Волков Ігор Володимирович. Підвищення продуктивності процесу вібраційної обробки деталей на оздоблювальних і зміцнюючих операціях : Дис... канд. наук: 05.02.08 - 2008.
Анотація до роботи:
Волков Ігор Володимирович. «Підвищення продуктивності процесу вібраційної обробки деталей на оздоблювальних і зміцнюючих операціях». – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.02 – технологія машинобудування. Приазовський державний технічний університет, Маріуполь, 2008.
Дисертація присвячена підвищенню продуктивності процесу обробки складнопрофільних деталей на оздоблювальних і зміцнюючих операціях за рахунок вибору раціональних параметрів роботи вібраційного верстата.
Розроблено математичну модель руху межового шару робочого середовища, яка враховує параметри вібраційного верстата і параметри робочого середовища, що дозволяє робити розрахунок траєкторії руху одиничної гранули і циркуляційної швидкості шару робочого середовища, який знаходиться в безпосередньому контакті з поверхнею контейнеру.
Проведено дослідження впливу вібраційної обробки на втомну міцність, зносостійкість, мікротвердість поверхневого шару деталей, також визначені розміри зон у контейнері з різною активністю обробки і циркуляційна швидкість робочого середовища.
За результатами досліджень розроблена технологія фінішної обробки деталей, що дозволяє одержувати деталі з необхідними експлуатаційними властивостями.
У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі визначення взаємозв'язку між елементами конструкції верстата й інструмента – робочого середовища, що має істотне значення для технології машинобудування при підвищенні продуктивності процесу обробки деталей на оздоблювальних і зміцнюючих операціях. За результатами роботи зроблено наступні висновки.
1. Проведено аналіз технологічних можливостей вібраційного устаткування для обробки деталей на оздоблювальних і зміцнюючих операціях. Розглянуто залежності, що визначають вплив основних технологічних параметрів на продуктивність обробки, якість оброблюваної поверхні й енергію, що витрачається на виконання технологічного процесу, а також методики розрахунку технологічних параметрів вібраційної обробки як методу ППД. При цьому встановлено, що найменш вивченими є динамічні процеси при вібраційній обробці. У результаті були сформульовані задачі, що вимагають розв’язання, для підвищення продуктивності процесу вібраційної обробки деталей на оздоблювальних і зміцнюючих операціях.
2. Рух межового шару робочого середовища описано реологічною моделлю, що дозволяє крім конструкційних параметрів вібраційного верстата і параметрів робочого середовища врахувати особливості траєкторії руху контейнера і його форми. За допомогою розробленої математичної моделі з'являються можливості розрахунку траєкторії руху одиничної гранули і циркуляційної швидкості шару робочого середовища, що знаходиться в безпосередньому контакті з поверхнею контейнера; оцінки динамічних характеристик впливу контейнера, як на окремий елемент робочого середовища, так і на завантаження в цілому, і характеристик руху робочого середовища в залежності від параметрів вібраційного верстата, а також розрахунку потужності, що передається робочому середовищу стінками контейнера.
3. Розроблені моделі дозволяють вибрати раціональні параметри роботи вібраційного верстата, ґрунтуючись на необхідній і для абразивної, і для зміцнюючої обробки передачі потужності в зону контакту деталь - гранула, уникаючи режимів, у яких верстат працює нераціонально.
4. Застосування запропонованої моделі для більшості використовуваних типів робочих середовищ дозволяє знайти режими, при яких буде існувати сталий циркуляційний рух робочого середовища (отже, рівномірна обробка деталей), а також відповідно режими, при яких циркуляційний рух буде відсутній, а переміщення елементів робочого середовища можна вважати хаотичним (у цьому випадку можливе виникнення браку).
5. Результатами проведених експериментальних досліджень підтверджено, що вібраційна обробка сприяє підвищенню втомної міцності і зносостійкості деталей, збільшенню мікротвердості поверхневого шару деталей (при вібраційній обробці сталевими кульками), і виявлено, що існує резерв для підвищення продуктивності процесу вібраційної обробки по досягненню даних властивостей без зміни конструкції вібраційного верстата. Визначено, що в різних зонах U-подібного вібруючого контейнера знімання металу зі зразків є нерівномірним. Для одержання рівномірного знімання металу необхідна наявність рівномірного циркуляційного потоку, швидкість якого залежить від частоти й амплітуди коливань. Зміна силового імпульсу і переданої потужності в зону обробки залежить від сполучення параметрів частоти й амплітуди коливань. Для операції зміцнення, наприклад, на вібраційному верстаті моделі УВИ-25 раціональним є сполучення частоти 62 Гц і амплітуди 3 мм.
6. Результати теоретичних і експериментальних досліджень можуть бути використані при проектуванні нових вібраційних верстатів. Зокрема, з метою підвищення показників продуктивності процесу віброзміцнення рекомендується модернізувати існуючі конструкції вібраційних верстатів, забезпечивши можливість зміни частоти коливань контейнера до 70 Гц.
7. Упровадження розробленого технологічного процесу обробки складнопрофільних деталей з раціональними режимами, що рекомендуються, (результати якого задовольнили вимоги замовника) на ТОВ «Авто-Електромаш» (м. Херсон) підтверджує можливість застосування і високу продуктивність методу вібраційної обробки для виконання операцій шліфування, полірування і зміцнення деталей. Також розроблена типова технологія оброблювально-зміцнюючої обробки шестерень. Результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі.
Публікації автора:
Волков И.В., Лубенская Л.М., Жукова Л.И. Представление знаний о вибрационном оборудовании на этапе технологического проектирования // Вібрації в техніці та технологіях. – 2005. - № 2(40). – С. 27-30.
Здобувачем розроблено загальну класифікаційну модель вібраційного обладнання, що дозволяє використовувати агрегатно-модульний принцип його компонування.
Волков И.В., Лубенская Л.М., Ясуник С.Н. Применение агрегатно-модульного принципа при создании оборудования для вибрационной обработки // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. - 2005. - № 7(89). – С. 29-33.
Здобувачем, запропоновано компоновані схеми вузлів вібраційних верстатів, ґрунтуючись на принципі агрегатування, що забезпечує рівномірну передачу силового імпульсу.
Волков И.В., Лубенская Л.М., Ясуник С.Н. Формирование поверхностного слоя деталей на финишных операциях обработки // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. Международный сборник научных трудов. Выпуск 31. – 2006. – С. 34-41.
Здобувачем проведено аналіз існуючих методів обробки деталей і обґрунтовано загальний принцип раціонального вибору фінішних операцій обробки.
Лубенская Л.М., Дегтярева Ю.Ю., Волков И.В. Влияние параметров изделий на их обрабатываемость при вибрационной обработке // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – 2006. - № 6(100), частина 1. – С. 122-129.
Здобувачем запропоновано методику планування багатофакторного дослідження.
Волков И.В., Николаенко А.П. Вибрационная обработка и ее возможности // Физические и компьютерные технологии. Труды 12-й Международной научно-технической конференции, 7-8 июня 2006. – Харьков: ХНПК «ФЭД», 2006. – С. 266-268.
Здобувачем виявлено, що метод вібраційної обробки стало сприяє поліпшенню експлуатаційних властивостей, підвищенню мікротвердості, зменшенню величини зносу.
Волков И.В., Дегтярева Ю.Ю., Калмыков М.А., Николаенко А.П. Технологические возможности вибрационной обработки деталей на станках с U-образной формой контейнера // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. Петра Василенка. „Технічний сервіс АПК, техніка та технології у сільськогосподарському машинобудуванні”. – Харків. – 2006. – Вип. 42. – С. 167-173.
Здобувачем виконано обробку результатів експериментальних досліджень і оцінені можливості вібраційного методу обробки на операціях зміцнення.
Дегтярева Ю.Ю., Волков И.В. Динамика процесса виброабразивной обработки деталей // Наукові праці Вінницького державного аграрного університету. Серія: Технічні науки. – Вінниця: ВДАУ. – 2006. – Вип. 1. – С. 165-170.
Здобувачем розроблено математичну модель, яка описує рух гранул у робочому середовищі.
Волков И.В., Дегтярева Ю.Ю., Лубенская Л.М., Николаенко А.П. Влияние физико-механических характеристик материала изделия на его износостойкость // Вестник двигателестроения. – Запорожье: изд-во ОАО «Мотор Сич». – 2006. - № 4. – С. 126-130.
Здобувачем виконано експериментальні дослідження з визначення зносостійкості деталей з різними фізико-механічними властивостями.
Лубенська Л., Молчанов Д., Шевченко О., Волков І. Оцінка технологічних можливостей вібраційного обробленні // Машинознавство. – 2007. - № 2. – С. 37-41.
Здобувачем запропоновано шлях розширення можливостей вібраційного методу за рахунок обробки великогабаритних деталей, та проведено експериментальні дослідження.
Волков И.В., Калмыков М.А., Романченко А.В. Математическое моделирование движения пограничного слоя рабочей среды при вибрационной обработке // Восточноевропейский журнал передовых технологий. – 2007. - № 4/5 (28). – С. 81-89.
Здобувачем розроблено математичну модель руху межового шару робочого середовища при вібраційній обробці.
Калмыков М.А., Волков И.В., Мелконов Г.Л. Предложения по выбору оптимального соотношения частотно-амплитудных параметров колебаний контейнера вибрационного станка // Вібрації в техніці та технологіях. – 2007. – № 1(46). – С.54-57.
Здобувачем обрано оптимальні співвідношення амплітудно-частотних характеристик коливань контейнеру.
