Технологічні особливості обробки еластичними полімер-абразивними інструментами, що забезпечують необхідну якість обробленої поверхні. Зв"язок величини шорсткості поверхні, площі контакту інструмента, від вибору величини початкової деформації інструмента.
Аннотация к работе
Практична реалізація такої пропозиції можлива при встановленні залежностей основних показників процесу обробку від технологічних параметрів - величини деформації інструмента, зернистості абразивних часток, швидкості різання, геометричних співвідношень між інструментом та поверхнею, що обробляється. Встановити звязок величини шорсткості обробленої поверхні, площі контакту інструмента та поверхні, що обробляється, від вибору величини початкової деформації інструмента. Провести експериментальні дослідження для визначення впливу технологічних параметрів абразивної обробки, насамперед, величини початкової деформації інструмента, зернистості та концентрації абразивних часток, швидкості різання на величину шорсткості обробленої поверхні. Створена методика визначення площі контакту інструмента з поверхнею, що обробляється, в залежності від рівня його деформації. Основні положення та результати доповідалися на таких конференціях і семінарах: VIII міжнародній науково-технічній конференції «Машинобудування і техносфера на рубежі ХХІ століття» (10-16.09.2001), 5-тій міжнародній науково-технічній конференції «Фізичні і компютерні технології в народному господарстві» (28-29.05.2002, ХНПК «ФЕД», Харків), Міжнародній науково-технічній конференції «Науково-технічні проблеми верстатобудування, виробництва технологічного оснащення і інструмента» (4-6.06.2002, АТМ Україна, Одеса), 8-мій міжнародній науково-технічній конференції «Фізичні і компютерні технології» (9-10.12.2003, ХНПК «ФЕД», Харків), ХІІ міжнародній науково - практичній конференції «Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоровя» (20-21.05.2004, НТУ «ХПІ», Харків), науково-технічній конференції «Нові і нетрадиційні технології в ресурсо-і енергозбереженні» (2-4.06.2004, АТМ Україна, Одеса), 11-тій міжнародній науково-технічній конференції «Фізичні і компютерні технології» (2-3.06.2005, ХНПК «ФЕД», Харків), ХІІІ міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоровя» (19-20.05.2005, НТУ «ХПІ», Харків), XIV міжнародному науково-технічному семінарі «Високі технології: тенденції розвитку» (Харків-Алушта 12-17.09.2005), Пятій Всеукраїнській молодіжній науково-технічній конференції «Машинобудування України очима молодих: прогресивні ідеї - наука - виробництво» (26-29.10.2005, СУМДУ, Суми), 12-тій міжнародній науково-технічній конференції «Фізичні і компютерні технології» (7-8.06.2006, ХНПК «ФЕД», Харків), Міжнародній науково-технічній конференції «Машинобудування і техносфера ХХІ століття» (11-16.09.2006, ДОННТУ, Севастополь), Шостій Всеукраїнській молодіжній науково-технічній конференції «Машинобудування України очима молодих: прогресивні ідеї - наука - виробництво» (25-28.10.2006, ХНУ, Хмельницький), XVI міжнародному науково-технічному семінарі «Високі технології в машинобудуванні INTERPARTNER - 2007» (Харків-Алушта 23-29.09.2007) та наукових семінарах кафедри «Технологія машинобудування» НМЕТАУ.Дисертація присвячена рішенню актуальної науково-практичної задачі, яка полягає в підвищенні якості обробленої поверхні та продуктивності абразивної обробки ЕПАІ. Розроблені математичні моделі для визначення тангенціальної складової сили, потужності та моменту різання для випадків обробки плоскої, зовнішньої та внутрішньої циліндрової поверхні ЕПАІ з урахуванням початкової деформації інструмента h і розподілу робочих елементів в радіальному та тангенціальному напрямках. Визначені аналітичні залежності для підрахунку величин опорних кутів 2ц0 та z0, що виникають при контакті інструмента та заготовки для випадків обробки плоскої, зовнішньої та внутрішньої циліндрової поверхні. Експериментальні дослідження дозволили встановити залежність величини обєму знятого матеріалу від швидкості різання, концентрації абразивних часток у волокні та площі контакту; залежність площі контакту та шорсткості обробленої поверхні від величини початкової деформації інструмента, зернистості абразивних часток і тривалості обробки, а також продуктивності абразивної обробки від його тривалості.
Вывод
Дисертація присвячена рішенню актуальної науково-практичної задачі, яка полягає в підвищенні якості обробленої поверхні та продуктивності абразивної обробки ЕПАІ. Результатом роботи є наукові та методичні положення по призначенню та визначенню параметрів абразивної обробки ЕПАІ, а також підвищення його ефективності.
Висновки та результати досліджень сформульовані в наступних положеннях: Виконаний аналіз фінішних методів обробки з виділенням переваг використання ЕПАІ.
Розроблені математичні моделі для визначення тангенціальної складової сили, потужності та моменту різання для випадків обробки плоскої, зовнішньої та внутрішньої циліндрової поверхні ЕПАІ з урахуванням початкової деформації інструмента h і розподілу робочих елементів в радіальному та тангенціальному напрямках.
Вперше розроблена модель контакту ЕПАІ з плоскою, зовнішньою та внутрішньою циліндровою поверхнею в залежності від величини початкової деформації інструмента h.
Визначені аналітичні залежності для підрахунку величин опорних кутів 2ц0 та z0, що виникають при контакті інструмента та заготовки для випадків обробки плоскої, зовнішньої та внутрішньої циліндрової поверхні.
Вперше представлені аналітичні залежності для визначення величини прогину та кута повороту волокна у момент обробки під впливом технологічних зусиль. Це дозволило оцінити дійсний запас міцності інструмента та врахувати межу міцності волокна при призначенні технологічних зусиль.
Вперше встановлений звязок між зернистістю абразивних зерен і діаметром волокна інструмента, до якого вони внесені, як 0,01dвол.…0,45dвол.
Експериментально доведена подібність характеру мікрорельєфа обробленої поверхні після обробки ЕПАІ з матовим мікрорельєфом через наявність розвиненого субмікрорельєфу, забезпечуючого підвищену газо- та гідроємність.
Експериментальні дослідження дозволили встановити залежність величини обєму знятого матеріалу від швидкості різання, концентрації абразивних часток у волокні та площі контакту; залежність площі контакту та шорсткості обробленої поверхні від величини початкової деформації інструмента, зернистості абразивних часток і тривалості обробки, а також продуктивності абразивної обробки від його тривалості.
Запропонований метод підвищення продуктивності обробки ЕПАІ без зміни його конструктивних параметрів за рахунок збільшення площі контакту, що доведено експериментально.
Розроблені та впроваджені технологічні схеми фінішної обробки ряду виробів: труб, круглого та листового прокату, зубчастих коліс, складнопрофільних, гвинтових, внутрішніх циліндрових поверхонь і дроту перед волочінням та після термообробки.
У додатках надані матеріали по впровадженню результатів досліджень, наведені патенти на винаходи.
Список литературы
1. Всього, як указано у «Публікації» при виконанні дисертації опубліковано 42 роботи, в авторефераті наведені лише ті, що розкривають основні положення роботи.
Монографія
2. Негруб С.Л., Проволоцкий А.Е. Физико-математическая теория процессов обработки материалов и технологии машиностроения: Т.4. Теория абразивной и алмазно-абразивной обработки материалов. Ч.1. Гл. 6 Шлифование полимер-абразивными эластичными кругами. - Одесса, 2002.- С.289-328.
3. Здобувачем розглянуто три види поверхонь та отримано вирази для тангенціальної складової сили різання, моменту, потужності різання та половини кута контакту в залежності від початкової деформації інструмента. Запропоновані технологічні схеми використання інструмента.
Статті у наукових фахових виданнях
4. Проволоцкий А.Е., Колесник И.А., Негруб С.Л. Аналитические исследования прочности волокна полимер-абразивного инструмента // Резание и инструмент в технологических системах: Междунар. науч.-техн. сборник: Вып. 63. - Харьков, 2002. - С.121-125.
5. Проволоцкий А.Е., Колесник И.А., Негруб С.Л. Исследование контакта полимер-абразивных волокон эластичных кругов //Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Межд. сб. научн.-техн. трудов: Вып. 28.- Донецк, 2004. - С. 77-83.
6. Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Технологические возможности полимер-абразивного инструмента// Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Машинобудування і машинознавство: Вип.71. - Донецьк, 2004. - С.125-133.
7. Проволоцкий А.Е., Колесник И.А., Негруб С.Л. Определение момента сопротивления при контактном взаимодействии эластичного инструмента и обрабатываемой поверхности по площадке в виде эллипса // Вісник Національного технічного університету "ХПІ": Зб. наук. праць. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні: Вип. 23. - Харків, 2005.- С.117-130.
8. Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Определение площади пятна контакта полимер-абразивного эластичного инструмента с обрабатываемой поверхностью // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства. Технічний сервіс АПК, техніка та технології у сільськогосподарському машинобудуванні: Вип. 33. - Харків, 2005. - С. 287-293.
9. Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Анализ аналитических зависимостей величины площади контакта при обработке полимер-абразивным кругом при различных схемах обработки // Резание и инструмент в технологических системах: Междунар. науч.-техн. сборник: Вып. 70.- Харьков, 2006. - С. 398-407.
10. Здобувачем розглянуті три етапи роботи волокна ЕПАІ та визначені види технологічного навантаження, що діють на інструмент. Отримані вирази для визначення моментів інерції та опору плями контакту.
11. Проволоцкий А.Е., Лапшин С.П., Негруб С.Л., Ласкин В.М. Формирование развитых микрорельефов поверхностей// Резание и инструмент в технологических системах: Сб. науч.-техн. трудов: Вып.66. - Харьков, 2004. - С. 153-162.
12. Здобувачем розглянуто формоутворення мікрорельєфу поверхонь після абразивної обробки ЕПАІ.
13. Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л., Ласкин В.М. Использование возможностей эластичных кругов при обработке поверхностей после электроискрового упрочнения// Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Технічний сервіс АПК, техніка та технології у сільському господарстві. Вип. 26. - Харків, 2004. - С.132-136.
14. Здобувачем розглянуто вплив обробки ЕПАІ на мікрорельеф поверхні після електроіскрового легування.
15. Проволоцкий А.Е., Лапшин С.П., Негруб С.Л. Технологические методы повышения долговечности деталей гидромашин// Промислова гідравліка і пневматика. Всеукраїнський наук.-техн. журнал: Вип.2(4). - Вінниця, 2004. -С. 68-71.
16. Здобувачем запропоновано технологічні схеми використання ЕПАІ при обробці деталей машин.
17. Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Повышение эффективности финишной обработки деталей после электрофизических методов обработки// Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Підвищення надійності відновлюємих деталей машин. Фізичні та компютерні технології: Вип.42. - Харків, 2006. - С.147-150.
18. Проволоцкий А.Е., Негруб С. Л. Разработка интегрированных технологий финишной обработки //Резание и инструмент в технологических системах: Междунар. науч.-техн. сборник: Вып.73. - Харьков, 2007. - С. 257-262.
19. Здобувачем виконано аналіз технологічних можливостей ЕПАІ при використанні його у комбінованих методах обробки деталей машин.
20. Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л., Старостин Д.А. Повышение производительности процесса обработки полимер-абразивными инструментами// Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. науч. трудов: Вып. 32. - Донецк, 2006. - С. 193-200.
21. Здобувачем розглянуті схеми обробки поверхонь при обробці їх інструментом, що закріплений під певним кутом до власної осі обертання та вплив такого закріплення на продуктивність процесу.
22. Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Экспериментальное исследование параметров обработки эластичными полимер - абразивными инструментами //Сучасні технології у машинобудуванні: Зб. наук. статей. - Харків, 2006. - Том 1. - С. 171-184.
23. Здобувачем виконано експериментальні дослідження та оброблено результати, сформульовано висновки.
24. Пат. №36833А Украина, В 24 D 17/00. Абразивное волокно / Проволоцкий А.Е., груб С.Л. - 2000020807; Заявл. 15.02.2000; Опубл. 16.04.01, Бюл. №3.- 4 с.
25. Здобувачем запропонована конструкція полімер-абразивного волокна з залежністю розміру абразивної частки від діаметра волокна.
26. Пат. на корисну модель №19216 Украина, В 23 Н 9/00, В 24 С 1/00.Способ обработки деталей /Проволоцкий А.Е., Лапшин С.П., Негруб С.Л., Ласкин В.М., Старостин Д.А. - 200605172; Заявл. 11.05.06; Опубл.15.12.06, Бюл. №12.- 4 с.
27. Здобувачем запропонований спосіб обробки деталей ЕПАІ після операцій електроерозійного зміцнення.