LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Наукові основи проектування технологічних процесів обробки деталей взуття та фурнітури з пластмас і металів

поверхнею деталі частинок різної форми, які мали однакову масу. Базовою обрано частинку сферичної форми з діаметром, що дорівнює одиниці, та визначено геометричні розміри частинок різної форми (циліндр, конус, куб, тетраедр, тригранна призма) за умови однаковості їх об'ємів. Щільність розташування розраховано для кожної форми частинок за формулами (15) - (18) і віднесено до сферичної частинки. В результаті одержано такі відносні значення щільності розташування: сфера – 1; циліндр - 1,160 при d = H і 1,105 при d = 0,5 H; конус - 0,904 при d = H і 0,860 при d = 0,5 H; куб - 1,273; тетраедр - 0,706; тригранна призма - 0,942 при b = H і 0,841 при b = 0,5 H. Відносні значення щільності розташування залишаються постійними при будь-яких взаємних змінах розмірів частинок.

Таким чином, наповнювач з частинками кубічної форми забезпечує найбільшу кількість контактів і рекомендується для обробки деталей без отворів (каблуків, набойок). Наповнювач у вигляді конусів, розміри яких не перевищують розмірів отворів у деталях, доцільно використовувати для обробки фурнітури. За необхідності видалення ливників і забезпечення мінімального впливу на необроблювані поверхні слід застосовувати сферичні частинки.

П'ятий розділ присвячений створенню математичних моделей для визначення об'єму матеріалу, що видаляється з поверхні оброблюваної деталі при одиничному контакті з частинкою наповнювача. На основі двох побудованих моделей розроблені аналітичні методи розрахунку, які доцільно використовувати при проектуванні технологічних процесів шліфування та полірування фурнітури.

Перша модель розглядає видалення матеріалу на макрорівні за рахунок занурення в поверхню деталі частинки певної геометрії. Зроблені припущення, що поверхня деталі пружно-пластична, по ній ударяє частинка наповнювача масою m, що рухається зі швидкістю u0 під кутом a до вертикалі. При зануренні у поверхню деталі на частинку в проекціях на вертикальну вісь OY, перпендикулярну поверхні деталі, діють сила пружності і сила опору, зумовлена порушенням структури матеріалу. Під час виходу з матеріалу під дією сили пружності, сила опору по осі 0Y вже не діє. У проекціях на горизонтальну вісь 0X, розташовану паралельно поверхні деталі, на частинку діє сила опору, зумовлена порушенням структури матеріалу, а пружні сили незначні і ними нехтуємо.

Записано диференціальні рівняння руху частинки під час її занурення в деталь і виходу на поверхню, в результаті їх розв'язання одержано вирази, що описують рух частинки наповнювача при її контакті з поверхнею оброблюваної деталі:


при 0 < t < tвх ; (19)

при tвх < t < tвых .


де ; ; - час занурення частинки;

- час виходу частинки; - загальний час контакту частинки з деталлю.

Максимальна глибина занурення частинки складає:


. (20)


Максимальний шлях xmax , що проходить частинка у контакті з деталлю, визначається за формулою (19) при t=tk.

Об'єм матеріалу, що видаляється частинкою залежить від форми частинки. У випадку занурення в матеріал частинки конічної або тетраедральної форми вершиною на глибину y, об'єм, який вона видаляє при проходженні відстані x, становить:


, (21)

де z - кут конусності вершини частинки; ; ;

.

Визначено об'єм матеріалу, що видаляється при зануренні частинки прямокутної форми. В даному випадку об'єм розраховується за формулою:


, (22)


де b - ширина частинки, що занурюється; .

Друга модель взаємодії частинки з деталлю розглядає видалення матеріалу як фрикційний знос за рахунок взаємодії мікронерівностей. Після співставлення існуючих теорій тертя з точки зору можливості їх застосування до полімерних матеріалів, для поточних розрахунків обрана адгезійно-деформаційна теорія. Розглянуто випадок взаємодії абсолютно твердої шорсткої поверхні частинки з деформованим рівним тілом, знос якого визначався. Вважали, що знос спричинений втомою матеріалу, швидкість ковзання змінює температуру, яка в свою чергу впливає на фізико-механічні показники матеріалу. Процеси окислення та деструкції не враховували.

Згідно з обраною теорією доцільно розрахувати безрозмірний параметр – інтенсивність зносу. Розглянуто основні види зносу, що відповідають різним видам порушення фрикційного зв`язку - при пружному, пластичному контакті та мікрорізанні. Інтенсивність зносу при пружному контакті значною мірою залежить від модуля пружності, коефіцієнта Пуасона, межі міцності, радіуса мікронерівності; при пластичному контакті - визначається твердістю матеріалу за Бринелєм; при мікрорізанні - залежить від гостроти мікронерівностей поверхні. В залежності від фізико-механічних властивостей матеріалів пари тертя та зовнішніх умов має місце певний вид зносу. Визначені відповідні формули для розрахунку інтенсивності зносу.

Об'єм матеріалу, видаленого при одиничному контакті деталі з частинкою, в даному випадку розраховували за формулою:


V = In L Aa, (23)


де In – лінійна інтенсивність зносу поверхні деталі при контакті з частинкою;

L – довжина зони контакту; Aa – фактична площа контакту частинки з деталлю.

Для розрахунку інтенсивності зносу поверхні полімерних деталей та об'єму видаленого матеріалу на основі визначення виду контакту абразивної частинки з деталлю розроблено математичну програму в середовищі MathCad. Зіставлення отриманих результатів з даними експериментальних досліджень та інших авторів продемонструвало її адекватність та ефективність. Результати розрахунків свідчать, що при використанні абразивного наповнювача сферичної форми найкращий ефект шліфування фурнітури з полімерних матеріалів досягається, якщо діаметр частинок наповнювача - 4...6 мм. Шорсткість поверхні частинки робочого середовища істотно впливає на інтенсивність зносу поверхні деталі, тому при високих класах чистоти поверхні частинки відбувається пружний контакт, що забезпечує високу якість, але й більшу тривалість обробки. При збільшенні шорсткості поверхні частинки реалізується пластичний контакт або мікрорізання, що створює умови, достатні для чорнової обробки.

Шостийрозділ присвячений аналітичному та експериментальному дослідженню параметрів інтенсивності руху робочого середовища в обертових барабанах, розробці аналітичних методів визначення тривалості оздоблювально-зачищувальних операцій.

Необхідною умовою ефективної та рівномірної обробки всіх поверхонь полімерних деталей взуття та фурнітури в планетарних барабанах є інтенсивне перемішування робочого середовища. За результатами аналітичних досліджень встановлено, що перемішуюча здатність планетарного барабана залежить від ступеня заповнення робочим середовищем, співвідношення кутових швидкостей обертання барабана та водила і не залежить від радіуса барабана. При підвищенні кутової швидкості обертання барабана перемішуюча здатність зростає, зі збільшенням завантаження барабана цей параметр зменшується. Якщо завантаження барабана перевищує 50 % його об'єму, обробка стає неефективною, тому що зменшуються перемішуюча здатність і довжина ковзного шару робочого середовища, що