LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування технологічних характеристик та інтенсифікація процесу розмірної обробки електричною дугою складнопрофільних отворів

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

"КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"




ПОПОВА МАРГАРИТА ІВАНІВНА



УДК 621.9.048.4



ПРОГНОЗУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ТА ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ПРОЦЕСУ РОЗМІРНОЇ ОБРОБКИ

ЕЛЕКТРИЧНОЮ ДУГОЮ СКЛАДНОПРОФІЛЬНИХ ОТВОРІВ



Спеціальність 05.03.07 – Процеси фізико-технічної обробки






Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук









Київ – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Кіровоградському державному технічному університеті

Міністерства освіти і науки України.



Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Боков Віктор Михайлович,

Кіровоградський державний технічний університет,

доцент кафедри "Обробка металів тиском та ЛВ".


Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Ковальченко Михайло Савич, Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, м. Київ, завідувач відділом термомеханічної обробки тугоплавких матеріалів;


кандидат технічних наук, доцент Осіпенко Василь Іванович, Черкаський інженерно-технологічний інститут, м. Черкаси, доцент кафедри "Обробка матеріалів за спецтехнологіями".


Провідна установа:

Національний технічний університет України "Харківський політехнічний інститут", кафедра "Різання матеріалів та різальні інструменти", Міністерство освіти і науки України, м. Харків.


Захист відбудеться 18 лютого 2002 р. о 15 00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.002.15 при Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37.

Автореферат розісланий "4" січня 2002 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Головко Л.Ф.

Загальна характеристика роботи


Актуальність теми. Сучасними методами обробки отворів є методи електроерозійної обробки (ЕЕО), які дозволяють обробляти будь-який за твердістю електропровідний матеріал (наприклад, загартовані сталі та тверді сплави), а також отримувати отвори складного (не круглого) перерізу при використанні простого поступального руху електрода-інструмента (ЕІ). Одним із найбільш перспективних високопродуктивних методів ЕЕО отворів є спосіб розмірної обробки металів електричною дугою (РОД). При обробці отворів способом РОД електрична дуга горить в торцевому міжелектродному зазорі (МЕЗ) між ЕІ та електродом-заготовкою (ЕЗ) в потужному поперечному потоці робочої рідини. Енергетичні та геометричні параметри дуги, що обумовлюють технологічні характеристики процесу РОД, залежать не тільки від електричного та гідродинамічного режимів обробки, як показано в роботах Носуленко В.І. (автора метода), але і визначаються геометричними параметрами електродів. До теперішньої роботи прогнозування технологічних характеристик Y процесу РОД отворів, що обумовлюють продуктивність та точність обробки, а також якість обробленої поверхні, здійснювалося з використанням двофакторних математичних моделей типу Y = f (x1, x2), де x1 – характеризує електричний режим обробки (силу технологічного струму I або напругу на електродах U), а x2 – гідродинамічний режим обробки (динамічний тиск робочої рідини в МЕЗ Рд, або статичний тиск робочої рідини на вході в МЕЗ Рст). Використання даних моделей для прогнозування технологічних характеристик процесу РОД отворів різної площі обробки із застосуванням різних за формою і розмірами геометричних параметрів ЕІ не є можливим.

Встановлення кібернетичних зв'язків технологічних характеристик процесу РОД отворів із факторами, що визначають не тільки електричний та гідродинамічний режими обробки, але і геометричні параметри електродів, дозволять здійснювати науково–обгрунтований підхід до оптимізації режимів обробки, з метою забезпечення максимальної продуктивності при заданої якості обробленої поверхні. Крім того, вивчення характеру цих зв'язків відкриє шлях до інтенсифікації процесу РОД отворів різної геометричної складності. Рішення даної проблеми і обумовлює актуальність теми.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно: координаційного плану Міністерства освіти та науки України (машинобудування та аерокосмічний комплекс) № 43 від 24.12.1996 "Технологічні схеми формоутворення електроерозійної обробки стаціонарною дугою на великих струмах" та з планами 1997 – 2000 років науково-дослідної роботи в лабораторії РОД Кіровоградського державного технічного університету та договором про наукове співробітництво № 36/18 від 25.12.1998 між науково-виробничою фірмою "Карма" м. Світловодськ та Кіровоградським державним технічним університетом.

Мета і задачі дослідження. Мета досліджень – прогнозування технологічних характеристик та підвищення ефективності процесу РОД складнопрофільних отворів.

Поставлена мета досягається шляхом вирішення наступних задач:

- розробка математичних моделей, які встановлюють багатофакторний зв'язок технологічних характеристик процесу прошивання та розточування отворів електричною дугою з електричним та гідродинамічним режимами обробки, геометричними параметрами електродів, з урахуванням полярності обробки, та дозволяють керувати продуктивністю, точністю обробки, а також якістю обробленої поверхні, прогнозувати дані характеристики і виявляють шляхи підвищення ефективності процесу РОД складнопрофільних отворів;

- розробка критеріїв оцінки геометричної складності отворів стосовно обробки їх способом РОД з урахуванням гідродинаміки течії робочої рідини в МЕЗ;

- інтенсифікація процесу обробки електричною дугою складнопрофільних отворів за рахунок застосування різнорежимної РОД;

- розробка практичних рекомендацій РОД складнопрофільних отворів та впровадження результатів досліджень у виробництво.

Об'єкт і предмет дослідження. Об'єктом дослідження є процес РОД отворів. Предметом дослідження є обгрунтування методик прогнозування технологічних характеристик та інтенсифікації процесу РОД складнопрофільних отворів.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження проводилися на основі загальних положень теорії ЕЕО, розробленої Б.М. Золотих, Г.М. Мещеряковим та теорії процесу РОД, запропонованої В.І. Носуленко. Експериментальні дослідження технологічних характеристик процесу РОД отворів проводилися з використанням методів багатофакторного математичного планування експерименту, з застосуванням для статистичної обробки експериментальних даних та розрахунку поліноміальних математичних моделей пакету прикладних програм "Планування, регресія та аналіз моделей" ("ПРІАМ"). Експериментальні дослідження проводилися за допомогою сучасної вимірювальної апаратури.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено кібернетичні зв'язки технологічних характеристик процесу прошивання та розточування отворів електричною дугою не тільки з електричним та гідродинамічним режимами обробки, але і з геометричними параметрами електродів,