Підвищення ефективності обробки деталей у вібруючих контейнерах - Автореферат

Найбільше поширення для ВІО одержали верстати з U-подібним контейнером і інерційним віброзбуджувачем, розташованим у крайній нижній точці контейнера вздовж усієї його подовжньої осі, із завантаженням деталей, що оброблюються, внавал, які дозволяють обробляти одночасно велику кількість деталей різної номенклатури. Саме ці конструкційні особливості верстата впливають на зниження ефективності вібраційного процесу за рахунок відсутності рівномірної обробки деталей у різних частинах контейнера через гасіння силового імпульсу при проходженні його через ущільнені та розпушені шари робочого середовища, а також за рахунок наявності в центрі контейнера малорухомої пасивної зони, що утворюється завдяки руху стійкого циркуляційного потоку робочого середовища вздовж стінок контейнера навколо його центра. Зрештою, проведений аналіз дозволив уточнити задачі досліджень, що узагальнено можна сформулювати в такий спосіб: дослідження особливостей руху робочого середовища (з урахуванням властивостей робочого середовища як псевдорідини і властивостей одиничної гранули) у різних зонах робочого простору контейнера з метою підвищення ефективності ВІО за рахунок розробки засобів й елементів робочого середовища з ліквідації пасивних зон і створення рівномірного силового впливу в розширеному робочому просторі. Пропонується з метою ліквідації пасивної зони контейнера, що виникає за рахунок дисипації робочого середовища, ввести до неї гранули з феромагнітними властивостями (ГФВ), керуючи якими можна створити додатковий рух у пасивній зоні завдяки накладенню імпульсного магнітного поля високого градієнта, створеного пристроєм у вигляді системи котушок, що повторюють контур контейнера. За наявністю в обємі контейнера імпульсного поля виникає пондеромоторна сила, що діє на феромагнітні тіла (або деталі, що оброблюються, або гранули з феромагнітними властивостями), величина якої визначається залежністю: , де m0=4p?10-7 Гн/м - магнітна постійна; c - магнітна сприйнятливість ГФВ; Н - модуль вектора напруженості магнітного поля, яке створюється котушкою; DV - обєм ГФВ.За класичною схемою обробки в U-подібному контейнері з віброзбуджувачем, розташованим у нижній його точці уздовж його подовжньої осі, буде спостерігатися наявність пасивної зони в центральній частині контейнера, що складає 25...30% обєму незалежно від його розмірів. Для інтенсифікації схеми обробки необхідно враховувати ущільнення й розрядження шарів робочого середовища та його характеристики. Застосування як додаткового енергетичного джерела пристрою у вигляді рамкових індукторів (зовнішнього просторового віброзбуджувача), що створює магнітне поле у робочому середовищі, яке містить ГФВ або феромагнітні деталі, дозволяє раціонально використовувати, керувати й змінювати енергію, що подається в контейнер, в залежності від цілеспрямованості технологічного процесу, а також розширювати робочий простір контейнера, забезпечувати рівномірну обробку у всіх зонах контейнера і скоротити основний час обробки. Переданий робочим середовищем і сприйманий поверхнею деталі додатковий силовий імпульс залежить як від параметрів устаткування, так і від властивостей робочого середовища, зокрема, від швидкості переміщення ГФВ і коефіцієнта опору середовища.

верстат вібраційний електромагнітний

1. За класичною схемою обробки в U-подібному контейнері з віброзбуджувачем, розташованим у нижній його точці уздовж його подовжньої осі, буде спостерігатися наявність пасивної зони в центральній частині контейнера, що складає 25...30% обєму незалежно від його розмірів. Виникнення пасивної зони звязане із загасанням силових імпульсів, які проходять крізь шари робочого середовища, і з конструктивними особливостями ВІО-верстата. Для інтенсифікації схеми обробки необхідно враховувати ущільнення й розрядження шарів робочого середовища та його характеристики.

2. Застосування як додаткового енергетичного джерела пристрою у вигляді рамкових індукторів (зовнішнього просторового віброзбуджувача), що створює магнітне поле у робочому середовищі, яке містить ГФВ або феромагнітні деталі, дозволяє раціонально використовувати, керувати й змінювати енергію, що подається в контейнер, в залежності від цілеспрямованості технологічного процесу, а також розширювати робочий простір контейнера, забезпечувати рівномірну обробку у всіх зонах контейнера і скоротити основний час обробки.

3. Переданий робочим середовищем і сприйманий поверхнею деталі додатковий силовий імпульс залежить як від параметрів устаткування, так і від властивостей робочого середовища, зокрема, від швидкості переміщення ГФВ і коефіцієнта опору середовища. Результати розрахунку доводять, що для додання швидкості ГФВ, рівної 0,1 м/с, величина напруженості магнітного поля повинна складати (3...7)·104 А/м, що відповідає току в секціях котушки (3...20)·103А. Уведення рамкових індукторів при кількісному співвідношенні в робочому середовищі гранул ПТ і ГФВ відповідно у відсотках 70/30 привело до підвищення продуктивності обробки. Як ГФВ використовувалися абразивно-феромагнітні тіла, що складаються з 30% абразивного (АЛ-14) і 70% металевого (ПЗР) порошків.

4. Визначено залежності та запропоновано методику розрахунку пристрою, яка базується на тім, що зйом металу є пропорційним силовому імпульсові, який надходить у контейнер. Це сприяє активному рухові робочого середовища у всіх зонах контейнера, що дозволяє: а) на конструкційному рівні при розробці пристрою ВІО-верстата, тобто додаткового електромагнітного віброзбуджувача, визначати параметри магнітного поля, ґрунтуючись на синтезі магнітного поля, задаючи функцію пондеромоторної сили;

б) створювати робоче середовище з цілеспрямованими властивостями, виходячи з того, що воно є одночасно джерелом силового імпульсу й інструментом, який бере участь у процесі різання (патент України 59624А);

в) керувати переміщенням одиничних гранул робочого середовища в будь-якій точці обєму контейнера;

5. Інтенсифікацію ВІО може бути досягнуто перерозподілом енергії, яка підводиться до робочого середовища ВІО-верстата. Необхідно використовувати різноманітні додаткові засоби, що дозволяють активізувати обробку в зонах, віддалених від дна контейнера, у тому числі і шляхом уведення пристроїв-вставок у центральну частину контейнера (патенти України 48404А, 59625А, 59626А, 59627А, 59628А).

6. Результати теоретичних і експериментальних досліджень використані при розробці технологічних процесів обробки виробів із срібла, латуні, алюмінію й сталі, впроваджених на АТЗТ “Булат” і ПТ “Союзавто” (Україна, м. Луганськ).

1. Лубенская Л.М., Ясуник С.Н. Обработка серебряных ювелирных изделий в вибрационных установках // Вибрации в технике и технологиях. - 2000. - №3 (15). - С. 28-30.

2. Лубенская Л.М., Сухаревская О.Н., Ясуник С.Н. К вопросу повышения эффективности обработки в вибрационных станках // Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском матеріалів у машинобудуванні. - Луганськ: вид-во СНУ, 2001. - С. 95-99.

3. Лубенская Л.М., Яковенко В.В., Ясуник С.Н. К вопросу повышения производительности вибрационной обработки // Вибрации в технике и технологиях. - 2002. - № 2 (23). - С. 32-33.

4. Лубенская Л.М., Ясуник С.Н. Повышение эффективности ВИО свободными абразивами деталей из немагнитных материалов // Ресурсозберігаючі технології виробництва та обробки тиском матеріалів у машинобудуванні. - Луганськ: вид-во СНУ ім. В. Даля, 2002. - С. 119-121.

5. Лубенская Л.М., Мицык А.В., Ясуник С.Н. Система СПИЗ в ВИО и ее классификация // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. - 2002. - № 7 (53). - С. 275-280.

6. Лубенская Л.М., Ясуник С.Н., Калмыков М.А. Теоретические исследования электромагнитного вибровозбудителя ферромагнитных тел // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. - 2002. - № 11(57). - С. 288-292.

7. Лубенская Л.М., Яковенко В.В., Ясуник С.Н. К расчету электромагнитных вибровозбудителей с распределенным магнитным полем // Вибрации в технике и технологиях. - 2003. - № 1 (27). - С. 59-60.

Размещено на .ru