CC BY
8ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
(¡И
Повышение эффективности процесса виброабразивной обработки заснет системной связи геометрии инструмента и режима станочного оборудования
Г. Б. ЛИТОВКА, профессор, доктор техн. наук, Амурский Государственный Университет, г.Благовещинск
Виброабразивная обработка в силу своих особых возможностей широко применяется на отделочно-зачистных операциях, где доля ручного труда значительна. Высокие показатели по универсальности, производительности, качеству получаемой поверхности деталей прочно закрепили за ней ведущее место среди перспективных методов механической обработки Велико и число работ, посвященных решению проблемы системного подхода в управлении эффективностью процессом.
Однако, несмотря на широкую признательность технологических служб ряда авиационных, приборостроитель-
ных и других предприятий, острота проблемы системного подхода в управлении эффективностью процессом не ослабла. Анализ этой проблемы является актуальной темой теории и практики еще и потому, что нередко уже внедренные в производство технологические рекомендации не дают желаемых результатов. В большей степени это обусловлено малой изученностью абразивного наполнителя, являющимся режущим инструментом при виброабразивной обработке, хотя его влияние на производительность и качество поверхности, как следует из отечественной и зарубежной литературы, остается приоритетным. Данное по-
№ 2 (27)2005 19
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
ложение легло в основу постановки задач, решение которых связано с разработкой комплекса математических моделей системной связи геометрических параметров абразивного инструмента и режима станочного оборудования с выходом на эффективность показателей процесса виброабразивной обработки деталей. Эффективная виброабразивная обработка должна обеспечивать основные показатели процесса о комплексе - высокую производительность, минимальный расход абразивного наполнителя и требуемое качество изделия.
Алгоритм решения рассматриваемой проблемы представлен структурно-логической схемой достижения цели.
Ключевая идея в нахождении геометрических параметров абразивных гранул заключалась в отборе именно тех параметров, которые объективно оценивали, с одной стороны, геометрию совокупного множества абразивных гранул, как режущего инструмента при виброабразивной обработке, и с другой - отвечают критериям косвенной оценки режущей способности (производительности), износостойкости абразивных гранул и качества поверхности обработанных деталей.
На этой основе разработан ряд взаимосвязанных моделей - стохастической модели совокупного множества абразивных гранул, моделей геометрии контактного участка абразивных гранул и его износа, модели процесса формирования достижимого уровня шероховатости поверхности обработанных деталей, модели системной связи геометрии инструмента и режима станочного оборудования, повышающей эффективность виброабразивной обработки.
На основании стохастической модели геометрии совокупного множества абразивных гранул и математической модели их контактного участка выявлены геометрические параметры, которые находятся в тесной связи с производительностью процесса и износом абразивных гранул при вибрационной обработке деталей. В результате решения были получены и апробированы следующие формулы для расчета данных параметров:
1_ = 6к • я'0,5аг • ав1,5; Е(Р) = ц ■ Рк;
Рк= 1,258л2 (ст, -а/. (1)
Геометрический параметр I. (острота рельефа абразивных гранул) представляет собой критерий косвенной оценки производительности процесса.
Геометрический параметр Е(13) (номинальный радиус кривизны абразивных гранул, зависящий от критического радиуса абразивных гранул Рк), является критерием косвенной оценки износа абразивных гранул. С увеличением значения Е(Р) износ абразивных гранул, при прочих равных условиях, уменьшается. В приведенных формулах (1)
к и |1 -коэффициенты, причем > 1.
Статистические параметры профиля абразивных гранул ае и ае оценивают, соответственно, среднее квадрзти-ческое отклонение ординат и чувствительность корреляционной связи между значениями случайных ординат.
Процесс формирования шероховатости поверхности обрабатываемых деталей при вибрационной обработке рассматривается как процесс в динамической системе, которая осуществляет преобразование случайной функции профиля рельефа абразивных гранул в случайную функцию профиля микрорельефа поверхности обработанной детали.
В результате разработки модели системной связи геометрии инструмента и режима станочного оборудования, повышающей эффективность виброабразивной обработки была получена следующая зависимость:
А2 = А,(Е(Н2/Е(^))05 (2)
функционально связывающая амплитуду колебаний А рабочей камеры вибростанка с номинальным радиусом кривизны поверхности абразивных гранул Е(Я). В частности, при прочих равных условиях, повышение амплитуды колебаний от значений Адо А2и соответствующего, согласно (2), увеличения номинального радиуса кривизны абразивных гранул от Е^) до Е(Р2) получается требуемый эффект. При росте производительности процесса (Ап > А2) происходит снижение интенсивности износа абразивных гранул (Е^) > Е(Р2))и обеспечивается требуемая шероховатость обработанных поверхностей деталей, так как с увеличением значения геометрического параметра Е(К) шероховатость поверхности деталей уменьшается.
Для проверки адекватности модели реальному процессу разработаны требования метрологического обеспечения проводимым экспериментальным работам. В результате проведенных целенаправленных экспериментальных исследований, подтвердивших правомочность разработанных математических моделей, было реализовано принципиально новое награвление в технологических решениях[1].
Таким образом, выявленная система геометрических параметров, оценивающих геометрию совокупного множества абразивных гранул, позволила создать, с одной стороны, методологию аттестации абразивных гранул по геометрическим параметрам, и с другой - установить принципиально новое направление е технологии вибрационной обработки деталей в среде абразивных гранул.
Литература
1. Патент №2038940 РФ, МКИ3 кл. 6 В 24 В 31/06. Способ вибэоабразивной обработки./ Г.В. Литовка.-Заявлено 11.01.93. Опубл. 09.06.1995, Бюл. Изобретения №19.
"Газодинамическое напыление. Новые технологии и оборудование
А.П. АЛХИМОВ, профессор, доктор техн. наук, г.н.с., В.Ф. КОСАРЕВ, зав. лав., доктор ф.-м. наук, с.н.с., ИТПМ СО РАН, г. Новосибирск
В ИТПМ СО РАН в 80-х годах было открыто явление формирования покрытий из частиц в твердом состоянии при комнатной температуре, которое в дальнейшем было названо "холодным газодинамическим напылением" (ХГН).
20 № 2 (27) 2005
В этом направлении был проведен цикл фундаментальных исследований, позволивший понять механизм явления, определить условия формирования таких покрытий и перейти, на этой основе, от традиционно используемых вы-
«
