Введение к работе
Актуальность. Важнейшей задачей современного машиностроения является создание, освоение и внедрение в производство новой высокоэффективной техники и технологии, обеспечивающей рост производительности труда, снижение материало- и энергоемкости, всемерное улучшение качества и эксплуатационных характеристик выпускаемой продукции, повышение ее конкурентоспособности на мировом рынке.
Решение указанной задачи неразрывно связано с совершенствованием известных и разработкой новых методов финишной обработки.
Одним из БысокоэффсктиБных способов отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей сложной конфигурации является обработка их в среде свободных рабочих тел, совершающих низкочастотные колебания, получившая название вибрационной обработки (ВиО).
Благодаря своим широким технологическим возможностям, высоким технико-экономическим показателях!, а также возможности механизации и автоматизации, ВиО занимает все более важное место среди современных методов финишной обработки. Уже к настоящему времени значительная часть предприятий авиационной, электротехшгческой, радио- и. приборостроительной промышленности имеет оборудование и участки ВиО и успешно использует его в технологическом цикле изготовления широкой номенклатуры деталей.
Однако, относительно большая длительность цикла ВиО, особенно при включении вибрационных станков в технологические поточные линии, сдерживает ее применение как при обработке крупных партий деталей сравнительно небольших размеров, так и при обработке деталей больших размеров и веса, в связи с необходимостью создания значительных заделов перед операцией ВиО с большим количеством единиц оборудования.
Основная идея работы состоит в повышении силового воздействия частиц рабочей среды на поверхность обрабатываемых деталей за счет неиспользованных резервов физико-технологических возможностей рабочих сред.
Цель работы - повышение интенсивности процесса ВиО за счет оптимизации физико-технологических свойств рабочей среды путем управления динамическим состоянием массы загрузки рабочей камеры под действием внешней регулируемой нагрузки.
-
Метод интенсификации процесса ВиО, основанный на управлении физико-технологическими свойствами рабочей среды путем всестороннего механического сжатия массы загрузки рабочей камеры вибрационного станка под воздействием внешней регулируемой нагрузки.
-
Механизм взаимодействия частиц рабочей среды с поверхностью обрабатываемой детали и особеїшости формирования топографии последних в механически сжатой массе загрузки рабочей камеры.
-
Основные закономерности процесса ВиО деталей в условиях механически сжатой рабочей среды.
-
Аналитические зависимости для расчета технологических параметров процесса и прогнозирования результатов обработки в зависимости от степени сжатия рабочей среды.
-
Рекомендации по выбору оптимальных условий обработки деталей сложной формы и проектировагшя оборудования для ее осуществления в зависимости от назначения и схемы выполняемой операции.
-
Новые технологические схемы ВиО деталей в условиях механически сжатой рабочей среды, а также схемы оборудования для их осуществления. '
Общая методика исследований. Теоретические исследования выполнялись на основе положений теории вибрационной техники и технологии, механики зернистых сред, динамической теории упругости, технологии машиностроения, теории трешгя, износа и абразивного разрушения.
При экспериментальных исследованиях использовались различные методы и средства, основанные на применении тензометрии, точного взвешивания и измерений, профилографирования, виброметрии, металлографического анализа и др. Расчеты производились посредством вычислительной техники.
Научная новизна. Выдвинута, теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность управления динамическим состоянием массы загрузки вибрационного станка иод действием внешней регулируемой нагрузки. Раскрыты закономерности изменешш физико-технологических свойств виброкипящей рабочей среды при ее механическом сжатии. Установлено, что сжатие рабочей среды при ВиО является важным, самостоятельным фактором управления процессом. Разработана модель взаимодействия частиц рабочей среды с поверхностью обрабатываемой детали, раскрывающая особенности формирования топографии последних при различных степенях сжатия массы загрузки. Установлены оп-
тималыше значения степени сжатия рабочей среды для различных схем ВиО. Получены теоретические зависимости для расчета основных технологических параметров ВиО и прогнозирования ее результатов в зависимости от степени сжатия рабочей среды.
Практическая ценность. Разработана методика расчета объема металла, высотных параметров шероховатости поверхности деталей, продолжительности процесса, требуемого для их достижения. Разработаны научно обоснованные рекомендации по выбору оптимальной степени сжатия рабочей среды для различных технологических схем ВиО. Предложены новые схемы технологических процессов и оборудования для ВиО деталей в условиях повышенного давления в рабочей камере. Разработаны рекомендации по модернизации существующігх и проектированию новых вибрационных станков.'Созданы опытные и опытно-промышленные образцы оборудования. Выявлена перспективность использования механического сжатия рабочей среды для интенсификации других разновидностей ВиО.
Реализация в промышленности. Основные результаты работы внедрены на двух машиностроительных заводах СССР с общим экономическим эффектом 80166 тыс. рублей в ценах 80-х годов.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава ДГТУ (1980-1994 гг.), региональных научно-технических семинарах "Применение ішзкочастотньгх колебаний в технологических целях" (Ростов н/Д, 1981-1983 гг.; Львов, 1984 г.; Полтава, 1985 г.; Ровно 1988 г.), республиканском семинаре "Малоотходные процессы обработки деталей - резерв экономии металла и снижения трудоемкости" (Киев, 1985 г.), республиканских конференциях "Пути повышения эффективности производства ..." (Махачкала, 1981 г.), "Интенсификация и автоматизация отделочно-зачистной обработки деталей в машиностроении" (Ростов н/Д, 1988 г.), всесоюзных научно-технических конференциях "Оптимизация условий эксплуатации и выбора характеристик абразивного инструмента в машиностроении" (Ленинград, 1981 г.), "Теплофизика технологических процессов" (Ташкент, 1984 г.), "Конструирование и производство сельскохозяйственных машин" (Ростов н/Д, 1985 г.), "Интенсификация технологических процессов механической обработки" (Ленинград, 1986 г.), "Остаточіше напряжения - резерв прочности в машиностроении" (Ростов н/Д, 1991 г.), международной научно-техшгческой конференции "Надежность машин и технологического оборудования" (Ростов н/Д, 1994 г.).
. Публикации. По результатам работы опубликовано 18 печатных ра бот, получено 30 авторских свидетельств на изобретения.
