CC BY
64
международный научный журнал «инновационная наука» УДК.621.923
№10/2015
ISSN 2410-6070
Ю.К.Новоселов,
д-р техн. наук, профессор СГУ И.А.Дымченко, ассистент СГУ , Севастополь, РФ, E- mail: [email protected]
АНАЛИЗ КИНЕМАТИКИ ПРОЦЕССА СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ
Математические модели и методики для расчета кинематики процесса суперфиниширования определяют траектории резания отдельными зернами бруска, и как следствие, позволяют установить новый статический критерий для анализа процессов съема материала инструментом, рассчитать не только параметры единичных срезов, но и параметры микрорельефа обработанной поверхности, износ бруска.
Абразивная обработка, суперфиниширование, качество поверхности, кинематический расчет, съем металла.
Суперфиниширование является эффективным процессом отделочной обработки ответственных деталей машин и приборов: колец и роликов подшипников качения, шеек коленчатого и распределительного валов, поршневых пальцев, клапанов, шпинделей и пинолей станков, калибров. При данной обработке достигается шероховатость поверхности Re = 0,160 ±0,020 мкм при съеме материала 10 - 20 мкм на диаметр. Этот процесс осуществляется при окружных скоростях заготовки 8 - 40 м/мин, давлениях мелкозернистых брусков (0,15 - 0,3 МПа) при их колебательном движении с частотой от 500 - 600 до 2000 - 3000 дв. ход/мин и амплитудой 2 - 5 мм. Суперфиниширование дорожек качения колец подшипников на современных станках-автоматах осуществляется при более интенсивных режимах: окружной скорости заготовки 50 - 150 м/мин, давлении 0,5 - 1,5 МПа. [1]
При суперфинишировании практически полностью удаляется волнистость, значительно уменьшается огранка, удаляется дефектный поверхностный слой металла, образовавшийся при предшествующих операциях обработки. После суперфиниширования упрочняется поверхностный слой без каких-либо структурных изменений, что существенно улучшает эксплуатационные свойства деталей, работающих в условиях трения скольжения или качения. [1]
Типичная схема суперфиниширования наружной цилиндрической поверхности показана на рисунке 1. Деталь 2 вращается с окружной скоростью Vd , а абразивные бруски 1, установленные в качающейся оправке, совершают возвратно-поступательное (колебательное) движение со скоростью VK , перемещаясь вдоль оси детали со скоростью Vnp.
Скорость вращения детали Vd, скорость продольного перемещения Vnp и скорость возвратнопоступательного движения VK брусков определяют кинематику процесса. В зависимости от их значения устанавливается траектория резания отдельными зернами, следовательно, и съем металла, и чистота обработанной поверхности, и износ бруска.
Рисунок 1 - Схема суперфиниширования наружной цилиндрической поверхности: 1 - брусок абразивный, 2 - деталь
Ключевые слова
Т
67
международный научный журнал «инновационная наука»
№10/2015
ISSN 2410-6070
Скорость резания определяется как сумма векторов скоростей детали и бруска:
Vz = V + (VK + Vnp). (1)
В свою очередь скорость колебательного движения бруска равна:
VK = Aosin(ot + р), (2)
где А - амплитуда колебаний бруска; О - частота колебаний бруска; р - начальная фаза колебаний бруска.
Переходя к скалярным величинам, получим:
VZ=VVd2 + (VK + Vnp)2 =JVd2 + (Ao sin(ot + p) + Vnp)2 . (3)
Траектория (перемещение) резания зерна определится как:
S = f VVd2 +(Ao Sin(ot + Р) + Vnp)2 ,
(4)
т0
где Т° и ^2
время начала и окончания обработки, причем т0 включает в себя начальную фазу р
колебаний бруска, а г2 = г0 +
, где
В - ширина бруска. Тогда выражение (4) примет вид:
S =
г0+В/
f 4
V
+ (А о sin ot + Vnp)
2
(5)
Проведем расчет траектории резания зерна, для режимов обработки валиков диаметром 60 и длиной 200 мм из стали 38ХМЮА (HRC 65 - 67), рекомендованных [1]. Исходя из рекомендаций, наиболее интенсивное резание металла осуществляется при Vd = VK = 0,05м / c, следовательно, А = 0,005м;
о = 8Гц; Vnp = 0,008м / с . Требуемый параметр шероховатости Ra = 0,04мкм. Брусок БП20х10х60
34АМ3М1К. Автор утверждает, что при данных режимах происходит наиболее интенсивный съем материала, исправляется некруглость (огранка) детали. Однако при анализе данных режимов с помощью уравнений (3) и (5), выяснилось, что колебания скорости резания в пределах 0,01 м/сек (рисунок 2а) приводят к снижению на треть величины перемещений резания зерна (рисунок 2б) и съема металла соответственно, что при длительной обработке может приводить к снижению качества поверхности, появлению волнистости. Это доказывает, что при назначении режимов обработки недостаточно только лишь выбирать необходимое соотношение скорости детали Vd и скорости колебаний бруска VK . Установление нового статического
критерия для анализа процессов съема материала инструментом на отделочных операциях (в частности суперфиниширования) даст возможность прогнозирования величины съема металла, и, как следствие, параметров качества поверхности детали, ее микрорельефа.
Выражения (3) и (5) являются основой для кинематического расчета процесса суперфиниширования.
Рисунок 2 - Г рафическое отображение изменения скорости резания (а) и перемещений резания (б) при
суперфинишировании
68
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2015 ISSN 2410-6070
Список использованной литературы:
2. Абразивная и алмазная обработка материалов. Справочник / Под ред. Резникова А.Н. — М.: Машиностроение, 1977. — 391 с.
3. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке / Ю.К. Новоселов. - Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 1979. - 232 с.
© Ю.К.Новоселов, И.А. Дымченко
УДК 004.932
И.Л. Егошина
д.т.н., профессор кафедры радиотехнических и медико-биологических систем, Поволжский государственный технологический университет
Д.В. Белобородов магистр 2 курса радиотехнического факультета, Поволжский государственный технологический университет г. Йошкар-Ола, Российская Федерация
МЕТОД И АЛГОРИТМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАЛОКОНТРАСТНЫХ
МЕДИЦИНСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Аннотация
Разработаны метод и алгоритм автоматической обработки малоконтрастных медицинских изображений ангиографии артерий полушарий головного мозга, позволяющие произвести оценку степени изменения кровотока на снимке до и после оперативного лечения, улучшающие визуализацию и восприятие информативных признаков изображения.
Ключевые слова
Обработка и анализ изображений, малоконтрастное изображение, визуализация медицинских изображений.
Введение. Объекты на медицинских изображениях обладают большой сложностью и многофакторностью, что обусловливает высокие требования к надёжности, точности и достоверности результатов исследований. Использование вычислительной техники и математических методов в этой области позволяет не только ускорить процесс обработки материала, но и повысить точность результатов исследования, а также использовать сложные, критичные ко времени алгоритмы, касающиеся анализа изображений. Современные методы получения медицинского изображения способны дать качественно новые представления о той или иной патологии. Визуализация медицинских изображений является одним из основных способов проведения диагностических исследований. Большинство аппаратных программных средств имеют возможность визуально представить информацию о работе органов пациента в реальном времени, но не производят компьютерного анализа, автоматического распознавания патологии. Таким образом, врач-диагност самостоятельно производит визуальную обработку, и актуальной задачей является задача улучшения восприятия малоконтрастных изображений с целью увеличения его информативности [1].
Автоматическая обработка малоконтрастных медицинских изображений. Общая структура алгоритма цифровой обработки и выделения объектов на изображениях содержит предварительную фильтрацию, пороговую обработку и обработку бинарного изображения (рис.1).
69
