LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Підвищення ефективності процесу шліфування деревини дуба пелюстковим інструментом

заданої радіальної жорсткості інструмента 150...250Н/м.

Наступний етап експериментальних досліджень проведено з метою визначення шорсткості поверхні деревини дуба, глибини шліфування та спрацювання пелюсток. Результати подані у вигляді рівнянь регресії, відповідно, (8-10) та графічних залежностей.

На основі отриманих результатів досліджень розраховані та проаналізовані продуктивність шліфування, витрата шліфувальної шкірки, працездатність пелюсток шліфувального круга.




(8)




(9)






(10)

Встановлено, що зі збільшенням швидкості різання від 10 до 20 м/с, на 0,004мм/м (15-20%) зменшується спрацювання круга, на 3...5мкм зростає глибина шліфування (рис.5), шорсткість зменшується на 4...5мкм (рис.6).

Неоднозначним є вплив швидкості різання у випадку зміни кількості пелюсток. При кількості пелюсток 8, спостерігається підвищене їх спрацювання, особливо, у випадку збільшення швидкості різання інструмента, що можна пояснити великою питомою часткою впливу відцентрових сил, порівняно з часткою впливу пружних сил, яка є незначною при меншій кількості пелюсток. Дія відцентрових сил зумовлює появу великих ударних сил на вході в зону оброблення і це спричиняє відривання неспрацьованих частинок довжиною приблизно рівною величині деформації. Відповідно, для невеликої кількості пелюсток (у вибраному діапазоні), спостерігається зростання загальної витрати шліфувальної шкірки (рис.7), більш різке за мінімальної їх кількості, і, дещо в нижчих темпах –тдля середнього значення діапазону. Якщо кількість пелюсток збільшувати, спостерігається тенденція до стабілізації витрати, вплив швидкості в цьому випадку не так різко виражений, оскільки дія загальної відцентрової сили, в розрахунку на одну пелюстку, буде набагато менша.

У процесі збільшення швидкості різання від 10 до 20м/с, завдяки росту відцентрової складової, зростає величина нормальної сили в зоні шліфування, тому забезпечується пропорційний ріст (до 35...45%) продуктивності та (до 50%) працездатності круга.

Якщо збільшується швидкість подачі деталі від 5 до 15м/хв, спрацювання пелюсток зменшується до 25%, дещо зростає продуктивність шліфування, але різко зменшується глибина шліфування та зростає шорсткість поверхні (рис.8). Працездатність круга з ростом швидкості подачі збільшується і знижується величина витрати шліфувальної шкірки на виготовлення пелюсток.

Спрацювання пелюсток, зі збільшенням величини деформації від 1 до 3 мм, суттєво зростає, у процесі подальшого збільшення деформації до 5 мм (рис.9), ріст величини спрацювання менш інтенсивний. Продуктивність оброблення та працездатність пелюсткового круга, із збільшенням величини деформації, зростають, збільшується і витрата шліфувальної шкірки.

Продуктивність абразивного оброблення, як і працездатність інструмента, з ростом кількості пелюсток (жорсткості) буде пропорційно зростати, оскільки за таких умов зростатиме пружна складова нормальної сили різання. Неоднозначний вплив зміни кількості пелюсток на шорсткість обробленої поверхні (рис.10). Шорсткість суттєво зменшується при збільшенні кількості пелюсток до 20, але, при подальшому збільшенні кількості пелюсток, величина її стабілізується, навіть спостерігається тенденція до зростання.

Інтервал варіювання зернистості є невеликим F90, F100, F150, але навіть у його межах можна виявити такі тенденції: якщо збільшується зернистість, то до 20 % зменшується спрацювання інструмента, зростає глибина оброблення (рис.5) і незначно (на 3...5мкм) зростає шорсткість поверхні.

В роботі проведено оптимізацію параметрів оброблення. Критерії оптимізації розраховані на основі результатів досліджень спрацювання пелюсток круга і глибини шліфування. На основі попередніх результатів розв'язку задачі оптимізації встановлено, що параметр шорсткості обробленої поверхні варто віднести до обмежень у вигляді: Rmmax = f(x1, x2, x3, x4, x5)32 мкм.

До критеріїв оптимізації віднесені:

- продуктивність шліфування;

- загальна величина спрацювання пелюсток (витрата шліфувальної шкірки без врахування коефіцієнтів втрат, оскільки вони приймають однакові значення для всіх значень змінних факторів).

Задача є багатокритеріальною, висока продуктивність забезпечується підвищеним спрацюванням пелюсток. І, навпаки, за мінімального спрацювання пелюсток, спостерігається низька продуктивність процесу шліфування. Тому, перехід до математичної постановки задачі здійснюється за кількома способами згортки критеріїв: методом послідовних поступок, методом формування одного узагальненого критерію, методом формування критерію на основі функції бажаності. Максимальну величину продуктивності при мінімальній витраті шліфувальної шкірки отримано при використанні методу послідовних поступок. У випадку ручної подачі деталей обмежується швидкість подачі деталі. Тоді доцільно використати результати оптимізації, отримані на підставі методу формування критерію на основі функції бажаності. Результати оптимізації подані в табл.2.

Таблиця 2

Результати оптимізації вихідних параметрів процесу шліфування


Значення вихідних параметрів, відповідно, спрацювання пелюсток (мм/м ) і продуктивності шліфування (см3/с) для значень змінних факторів

Метод згортки критеріїв

метод послідовних поступок

методом формування критерію на основі функції бажаності

0,96

1,25

0,0294

0,0359

зернистість шкірки, (F)

F90(16)

F90(16)

швидкість подачі, , м/хв

10

8,3

деформація інструмента, , мм

3,1

4,7

швидкість різання, , м/с

16,8

18,4

кількість пелюсток, , шт

24

28


У п'ятому розділі виконаний порівняльний розрахунок собівартості процесу шліфування та продуктивності для випадку використання дослідного зразка пелюсткового круга, пелюсткового інструмента базової конструкції і для випадку ручного шліфування. Випробування у промислових умовах проводились за дотримання оптимальних значень змінних факторів.