Введение к работе
Актуальность темы. При эксплуатации продукции машиностроения, энергомашиностороения, транспортного машиностроения износу подвергаются не только элементы конструкции, которые непосредственно осуществляют рабочие и вспомогательные движения, но так же направляющие, балки, рельсы. Это проявляется в изменении формы в продольном и поперечном сечениях элементов несущих конструкций, а также в чрезмерном упрочнении части рабочих поверхностей, что в конечном итоге приводит к выходу из строя. Полная замена изделий сопряжена со значительными вложениями ввиду большой металлоёмкости, высокой стоимости, сложности демонтажа и монтажа данной части конструкции систем. В данном случае экономически выгодным является выполнение механической обработки, в ходе которой восстанавливается геометрия сечений деталей, а также восстанавливается начальная структура поверхностного слоя. В результате срок службы изделий продлевается без их замены. Ввиду малых съё-мов широкое распространение получили абразивные методы выполнения данных операций. Однако, недостаточно высокая производительность применяемого для этих целей шлифовального оборудования приводит к длительным простоям систем и, как следствие, потере значительных средств. Интенсификация процессов абразивной обработки при восстановлении эксплуатационных свойств направляющих элементов конструкций позволит значительно снизить экономические потери от простоев. Теория и практика шлифования предлагают широкий спектр мер, позволяющих повысить интенсивность резания на операциях шлифовальной обработки.
В связи со сказанным выше, тема работы по исследованию шлифования профильных заготовок (ШПЗ) и выработке рекомендаций, позволяющих повысить интенсивность резания на данной операции, является актуальной.
Цель работы: повышение интенсивности резания ШПЗ на основе теоретико-экспериментальной разработки рада предложений по изменению конструкции инструмента и ориентации кругов по отношению к детали в процессе обработки.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:
-
Обоснование и разработка ряда предложений по повышению интенсивности резания ШПЗ на основе анализа результатов стендовых испытаний.
-
Получение зависимостей, связывающих интенсивность резания и составляющие силы резания с параметрами, определяющими процесс обработки.
-
Разработка конструкции прерывистого шлифовального круга (ПШК) для ШПЗ.
-
Создание оригинальных алгоритмов и программ, позволяющих обрабатывать полученные экспериментальные данные.
-
Разработка методики проведения стендовых испытаний, подбор элементов контрольно-измерительного комплекса для регистрации значений технологических параметров.
-
Проведение сравнительных стендовых исследований интенсивности резания с использованием кругов стандартной конструкции и ПШК.
Методы исследования. Исследования выполнены на базе основных положений технологии машиностроения, теории шлифования, а так же современных работ о технологии ШПЗ. Теоретические положения диссертации подтверждены анализом выполненных стендовых испытаний. Для сбора данных при проведении испытаний использовался контрольно-измерительный комплекс на базе промышленного ПК с интегрированным АЦП. Для обработки данных использовались авторские программы, работающие на принципах численных решений математических задач интегрирования и анализа функций. При описании основных зависимостей применялись методы математической обработки экспериментальных данных.
Научная новизна. Установлены зависимости интенсивности резания ШПЗ от основных параметров, определяющих условия протекания процесса технологической обработки.
Установлена неравномерность распределения режущей способности в области взаимодействия круга с заготовкой и обоснована возможность её рационального использования.
Установлена роль давления в зоне обработки в процессах затупления и самозатачивания абразивного инструмента при ШПЗ.
5 Практическая ценность работы. 1. Разработана конструкция ШИК, которым при обработке развивается большая интенсивность резания, что подтверждено экспериментально.
-
Разработана методика проведения стендовых испытаний. Основное оборудование оснащено оригинальным контрольно-измерительным комплексом с интегрированным АЦП.
-
Созданы оригинальные алгоритмы и программы, позволяющие обрабатывать данные экспериментов с более высокой производительностью.
-
Созданы алгоритм и программа, позволяющие вычислять теоретические значения максимальной температуры под источником теплоты при ШПЗ.
-
По результатам исследований выработан ряд рекомендаций по повышению интенсивности резания ШПЗ.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-практических конференциях МИИТа: «Наука МИИТа -транспорту 2008», «Наука МИИТа - транспорту 2009», «Наука МИИТа - транспорту 2010»; на международной конференции «Mech-Trans-Art-Chem 2010». Результаты работы отмечены медалыо выставки «Научно-техническое творчество молодёжи 2009».
Публикации. По теме работы опубликовано 6 работ, из них одна в журнале, рекомендованном ВАК.
Личное участие автора в работах, опубликованных в соавторстве:
В работе [1] рассматриваются проблемы, возникающие при эксплуатации направляющих элементов несущих конструкций. Описывается имеющееся технологическое оборудование и делается вывод о возможности повышения его производительности с использованием
пшк.
В работе [2] приводятся сведения об инструменте и режимах обработки, а также рассматриваются преимущества применения ПШК при ШПЗ, формулируется перечень задач, которые необходимо решить при разработке подобного абразивного инструмента.
В работе [3] даётся общее представление об одном из наиболее распространённых направлений ШПЗ, а также об используемом оборудовании. В общих чертах формулируется цель работы, а также рассматриваются способы её достижения, некоторые из которых впо-
следствии были реализованы при решении задач исследования (ПШК, изменение ориентации оси вращения инструмента).
В работе [4] обосновывается актуальность выполнения обработки без демонтажа направляющих элементов несущих конструкций.
В работе [6] приводится механизм накопления структурных изменений в металле при наличии чрезмерного упрочнения на рабочей поверхности изделия. Делается вывод о необходимости удаления наклёпанного слоя с рабочих поверхностей в целях предотвращения аварийного разрушения несущих конструкций.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы (108 наименований) и приложений (95 страниц), включает 153 страницы машинописного текста, 37 таблиц, 72 рисунка.
Похожие диссертации на Повышение интенсивности шлифования профильных поверхностей на основе регулирования контактного взаимодействия круга с заготовкой
