Введение к работе
Актуальность проблемы. В изделиях различного назначения встречается большое количество и многообразие деталей класса тела вращения относительно небольшой длины. Наиболее многочисленные среди них - кольца подшипников качения, кольца прядильных машин, клапанные пластины компрессоров, поршневые кольца, мелкомодульные шестерни и др. Известно, например, что детали этого класса составляют более 70 % общего количества деталей машин. При этом доля операций отделочно-зачистной обработки (030) составляет 10-20 % в общей трудоемкости их изготовления. Важным является также рост требований к качеству поверхности деталей в значительной мере влияющих на их эксплуатационные свойства. Учитывая массовый характер рассматриваемого класса деталей, важным показателем эффективности производства является производительность технологических методов обработки.
В этой связи разработка новых и совершенствование существующих методов 030 являются актуальной проблемой, имеющей большое народнохозяйственное значение.
Шпиндельная виброотделка (ШВиО) как объект исследований диссертационной работы, является новым, достаточно эффективным методом 030 деталей. Однако опыт разработки и эксплуатации метода показывает, что его производительность и управляемость ограничены. Кроме того, различие плотности абразивной среды в рабочей камере приводит к неравномерной обработке поверхности детали (или пакета деталей) по длине (высоте), что ограничивает количество одновременно обрабатываемых деталей в камере, снижая таким образом производительность процесса 030.
Введение дополнительного уплотнения рабочей среды за счет ее поджатия, повышает интенсивность и равномерность вибрационного воздействия абразивных гранул на обрабатываемую поверхность детали, обеспечивает более четкое управление процессом, повышая при этом производительность и качество поверхности.
Сложность процессов, оказывающих влияние на формирование поверхности, большое количество факторов и их взаимосвязь, введение важного элемента - дополнительного уплотнения рабочей среды ставит задачи проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований с целью выявления закономерностей процесса и выработки рекомендаций для практического использования полученных результатов.
Цель работы: повышение интенсивности и производительности процесса ШВиО на основе управляемого уплотнения рабочей среды, разработка научно обоснованных рекомендаций для практического применения метода ШВиО на операциях 030 широкой номенклатуры деталей класса тел вращения.
Автор защищает:
физическую модель формирования шероховатости поверхности и съема материала при ШВиО в условиях повышенного и регулируемого давления в рабочей камере:
экспериментально-аналитическую методику оценки состояния уплотненного слоя гранулированной абразивной среды в условиях дополнительного регулируемого давления;
методику и результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния уплотнения рабочей среды (других технологических факторов) на интенсивность съема материала и формирование шероховатости обработанной поверхности;
механизм взаимодействия абразивных гранул (инструмента) с обрабатываемой поверхностью детали при ШВиО в условиях дополнительного уплотнения рабочей среды;
результаты исследования основных закономерностей процесса, отражающих влияние режимов ШВиО и характеристики абразивных гранул на производительность процесса и качество обработанной поверхности;
- разработку и испытания новой технологической схемы
ШВиО деталей тел вращения с использованием оригинального уст
ройства для изменения уплотнения (поджатия) рабочей среды.
Научная новизна. Предложена новая технологическая схема ШВиО деталей типа тел вращения с использованием регулируемого давления (уплотнения рабочей среды) в рабочей камере с помощью оригинального устройства. Применение рассматриваемой технологической схемы обеспечивает повышение интенсивности процесса, равномерности обработки деталей. Определены конструктивно-
технологические особенности, позволяющие управлять процессом в условиях изменяемого уплотнения рабочей среды; предложена физическая модель съема материала и формирования шероховатости поверхности в условиях управляемого изменения уплотнения рабочей среды (абразивных гранул); исследованы основные закономерности процесса с учетом специфики предложенной технологической схемы ШВиО. Обосновано положительное влияние дополнительного уплотнения рабочей среды на производительность процесса.
Практическая ценность работы. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана новая технологическая схема ШВиО деталей тел вращения, обеспечивающая повышение производительности операций 030 упомянутых типов деталей. Установлены дополнительные параметры управления интенсивностью процесса в виде регулируемого уплотнения рабочей среды.
Предложены нормативные материалы и технологические рекомендации по практическому использованию ШВиО с регулируемым уплотнением рабочей среды. Сформулированы требования к станкам и устройствам, реализующим метод ШВиО с регулированием уплотнения рабочей среды.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах: VIII Международной научно-технической конференции «Вибрации в технике и технологиях» (г. Днепропетровск, 2007 г.); Международной научно-технической конференции «Динамика и прочность машин, зданий, сооружений» (Полтава, Украина, 2009 г.); I Международной научно-технической конференции «Совершенствование существующих и создание новых технологий в машиностроении и авиастроении» (г. Ростов-на-Дону, 2009 г.); научно-технической конференции «Применение низкочастотных колебаний в технологических целях (г. Ростов-на-Дону, 2006 г.); Международной научно-технической конференции «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы (г. Волжский, 2007-2009 гг.); конференции ППС ДГГУ (г. Ростов-на-До ну, 2006-2009 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть работ, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка ис-
пользованных литературных источников, приложений. Объем работы
_186 страниц машинописного текста, включающего 38
рисунков, _3 таблицы; список литературы включает _124 на
именования.
