перемещений и циркуляционных потоков рабочей среды-инструмента; численное моделирование процесса виброабразивной обработки; исследование управляющих воздействий на циркуляционные потоки рабочей среды; исследование эффективности процессов виброабразивной обработки при управлении циркуляционными потоками.
Методика исследований. На основе анализа движения загрузки разрабатываются физическая и математическая модели движения частиц загрузки в камере эллипсной формы со вставками. Составляются параметрические и дифференциальные уравнения. Разрабатываются алгоритмы и программы для численного моделирования скоростных и технологических параметров

1.5. Цель и задачи исследований.
Совершенствование и развитие проектирования конструкций рабочих камер и их оснастки с целью повышения интенсивности процесса виброабра-зивной обработки с возможностью автоматизации выполнения вспомогательных переходов разделения деталей от среды, во многом определяется оптимизацией физико-технологических свойств рабочей среды за счет управления циркуляционными потоками и динамическим состоянием загрузки камеры, путем целенаправленного измененения конфигурации внутренней рабочей полости камеры, креплением к ней вспомогательных узлов, а также регулированием режимов виброобработки.
К настоящему времени недостаточно изученными остаются динамические свойства технологической системы, часто называемой виброударной системой с распределенными параметрами. Немногочисленен ряд работ, позволяющих на стадии проектирования спрогнозировать характер и количество материалосъема в зависимости от изменения режимов виброобработки и формы рабочего контейнера, хотя точно известно, что форма упаковки обрабатывающих тел и их динамическое разрыхление, влияющее на плотность и закон распределения отпечатков следов обработки на деталях, во многом детерминированы как конфигурацией рабочих гранул, обрабатываемых деталей, так и формой рабочей камеры. Поэтому большой интерес представляет направление исследований, позволяющее получать достаточно высокую степень адекватности периодически изменяющихся параметров модельного исследования с законом реально протекающего вибрационного процесса. Таким перспективным направлением, отвечающим выше обоснованным требованиям, является разработка методики аналитических подходов к анализу и проектированию процессов обработки. Это направление лежит на пути к решению проблем оптимизации и управления динамическими параметрами процесса, а также к определению границ местонахождения интервалов оптимальных динамических параметров ВиО. Совместное изучение и решение этих проблем, в которых весомая роль принадлежит влиянию на формирование процесса ВиО конфигурации контура рабочей поверхности камеры и закону возбуждения его колебаний, позволит приблизиться к созданию высокоэффективных технологий виброобработки деталей машин. Решение такого рода модельных задач заключаются в переходе к численному моделированию с позиций механики сплошных и дискретных сред в условиях вибрации и определении кинематических характеристик транспортируемых макро- и микрокомпонентов рабочей среды. Установление или обоснование кинематической закономерности перемещаемого элемента загрузки вплотную связано с характером перемещения его воль заданной вибрирующей поверхно-