Введение к работе
Актуальность работа . В общей проблеме совершенствования процессов механической обработки деталей машин и приборов,технологического оборудования и инструментов в последнее время выдвигаются требования снижения энергопотребления и материалоёмкости. В связи с этим всё большее значение приобретает поиск новых технических решений,нетрадиционных методов обработки, сочетающих в себе ислользованиз разнообразных физических и химических явлений и эффектов.
Немаловажное значение при этом приобретает исследование наилучшего сочетания массовых,геометрических,кинематических и энергетических характеристик технологической системи.При отсутствии материальных средств на изготовление и апробацию промышленного образца.а часто и времени на нахождение оптимальных соотношений, на первый план выходят методи численных исследований на основе математических моделей.Такие теоретические исследования во многом помогают репать проблемы практического использования и поиска наилучшего сочетания параметров новых способов обработки,станков и инструментов.
Связь работы с крупными научными программами лемами выражается в конкретных предложениях при разработке новых технических решений, защищенных авторскими свидетельствами.Эти разработки бали проведены при выполнений хоздоговорных работ с Минским 1ИТИ0П и Вологодским оптико - механическим заводом.Исследования по интенсификации процессов поверхностной обработки в условиях обкатки проведены ь соответствии с планом работы в разках Республиканской программы "Инструмент".
Цель и задачи исследования : совершенствование традиционных и создание новых способов.устройств.станков и инструментов для обработки оптических деталей,разработка математических моделей и алгоритмов численных исследований для поиска наиболее рационального сочетания их параметров,обеспечивающих повышение производительности процесса и качества обработанной поверхности путём применения ультразвука и среды под давлением.Исходя из этого в работе решены следующие задачи .-предложена математическая модель ..объясняющая эффективность использования ультразвука.разработан способ,совершенствован инструмент и решен вопрос
автоматизации обработки стеклянных шариков с применением среды под давлением,а такие создана имитационная математическая модель .позволившая найти наиболее рациональное сочетание геометрических, кинематических и массовых, характеристик. устройства, обеспечивающих снижение динамической нагруженности,энергопотребления и повышение производительности обработки шариков для микрооптики.
научная новизна полученных результатов.Разработана математическая модель.позволяющая -установить количественную связь меиду знергосшювшга и амплитудными характеристиками системы УЗК с массово - геометрическими,кинематическими и упругими свойствами гоны контакта промежуточного элемента в процессе обкатки.
Выявлены количественные свяви интенсивности съема припуска с конфигурацией рабочей поверхности инструмента для пневмоцеит-робежной обработки шариков,а также массоЕо - геометрическими и кинематическими параметрами устройства.Разработаны на основе этих связей математические модели,позволяющие'Реализовать численные исследования процессов формообразования сферических поверхностей в части поиска наиболее рациональных сочетаний кинематических и размерных характеристик,обеспечивающих повышение производительности при снижении энергозатрат и динамической нагруженности устройства.
Практическая значимость полученных результатов .Расширены технологические возможности использования методов обкатки для поверхностной обработки 8а счет рационального сочетания параметров УЗК и кинематики шарика в рабочей воне.Разработан новый способ шаржирования .поверхностей и станок для его осуществления. Предложены новые устройства и схемы станков для обработки сферических поверхностей- оптических деталей.Разработан способ пневмоцентробежной обработки шариков,а также проведены теоретические и экспериментальные исследования,которые позволили предложить направления интенсификации процесса формообразования 'стеклянных шариков из заготовок,имеющих форму,отличьую от сферической (кубическую,эллипсоидную и т.п.).Результаты работы использованы в учебном процессе,в частности.на основе предложенных технических решений поставлены новые лабораторные работы. Разраоотанные математические модели используются в курсовых и
дипломных проектах.
Экономическая значимость полученных результатов заключается в возможности ([юрмообразования сферических и асферических изделий из неметаллических _ материалов (камня,керамики и т.п.),тлеющих самую разнообразную исходную форму.Экономическая целесообразность предлагаемого метода основана на использовании вместо традиционного электромеханического привода станков энергии среды под давлением (в частности,окатого воздуха). Этим достигается снижение материалоёмкости технологического оборудования яз - за отсутствия необходимости в традиционных передаточных и исполнительных механизмах.Снижается также и энергопотребление из - за существенного сокращения количества промежуточных элементов в кинематической цепи "привода станка.
Основные положения диссертации,выносимые на защиту : новые технические решения,обеспечивающие повышение производительности процессов и качества обработанных сферических поверхностей при снижении, энергопотребления и материалоёмкости технологического оборудования;
алгоритми численных исследований,позволяющие найти наи
лучшие сочетания геометрических, массовых и кинематических ха
рактеристик предлагаемых устройств,обеспечивающих повышение
производительности процесса и качества обработанных поверхнос
тей; г/
теоретико-экспериментальные исследования эффективности обработки стеклянных шариков со сложной кинематикой и методика количественной оценки динамической нагруженности устройства;
/ результаты экспериментальных исследований новых технических решений с оптимальными геометрическими и кинематическими параметрами.
Личный вклад соискателя заключается в разработке конкретных параметров новых способов,устройств и станков,а также математических моделей и алгоритмов численных исследований,позволяющих решать некоторые проблемы интенсификации процессов поверхностной обработки в условиях обкатки.
Апробация результатов диссертации .Результаты исследований докладывались на научно - технических конференциях Белорусской политехнической академии в 1988,1992,1995г.,а та<же на Международной конференции "Колебания и волны в экологии,технологичес-
ких процессах и диагностике",Минск,1993, на Международной научно - технической конференции "Отделочно - упрочняющая технология в машиностроении",Минск,1994 , на евдународной научно -технической конференции' "Совершенствование процессов финишной обработки в машино- и приборостроении,экология и защита окружающей среды",Минск,1995, на научно - технической конференции,посвященной 75 ---летию БГПА,Минск, 1995.
Опубликованность результатов.Результаты диссертации опубликованы в 5-ти статьях журналов: "Известия АН БССР", "СТИН". , "Оптический журнал",в 6-ти сборниках тезисов докладов конференций, в 3-х авторских свидетельствах.
Структура и объём диссертации .Диссертация состоит из введения, четырёх глав,основных выводов и содержит 83 страницы ма-ошошиюго їекста, 3 таблицы, ЗІ рисунок,список использованных источников из 94 наименований и приложения на 19 страницах.