LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування робочих характеристик абразивних інструментів на основі статистичного моделювання їх структури

за стандартами FEPA 42(43)-GB-1984 (ИСО 8486, GB/T 2481.1) та ГОСТ 3647-80, що дозволило уточнити співвідношення зернистостей стандартних шліфувальних матеріалів на основі порівняльного аналізу моделей наважок зерен.

4. Запропоновано нові конструкції абразивних інструментів для обробки складних поверхонь, характеристики структури і геометричні параметри робочої поверхні яких забезпечують задані параметри контакту інструменту з оброблюваним виробом, раціональні щодо робочого процесу абразивної обробки.

Практичне значення отриманих результатів. Запровадження на підприємствах-виробниках абразивних інструментів запропонованих підходів прогнозування характеристик структури абразивних кругів дозволяє враховувати спільний вплив основних параметрів структури на їх експлуатаційні властивості і забезпечити раціональний вибір стандартних характеристик інструменту (номер зернистості, твердості і структури). Результати досліджень можуть бути впроваджені при підготовці виробництва абразивного інструменту (у т. ч. нетипового). Окремі підходи можуть бути використані при удосконалюванні існуючих або розробці нових робочих процесів абразивної обробки.

Виходячи з результатів модельних і експериментальних досліджень, запропоновані конструкції абразивних інструментів для обробки складних поверхонь, що забезпечують задані параметри контакту у процесі обробки, дозволяють істотно знизити систематичні і випадкові технологічні похибки на етапах проектування і виконання абразивної обробки. Розроблено робочі процеси профілювання абразивного інструменту (пат. 71382) і доведення різального інструменту (пат. 71373).

Практичні результати роботи впроваджені на ВАТ "Запорізький абразивний комбінат" з очікуваним річним економічним ефектом 18 тис. 860 грн.

Результати досліджень використовуються у навчальному процесі кафедри інтегрованих технологій машинобудування ім. М.Ф. Семка НТУ "ХПІ" у дисциплінах: "Об'єктно-орієнтоване моделювання робочих процесів"; "Сучасні комп'ютерні технології у дослідженнях"; "Програмне забезпечення інтегрованих технологій".

Особистий внесок здобувача. Усі наукові положення, що виносяться на захист, розроблені самостійно. Постановка задач і аналіз результатів виконані разом з науковим керівником. Роботи по підготовці патентів України проведені за участю співавторів. У роботі приведені посилання на авторів і джерела при використанні відомих залежностей, експериментальних даних, наукових положень, комп'ютерних систем моделювання і програмного забезпечення.

Апробація результатів дисертації. Основні наукові положення і дисертаційна робота доповідалися на наукових семінарах кафедри інтегрованих технологій машинобудування ім. М.Ф. Семка НТУ "ХПІ" (2003-2007), а також на науково-технічних конференціях і семінарах: науково-практичній конференції Samsung Young Scіentіst Day (Київ, Україна, 2002); III і VI Молодіжній науково-практичній конференції "Машинобудування України очима молодих" (Запорожжя, Хмельницький, Україна, 2003 і 2006); Першій міжнародній науково-технічній конференції "Машинобудування і металообробка: математичне моделювання і САПР" (Кіровоград, Україна, 2003); "Високі технології у машинобудуванні" (Харків - Алушта, 2002, 2005 і 2006); X, XII і XIV Міжнародній науково-практичній конференції "Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я" (Харків, 2002, 2004 і 2007).

Публікації. За результатами роботи опубліковано 9 наукових праць, з них 5 – у фахових виданнях ВАК України, 2 – деклараційних патенти України на винаходи.

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 5 розділів основної частини, висновку, списку використаних джерел і додатків. Повний обсяг дисертації складає 186 сторінок, з них 17 малюнків по тексту, 20 малюнків на 20 сторінках, 2 таблиці по тексту, 9 таблиць на 10 сторінках, 130 використаних літературних джерел на 12 сторінках, 3 додатка на 9 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми і важливість питань, розглянутих у дисертації, сформульовані основні наукові положення і практичне значення досліджень.

У першомурозділі проведено аналіз стану абразивної галузі, представлені основні аспекти виробництва абразивного інструменту, вплив основних факторів на його робочі характеристики. Розглянуто існуючі методи моделювання структури абразивного інструменту, можливості прогнозування його робочих властивостей із врахуванням взаємозалежних характеристик.

При виготовленні нових партій або замовленні нетипового абразивного інструменту у виробника виникає задача прогнозування і варіювання його робочих характеристик. Для її вирішення необхідно виділити властивості структури абразивного інструменту, що визначають його робочі характеристики.

Наукові праці Е.Н. Маслова, П.І. Ящеріцина, дослідження ВНДІАШ, ІНМ НАН України та інші показують, що твердість абразивного інструменту істотно впливає на продуктивність і якість обробки, характер зносу абразивних зерен, оскільки зміна пружної деформації містків зв'язки і сили, що утримує зерно у зв'язці, змінює характер навантаження, що визначає механізм і етапи зносу. Твердість кругу пов'язана з відносною концентрацією зв'язки, її твердістю і здатністю ефективно розподілятися проміж зернами, а також зернистістю шліфувального матеріалу. Аналіз літературних джерел показує, що прикладні дослідження, направлені на вибір оптимального складу зв'язки, ефективні тільки у конкретних виробничих умовах. Тому у рамках теоретичного дослідження доцільно формалізувати опис взаємодії зв'язки з зернами.

Номер структури при виборі абразивного інструменту також залежить від його зернистості. Цей зв'язок відображує фізичну природу міцності тіла, що складається зі зв'язаних часток (як правило, дрібнозерниста структура міцніша за крупнозернисту). Таким чином, при оцінці робочих характеристик абразивного інструменту необхідно враховувати спільний вплив стандартного ступеня твердості, номера структури і зернистості (концентрації і дисперсності фаз). Уявлення про зв'язок цих характеристик з робочими властивостями досліджуваного об'єкта найбільш розвинуті у теорії дисперсних систем.

Одна з основних закономірностей теорії дисперсних систем, що встановлена академіком П.А. Ребіндером, зв'язує величину питомої поверхні дисперсної фази S або питоме число контактів часток між собою Z з твердістю структури за залежністю

, (1)

де Pm - гранична напруга зсуву; a1 і a2 - емпіричні коефіцієнти, що враховують розмірність; Fc - сила зчеплення в одиничному контакті; Z - питоме число контактів (число контактів в одиниці об'єму); φ - κонцентрація дисперсної фази; S - питома поверхня дисперсної фази.

У загальному випадку, модель структури абразивного інструменту як дисперсної системи I може бути представлена у вигляді деякої обмеженої області абразивного простору, в якій знаходяться підобласті