Технологічне забезпечення якості поверхонь деталей машин обробленням струменем незв’язаних твердих тіл - Автореферат

Технологічне забезпечення якості поверхонь деталей машин обробленням струменем незвязаних твердих тілЕфективність використання струминного оброблення зростає із збільшенням розміру виробу і ускладненням його конфігурації. Однак призначення технологічних режимів для операції струминного оброблення, особливо для криволінійних поверхонь, здебільшого ґрунтується на практичному досвіді і експериментальних даних, що не дозволяє належним чином прогнозувати показники якості поверхонь і коректно призначати технологічні режими струминного оброблення. Наукова новизна одержаних результатів: · здійснено теоретичні дослідження методу струминного оброблення поверхонь виробів незвязаними твердими тілами, проведення яких необхідне для прогнозування результатів оброблення залежно від форми оброблюваних виробів, їх фізико-механічних властивостей і є основою для створення технологічного забезпечення якості поверхонь деталей машин при обробленні струменем незвязаних твердих тіл; · вперше одержано аналітичні залежності, які встановлюють звязок між товщиною зміцненого шару, мікротвердістю, ступенем зміцнення оброблюваної поверхні та параметрами обладнання, струменя, робочого середовища при струминному обробленні виробів незвязаними твердими тілами, і на основі цих залежностей побудовано математичну модель для розрахунку параметрів якості поверхонь виробів в залежності від конкретних технологічних режимів струминного оброблення; В наукових працях, що написані у співавторстві, автору належить: [1] - виділення режимів струминного оброблення, що визначають мікрогеометрію і напружений стан обробленої поверхні, дослідження взаємозвязку між ними і їх впливу на показники якості поверхонь деталей машин; [2] - запис у вигляді математичних залежностей і аналіз балансу енергій при струминному обробленні поверхонь деталей машин; [3] - розроблення і реалізація засобами MATHCAD алгоритмів для обчислення розподілу мас робочого середовища в поперечних перерізах струменя розпилення, виконання розрахунків розподілу мас робочого середовища в поперечних перерізах струменя розпилення для конкретних режимів струминного оброблення; [4, 8] - аналіз впливу технологічних режимів струминного оброблення на розподіл мас робочого середовища і, відповідно, показники якості поверхонь деталей машин; [5] - розроблення і реалізація засобами MATHCAD алгоритмів для обчислення розподілу швидкостей робочого середовища в поперечних перерізах струменя розпилення, виконання розрахунків розподілу швидкостей робочого середовища в поперечних перерізах струменя розпилення для конкретних режимів струминного оброблення; [6] - аналіз впливу геометрії сопла струминного апарата на параметри процесу струминного оброблення; [7] - дослідження розподілу кінетичної енергії в струмені розпилення, виконання розрахунків розподілу кінетичної енергії для конкретних технологічних режимів струминного оброблення.У другому розділі побудована математична модель процесу струминного оброблення для випадку нерухомого струминного апарата і оброблюваної поверхні при куті атаки струменя до поверхні, рівному 90°, та проведено дослідження впливу технологічних режимів струминного оброблення на показники якості оброблених поверхонь. В основу математичної моделі процесу струминного оброблення покладено енергетичну концепцію, за якою енергія, надана робочому середовищу струминним апаратом, перетворюється в роботу по зміні форми і напруженого стану оброблюваних поверхонь, за винятком її втрат на різних етапах процесу оброблення. [2] Виходячи із загального рівняння енергетичного балансу отримано спрощене рівняння, на основі якого здійснено моделювання процесу струминного оброблення: (1) де Mi,j - розподіл маси робочого середовища на оброблюваній поверхні, кг; Vi,j - розподіл швидкостей робочого середовища у поперечному перерізі струменя, який співпадає із оброблюваною поверхнею, м/с; Еоп - втрата енергії струменем на подолання сил опору повітря, Дж; Етр.с. Середні квадратичні відхилення для сопла круглого перерізу визначено, керуючись правилом «трьох сігма» та виходячи із геометричних міркувань: (4) де а - коефіцієнт турбулентності струменя; L - відстань від торця сопла струминного апарата до оброблюваної поверхні, м; б - кут розкриття струменя, рад. При нормальних кутах атаки струменя до оброблюваної поверхні відбувається тільки поверхневе пластичне деформування, показниками якості поверхонь для якого є зміна мікротвердості оброблюваної поверхні, товщина зміцненого шару, ступінь зміцнення.Виконано теоретичне узагальнення і розвязано наукову задачу технологічного забезпечення якості поверхонь виробів при струминному обробленні незвязаними твердими тілами, що дає можливість впроваджувати операцію струминного оброблення у технологічний процес як альтернативну операцію фінішного механічного оброблення, яка забезпечує високі показники якості поверхонь виробів, зокрема шорсткість, товщину зміцненого шару, ступінь зміцнення, мікротвердість, розподіл залишкових напружень.

Основний зміст роботи