Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение объема производства машин и оборудования, улучшение их эксплуатационных характеристик связано с совершенствованием процессов финишной абразивной обработки: хонингования, суперфиниширования, доводки.
Решение задач повышения эффективности финишных операций реализовывалось путем оптимизации режимов обработки и характеристик абразивного инструмента, подбора состава смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Вместе с тем сущность физико-химических процессов, протекающих в зоне контакта инструмента и детали, недостаточно изучена.
При описании механизма явлений в зоне обработки зачастую преобладает подход, базирующийся на представлениях механики контактного взаимодействия поверхностей при различных режимах трения. Вне поля зрения исследователей остаются физико-химические явления, сопровождающие образование новых поверхностей при диспергировании обрабатываемой детали абразивным инструментом.
В литературе по проблемам технологии финишной абразивной обработки недостаточно полно проводится физико-химический анализ процессов, протекающих на поверхностях обрабатываемой детали, инструмента, частицах диспергированного материала. В связи с вышеизложенным, необходимость рассмотрения процессов финишной абразивной обработки с позиций физико-химической механики материалов особенно актуально.
Цель работы. Повышение эффективности технологии финишной абразивной обработки путем оптимизации состава смазочно-охлаждающей жидкости и процессов диспергирования материалов.
Автор защищает:
методологию научного прогнозирования эксплуатационных характеристик СОЖ в процессах финишной абразивной обработки;
- математическую модель процесса абразивного диспергирования в присутствии СОЖ.
Научная новизна. Основные научные положения диссертации получены с использованием нового методического подхода к исследованию технологии финишной абразивной обработки с позиций физико-химической механики материалов.
Показано влияние физико-химических свойств СОЖ (краевой угол смачивания, поверхностное натяжение, энергия адгезии) на интенсивность абразивного диспергирования металлов, качество обработанной поверхности и ее эксплуатационные характеристики, в основе механизма которой лежит эффект (Ребиндера) адсорбционного облегчения деформации и разрушения твердого тела в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Разработана математическая модель процесса абразивного диспергирования в присутствии СОЖ, которая позволяет оценивать эффективность состава СОЖ и режимов финишной абразивной обработки.
Установлено, что интенсивность абразивного диспергирования металла и качество обработанных поверхностей повышается за счет применения водных СОЖ, в состав которых наряду с ПАВ введены стабилизаторы и диспергаторы продуктов разрушения металла и инструмента.
Практическая ценность и реализация результатов работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований предложено новое технологическое направление оценки качества СОЖ для процесса абразивного диспергирования, включающая определение физико-химических показателей СОЖ и др., с расчетом и прогнозированием их эксплуатационных характеристик. Результаты исследований внедрены на ОАО «Волжский завод металлоконструкций» с ожидаемым экономическим эффектом 84 тыс. руб.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Всесроссийских и международных конференциях «Российская школа по проблемам науки и технологий) (г. Миасс, 2005 - 06 ), «Абразивное производство (г. Челябинск, 2005), «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2005), «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (г. Волжский, 2005 - 06).
Работа в полном объеме была представлена на расширенном заседании кафедры «Технологии производства и обработки материалов» (Волжский институт строительства и технологий) и рекомендована к защите.
Публикации. По диссертации опубликовано 8 печатных работ, 2 из которых в издании, вошедшем в перечень рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пятиглав, общих выводов, приложения и списка литературы (154 наименований). Объем диссертации 113 страниц машинописного текста, содержит 33 рисунков и 8 таблиц.
Похожие диссертации на Повышение эффективности технологии финишной абразивной обработки путем оптимизации состава смазочно-охлаждающей жидкости и процессов диспергирования материалов
