LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

які дозволяють керувати продуктивністю та точністю обробки, а також якістю обробленої поверхні, та виявляють шляхи підвищення ефективності процесу РОД складнопрофільних отворів.

Вперше запропоновано і обгрунтовано новий принцип організації потоку в торцевому МЕЗ при РОД отвору з похилою донною поверхнею, який дозволяє стабілізувати горіння електричної дуги в початковій фазі процесу за рахунок штучного перерозподілу потоку в торцевому МЕЗ.

Вперше запропоновано та розроблено новий метод інтенсифікації процесу обробки електричною дугою складнопрофільних отворів шляхом різнорежимної послідовної РОД одним двоступінчастим ЕІ, який дозволяє отримати якісно оброблену поверхню за один робочий хід інструмента при максимально можливій продуктивності обробки.

Практичне значення отриманих результатів. 1. Одержані математичні моделі технологічних характеристик знаходять практичне застосування для розмірного прошивання та розточування електричною дугою складнопрофільних отворів при прогнозуванні:

- продуктивності, питомої продуктивності та питомої витрати електроенергії процесу обробки – характеристик, що визначають економічну ефективність обробки;

- бічного МЕЗ та відносного зносу ЕІ – характеристик, що визначають точність обробки;

- шорсткості обробленої поверхні та глибини зони термічного впливу – характеристик, що визначають якість обробленої поверхні.

2. Розроблено та апробовано спосіб РОД отворів з похилим дном, який порівняно із відомим, дозволяє суттєво розширити технологічні можливості процесу за рахунок розширення діапазону кута нахилу донної поверхні отвору відносно стартової поверхні заготовки від 0...1 до 1...12,5 і більше.

3. Розроблено та апробовано спосіб електроерозійної різнорежимної послідовної РОД складнопрофільних отворів одним двоступінчастим ЕІ. Експериментальна перевірка даного способу на прикладі РОД ексцентрикової дрібномодульної шліцевої втулки показала дев'ятикратне зменшення верстатного часу порівняно з однорежимною РОД, що економічно обгрунтовує доцільність застосування даного способу.

4. На підставі виконаних теоретичних та експериментальних досліджень розроблено технологічний процес прошивання–розточування фігурного отвору в матриці для пресування виробів із металевого порошку для науково-виробничої фірми "Карма" (м. Світловодськ), який, у відповідності з договором № 36/18 від 25.12.1998 року, пройшов виробничі випробування та рекомендований до впровадження. Показано, що розроблений технологічний процес РОД фігурного отвору матриці дозволяє, порівняно з електроімпульсною обробкою (ЕІмО), підвищити продуктивність при попередньому прошиванні в 2,6 рази, при розточуванні – в 5 разів та скоротити загальний час обробки отвору в 3,3 рази.

Особистий внесок здобувача. Автором дисертації побудовано математичні моделі та проведені теоретичні дослідження щодо встановлення кібернетичних зв'язків технологічних характеристик процесу прошивання та розточування отворів електричною дугою з електричним та гідродинамічним режимами обробки, а також з геометричними параметрами електродів. Запропоновано та досліджено нові високоефективні способи РОД отворів з похи-лим дном та різнорежимної РОД складнопрофільних отворів. Розроблено нові технологічні пристрої для реалізації даних способів.

Автор проводив експериментальні дослідження і приймав безпосередню участь у впровадженні результатів дисертаційної роботи. Особистий внесок пошукувача відображено у наукових працях, опублікованих за участю дисертанта.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися і були відзначені дипломом І ступеню на VII та VIII Міжнародних науково–технічних конференціях "Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века" (Севастопіль, 2000, 2001 р.); XXIX, XXX та XXXI конференціях викладачів, аспірантів та співробітників КДТУ (Кіровоград 1998, 1999, 2000 р.); Міжнародній ювілейній науково-технічній конференції Асоціації спеціалістів промислової гідравліки та пневматики "Техническая гидромеханика, элементы и системы гидропневмопривода и гидропневмоавтоматики" (Кіровоград, 2000 р.); на розширеному засіданні кафедри металорізальних верстатів та систем КДТУ (Кіровоград, 2000 р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковано в 6-ти статтях та захищено двома патентами України на винахід.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел із 102 найменувань та 4 додатків – 90 с. Повний обсяг дисертації становить 182 сторінки, включаючи 61 рисунок та 10 таблиць.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У вступі обгрунтовано актуальність науково-технічної проблеми, вирішенню якої присвячена робота, висвітлено її зв'язок з науковими програмами, планами та темами. Подано загальну характеристику, окреслено основну мету та сформульовано задачі дослідження, визначено наукову новизну та практичну цінність одержаних результатів. Наведено інформацію про апробацію матеріалів дисертації, а також про структуру роботи.

В результаті аналізу літературних джерел виявлено, що одним із самих високопродуктивних, а тому перспективних способів ЕЕО отворів є спосіб РОД, який, порівняно з ЕІмО, дозволяє на порядок і більше підвищити продуктивність обробки, зменшити приблизно в два рази питому витрату електроенергії та в 3...5 разів знизити вартість джерел живлення технологічним струмом. На підставі виявлених класифікаційних ознак (глибина обробки, форма поперечного та поздовжнього перерізу, поперечний розмір та форма осі), розроблено класифікацію отворів за геометричними параметрами стосовно ЕЕО, яка дозволяє систематизувати отвори не тільки за геометричною формою, але і за однаковими технологічними умовами їх обробки. Установлено, що отримані до даної роботи двофакторні математичні моделі технологічних характеристик процесу РОД отворів не відбивають вплив геометричних параметрів ЕІ та ЕЗ, а тому не можуть бути використані для їх прогнозування та наукового обгрунтування вибору режиму обробки. Крім того, вони не вказують на шляхи до оптимізації та інтенсифікації процесу прошивання та розточування електричною дугою отворів різної геометричної складності. Виходячи з сучасного стану проблеми, сформульовано мету і задачі дисертаційної роботи, результати розв'язку яких викладено у наступних розділах.

В результаті аналізу обгрунтовується вибір технологічної схеми формоутворення отворів способом РОД при прошиванні та розточуванні, яка забезпечує потрібні точність та якість обробки бічної поверхні отвору та включає в себе поступальний зустрічний рух електродів і однозонний спосіб зворотного прокачування робочої рідини крізь торцевий МЕЗ (табл. 1). Опиcується послідовність та фізичний механізм реалізації процесу РОД отворів при прошиванні та розточуванні з урахуванням гідродинамічних явищ в міжелектродному проміжку (МЕП).

Технологічні характеристики процесу РОД отворів (продуктивність обробки М, мм3/хв; питома продуктивність обробки Ма, мм3/Ахв; питома витрата електроенергії а, кВтгод/кг; бічний зовнішній МЕЗ d, мм; відносний лінійний знос ЕІ g, %; шорсткість обробленої поверхні Ra, мкм; глибина зони термічного впливу Н, мкм) в роботі представлено у вигляді багатофакторних поліноміальних математичних моделей, лінійних відносно параметрів типу

де та – поліноми першого та (S1-1) (Sk-1) порядків від рівнів варіювання факторів Х1,..., Хk.

Таблиця 1

Морфологія РОД отворів при прошиванні та