Научная статья на тему 'Производительность при скруглении кромок торцовыми полимерно-абразивными щетками'

Производительность при скруглении кромок торцовыми полимерно-абразивными щетками Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
113
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
iPolytech Journal
ВАК
Ключевые слова
ТОРЦОВАЯ ПОЛИМЕРНО-АБРАЗИВНАЯ ЩЕТКА / РАЗМЕР ОБРАБОТАННОЙ КРОМКИ / ШЕРОХОВАТОСТЬ / МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ / FACE POLYMERIC ABRASIVE BRUSH / PROCESSED EDGE SIZE / ROUGHNESS / MATHEMATICAL DEPENDENCES

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Димов Юрий Владимирович, Подашев Дмитрий Борисович

ЦЕЛЬ. Установить закономерности влияния параметров обработки торцовыми полимерно-абразивными щетками на производительность процесса формирования скругленной кромки. МЕТОДЫ. Исследования проводились экспериментальным методом на торцовых щетках компании 3М (Minnesota Mining and Manufacturing Company) марок Scotch-Brite™ BD-ZВ различной зернистости. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Рассмотрен процесс формирования кромки. Установлены закономерности влияния частоты вращения, деформации и подачи на размер обработанной кромки при расположении обрабатываемой кромки по оси щетки и при ее смещении относительно оси на различные расстояния. Производительность процесса формирования кромки зависит от расположения щетки относительно обрабатываемой кромки, количества ворсин, участвующих во взаимодействии с обрабатываемой поверхностью и от направления воздействия ворсины на обрабатываемую кромку. Полученные результаты представлены в виде математических зависимостей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование торцовых полимерно-абразивных щеток для скругления кромок обеспечивает все требования по размеру и шероховатости обработанных кромок. Полученные уравнения позволяют определить режимы обработки, при которых обеспечивается требуемая производительность процесса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PRODUCTIVITY OF EDGE ROUNDING BY FACE POLYMERIC ABRASIVE BRUSHES

The PURPOSE of the paper is to determine the consistent influence patterns of machining parameters of face polymeric abrasive brushes on the productivity of rounded edge formation. METHODS. Researches were conducted by an experimental method on 3M Сompany (Minnesota Mining and Manufacturing Company) face brushes of Scotch-Brite™ BD-ZB brands of different coarseness. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The article considers the process of edge formation. Consistent patterns of the influence of rotating speed, deformation and feed on the size of the machined edge have been determined for the case when the machined edge is located along the brush axis and when it is axis-bias on different distances. The productivity of the edge formation process depends on brush location relative to the machined edge, quantity of bristles participating in the interaction with the machined surface and from the direction of bristle impact on the processed edge. The received results are presented in the form of mathematical dependences. CONCLUSION. Application of face polymeric abrasive brushes for rounding edges allows to meet all the requirements for the size and roughness of the machined edges. The obtained equations allow to determine the processing modes providing the required productivity of the process.

Текст научной работы на тему «Производительность при скруглении кромок торцовыми полимерно-абразивными щетками»

Оригинальная статья / Original article

УДК 621. 923: 621.922

DOI: 10.21285/1814-3520-2017-8-10-21

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРИ СКРУГЛЕНИИ КРОМОК ТОРЦОВЫМИ ПОЛИМЕРНО-АБРАЗИВНЫМИ ЩЕТКАМИ

© Ю.В. Димов1, Д.Б. Подашев2

Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. Установить закономерности влияния параметров обработки торцовыми полимерно-абразивными щетками на производительность процесса формирования скругленной кромки. МЕТОДЫ. Исследования проводились экспериментальным методом на торцовых щетках компании 3М (Minnesota Mining and Manufacturing Company) марок Scotch-Brite™ BD-ZB различной зернистости. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Рассмотрен процесс формирования кромки. Установлены закономерности влияния частоты вращения, деформации и подачи на размер обработанной кромки при расположении обрабатываемой кромки по оси щетки и при ее смещении относительно оси на различные расстояния. Производительность процесса формирования кромки зависит от расположения щетки относительно обрабатываемой кромки, количества ворсин, участвующих во взаимодействии с обрабатываемой поверхностью и от направления воздействия ворсины на обрабатываемую кромку. Полученные результаты представлены в виде математических зависимостей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Использование торцовых полимерно-абразивных щеток для скругления кромок обеспечивает все требования по размеру и шероховатости обработанных кромок. Полученные уравнения позволяют определить режимы обработки, при которых обеспечивается требуемая производительность процесса.

Ключевые слова: торцовая полимерно-абразивная щетка, размер обработанной кромки, шероховатость, математические зависимости.

Формат цитирования: Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Производительность при скруглении кромок торцовыми полимерно-абразивными щетками // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 8. С. 10-21. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-8-10-21

PRODUCTIVITY OF EDGE ROUNDING BY FACE POLYMERIC ABRASIVE BRUSHES Yu.V. Dimov, D.B. Podashev

Irkutsk National Research Technical University,

83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.

ABSTRACT. The PURPOSE of the paper is to determine the consistent influence patterns of machining parameters of face polymeric abrasive brushes on the productivity of rounded edge formation. METHODS. Researches were conducted by an experimental method on 3M Company (Minnesota Mining and Manufacturing Company) face brushes of Scotch -Brite™ BD-ZB brands of different coarseness. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The article considers the process of edge formation. Consistent patterns of the influence of rotating speed, deformation and feed on the size of the machined edge have been determined for the case when the machined edge is located along the brush axis and when it is axis-bias on different distances. The productivity of the edge formation process depends on brush location relative to the machined edge, quantity of bristles participating in the interaction with the machined surface and from the direction of bristle impact on the processed edge. The received results are presented in the form of mathematical dependences. CONCLUSION. Application of face polymeric abrasive brushes for rounding edges allows to meet all the requirements for the size and roughness of the machined edges. The obtained equations allow to determine the processing modes providing the required productivity of the process.

Keywords: face polymeric abrasive brush, processed edge size, roughness, mathematical dependences

For citation: Dimov Yu.V., Podashev D.B. Productivity of edge rounding by face polymeric abrasive brushes. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017, vol. 21, no. 8, pp. 10-21. (In Russian) DOI: 10.21285/1814-3520-20178-10-21

Димов Юрий Владимирович, доктор технических наук, профессор кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении, e-mail: [email protected]

Yuriy V. Dimov, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Design and Standardization in Mechanical Engineering, e-mail: [email protected]

2Подашев Дмитрий Борисович, кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении, e-mail: [email protected]

Dmitriy B. Podashev, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Design and Standardization in Mechanical Engineering, e-mail: [email protected]

©

Введение

Механизация и автоматизация операций финишной обработки деталей -актуальные для современного машиностроения процессы.

Полимерно-абразивные щетки, как отмечено в работе [1], являются весьма эффективными инструментами для скруг-ления острых кромок на деталях в самолетостроении, ракетостроении и других высокотехнологичных отраслях. Успешное применение радиальных полимерно-абразив-

ных щеток при скрулении кромок рассмотрено в [2, 3]. Торцовые полимерно-абразивные щетки, к примеру, могут эффективно использоваться для скругления кромок в труднодоступных для радиальных щеток местах.

Для обоснованного выбора инструментов и параметров обработки необходимы знания об их влиянии на процесс формирования обрабатываемой кромки.

Методы

Исследование выполнялось экспериментальным методом с использованием щеток компании 3M (Minnesota Mining and Manufacturing Company) марок Scotch-Brite™ BD-ZB и Scotch-Brite™ Bristle RD-ZB различной зернистости.

Высокоскоростные торцевые щетки RD-ZB изготовлены из специального полимерного материала, по всему объему которого распределены зерна минерала 3M™ Cubitron™. В табл. 1 приведены основные характеристики этих щеток.

На рис. 1 приведен эскиз щеток Боо^И-Вгйе™ Вй^В, на которых проведены экспериментальные исследования.

Обработка кромки производилась по схеме, приведенной на рис. 2. В качестве параметра производительности процесса принята средняя арифметическая по измеренным значениям X и У (рис. 2) 2 = 0,5(Х + У).

Этот параметр удобен для практической оценки состояния кромки в процессе обработки. Величины X и У легко можно измерить с помощью лупы Бринелля.

Обработка кромок по оси щетки (А = 0)

Исследования проводились на образцах из высокопрочного алюминиевого сплава В95пчТ2 и титанового сплава ВТ20 на универсально-фрезерном станке модели

675 щетками, приведенными в табл. 1. Измерения размеров кромки выполнялись на большом инструментальном микроскопе БМИ-1Ц с точностью 1 мкм.

Характеристики торцовых щеток компании 3М Characteristics of 3M Company face brushes

Таблица 1 Table 1

Обозначение / Symbols Цвет / Color Зернистость/ Coarseness Диаметр, мм / Diameter, mm Рекомендуемая частота вращения, об./мин / Recommended rotating speed, rpm

Scotch-Brite™ BD-ZB Зеленый / Green Р50 115 6000

Оранжевый / Orange Р80

Белый / White Р120

Рис. 1. Торцовая щетка: состоит из 35 рядов; в ряде - 15 ворсин; всего 525 ворсин Fig. 1. Face brush: consists of 35 rows; 15 bristles in a row; total 525 bristles

Рис. 2. Схема обработки кромки Fig. 2. Diagram of edge processing

При обработке по всей длине кромки ворсины левой части щетки воздействуют на кромку перпендикулярно сверху вниз

(рис. 3), а при вступлении в процесс резания правой части ворсины действуют на кромку снизу вверх.

Рис. 3. Схема к определению количества ворсин, участвующих во взаимодействии с кромкой детали Fig. 3. Diagram for determining bristle quantity participating in the interaction with the part edge

Результаты и их обсуждение

Результаты экспериментального исследования влияния параметров обработки: частоты вращения щетки п, осевой деформации ДУ и подачи вдоль кромки Э приведены на рис. 4-6.

Установлено, что с увеличением частоты вращения и осевой деформации щетки производительность процесса растет. Это объясняется ростом силы, действующей на обрабатываемую кромку.

Как показано на рис. 6, с увеличением подачи, при неизменных частоте вращения и деформации, размер кромки уменьшается по нелинейной зависимости. Это объясняется непропорциональностью размера кромки и объемом снятого материала, поскольку при увеличении размеров X и У на единицу длины прирост объема снятого материала увеличивается.

Обработка кромок при смещенном положении кромки относительно оси щетки (А > 0). Производительность про-

цесса формирования кромки зависит от расположения щетки относительно обрабатываемой кромки (размер А, см. рис. 3), количества ворсин, участвующих во взаимодействии с обрабатываемой поверхностью, и от направления воздействия ворсины на обрабатываемую кромку (угол 5).

На рис. 3 приведена схема направления и скорости воздействия ворсины на обрабатываемую кромку.

Количество ворсин, участвующих в работе, зависит от положения щетки относительно обрабатываемой кромки: по размеру А - в горизонтальном направлении (см. рис. 3) и размеров С и С1 - в вертикальном направлении. При этом количество ворсин пропорционально площади рабочей части щетки участвующей в работе.

^ = & •

где N1 - количество ворсин на единице

.. N 525 „ . шт

площади ^ = - = — « ; N - общее

количество ворсин на щетке; 0 - общая площадь рабочей части щетки

Q = п(Я2 - Я?) = 5215 мм2.

В пределах рабочей части щетки Scotch-Brite™ BD-ZB 0115 мм радиус колеблется в пределах от R = 51,5 до R1 = 31,5 мм.

%

--1

500 1000 1500 2000 „

g 06./МИН / rpm

t 43

# \ 1

Рис. 4. Зависимости Z от скорости резания V для торцовых щеток BB-ZB при йУ = 2 мм: a - материал В95пчТ2, подача S = 130 мм/мин; b - материал ВТ20, подача S = 42 мм/мин: 1 - Р50 (зеленая); 2 - Р80 (желтая); 3 - Р120 (белая) Fig. 4. Z dependences on the cutting speed V for face brushes BB-ZB at йУ = 2 mm: a - В95пчТ2 material, feed S = 130 mm/min; b - ВТ20 material, feed S = 42 mm/min: 1 - P50 (green); 2 - P80 (yellow); 3 - P120 (white)

Z, им/ mm

Рис. 5. Зависимости Z от деформации инструмента йУ для торцовых щеток BB-ZB при V = 578,05 м/мин: а - материал В95пчТ2, подача S = 130 мм/мин; b - материал ВТ20, подача S = 42 мм/мин: 1 - Р50 (зеленая); 2 - Р80 (желтая); 3 - Р120 (белая) Fig. 5. Z dependences on tool deformation йУ for face brushes BB-ZB

at V = 578.05 m/min: a - В95пчТ2 material, feed S = 130 mm/min; b - ВТ20 material, feed S = 42 mm/min: 1 - P50 (green); 2 - P80 (yellow);

3 - P120 (white)

мм/мин mm/min

О 50 100 150 200 250 300 350 s>

g мм/мин

mm/min

Рис. 6. Зависимости Z от подачи S для торцовых щеток BB-ZB при V = 578,05 м/мин, ЛУ = 2 мм: а - материал В95пчТ2; b - материал ВТ20:1 - Р50 (зеленая); 2 - Р80 (желтая); 3 - Р120 (белая) Fig. 6. Z dependences on feed S for face brushes BB-ZB at V = 578.05 m/min, ЛУ = 2 mm: a - В95пчТ2 material; b - ВТ20 material: 1 - P50 (green); 2 - P80 (yellow); 3 - P120 (white)

Z, мм/mm

20 25 30 35 40 45 a, мм/mm

Рис. 7. Зависимость Z от смещения относительно оси А для щеток BB-ZB при V = 578,05 м/мин, ЛУ = 1,5 мм, S = 82 мм/мин: а - материал В95пчТ2; b - материал ВТ20:1 - Р50 (зеленая);

2 - Р80 (желтая); 3 - Р120 (белая) Fig. 7. Z dependence on A axis shift for BB-ZB brushes at V = 578.05 m/min, ЛУ = 1.5 mm, S = 82 mm/min: a - В95пчТ2 material; b - ВТ20 material: 1 - P50 (green); 2 - P80 (yellow); 3 - P120 (white)

При входе щетки в процесс обработки кромки количество ворсин определится по формулам:

• для ^ от Р = 51,5 мм до Р = 31,5 мм

N = ф2- С2- (1)

• для С от Р = 31,5 мм до 0

N = - И?) ■Ы1. (2)

Если радиус точки начала обрабатываемой кромки

Г( = Jc? + А? < 31,5 мм, то N = 525 шт.

Если Г; = Jc? + А? > 51,5 мм, то N = 0.

При этом процесс резания ворсинами (см. рис. 3) происходит в направлении сверху вниз. После перехода через ось щетки (С! = 0) процесс резания будет происходить снизу вверх. Количество ворсин, дополнительно участвующих в обработке, определится по формулам:

для от 0 до R1 = 31,5 мм

Ni = ф2 - Ri2)-NI;

(3)

• для R = 51,5 мм

л

С1 от R1 = 31,5 мм до

рых участвуют либо все ворсины (525), либо их нет.

Направление и скорость воздействия ворсины на обрабатываемую кромку. На обрабатываемую кромку, находящуюся в зоне резания, ворсины действуют под разными углами и с разными скоростями. Для расчета воспользуемся средними значениями.

Для зоны резания при С >0, А >Яц, п средняя скорость равна

N, = 4(СГ)2 + А2 - Ri2)-N1.

(4)

у _ ср = 1000-60

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(R+ц).

Если Г; = 1(Си)2 +Af< 31,5 мм,

Средний угол равен

то Ni = 0.

Если Г; = ^(Си)2 +А2> 51,5 мм,

то N1 = 525 шт.

Пример расчета по формулам (1-4) количества ворсин, участвующих в работе в соответствии с рис. 3, приведен в табл. 2. Жирными линиями выделены зоны, в кото-

г 2 А

5cn = arccos-.

ср R+ri

Для зоны резания при С1 >0, А >Я.Ь П средняя скорость равна

(5)

(6)

у _ п^п ср = 1000-60

Количество ворсин, участвующих в работе Quantity of bristles participating in machining

04 + n). (7) Таблица 2 Table 2

С, мм / C, mm С1, мм / C1, mm А, мм / A, mm

0 14 22 30 38 46

При входе щетки в процесс обработки кромки от С = R до С = 0 / At the start of brush machining of an edge from С = R to С = 0

46 — 168,47 106,89 16,41 0 0 0

38 — 379,58 318,00 227,53 96,84 | 0 0

30 — 525 448,91 398,43 267,74 96,84 0

22 — 525 525 525 398,43 227,53 16,41

14 — 525 525 525 488,91 318,01 106,89

0 — 525 525 525 525 | 379,58 168,47

При At входе щетки в процесс обработки кромки от С1 = 0 до С1 = R / the start of brush machining of an edge from С1 = 0 to С1 = R

- 14 0 0 0 32,59 203,50 414,61

- 22 0 0 0 123,07 293,97 505,09

— 30 0 32,59 123,07 253/76 424,66 525

— 38 141,92 203,50 293/97 424,66 Г 525 525

— 46 353,04 414,61 505,09 525 525 525

— 51,5 525 525 525 525 525 525

Средний угол равен

г 2 А

5сп = arccos —

Для зоны резания при

С >0, А <R1, n <R

—■ (8)

средняя скорость равна

_ п^п ср = 1000^60

(R + nl

Ci >0, А <Ri, n <R средняя скорость равна

' -(Ri+rt).

у _ пт ср = 1000-60

Средний угол равен

(9)

8ср = arccos- .

ср R1+ri

(11)

(12)

Средний угол равен

5ср = arccos

ср R+ri

Dir.

(10)

В табл. 3 приведены средние значения скоростей и угла воздействия ворсин,

рассчитанные по формулам (5-12). Для зоны резания при

Таблица 3

Направление и скорость воздействия ворсины на обрабатываемую кромку

при n = 1600 об/мин

Table 3

Direction and speed of bristle impact on the machined edge at n = 1600 rpm

Параметр / Parameter С, мм / C, mm С1, мм / С1, mm А, мм / A, mm

0 14 22 30 38 46

При входе щетки в процесс обработки кромки от С = R до С = 0 / At the start of brush machining of an edge from С = R to С = 0

Vcp, м/с m/s 46 - 8,168 8,343 8,586 - - -

5, 0 - 90 73,67 64,576 - - -

Vcp, м/с m/s 38 - 7,498 7,707 7,993 8,37 - -

5, 0 - 90 72,28 62,537 53,094 - -

Vcp, м/с m/s 30 - 6,828 7,088 7,431 7,869 8,37 -

5, 0 - 90 70,674 60,261 50,298 40,479 -

Vcp, м/с m/s 22 - 6,158 6,499 6,921 7,431 7,993 8,568

5, 0 - 90 68,843 57,818 47,435 37,196 26,149

Vcp, м/с m/s 14 - 5,487 5,973 6,499 7,088 7,707 8,343

5, 0 - 90 66,877 55,446 44,833 34,298 22,504

Vcp, м/с m/s 0 - 4,314 5,487 6,158 6,828 7,498 8,168

5, 0 - 90 64,692 53,227 42,592 31,879 19,337

При входе щетки в процесс обработки к At the start of brush machining of an ec pомки от С1 = 0 до С1 = R / ge from С1 = 0 to С1 = R

Vcp, м/с m/s - 14 - - - 5,287 6,576 7,882

5, 0 - - - - 18,051 14,49 12,079

Vcp, м/с m/s - 22 - - - 5,63 6,862 8,125

5, 0 - - - - 26,769 21,897 18,459

Vcp, м/с m/s - 30 - 3,946 4,96 6,068 7,239 8,454

5, 0 - - 53,53 41,994 34,062 28,421 24,268

Vcp, м/с m/s - 38 5,822 6,032 6,317 6,695 7,141 7,638

5, 0 - 90 67,114 54,304 41,34 26,925

Vcp, м/с m/s - 46 6,493 6,667 6,911 7,24 7,638 8,089

5, 0 - 90 69,4 57,765 46,029 33,525 17,667

Vcp, м/с m/s - 51,5 6,953 7,11 7,331 7,632 8,001 8,424

5, 0 - 90 70,736 59,812 48,806 37,27 23,801

Экспериментальные зависимости размера обработанной кромки от величины ее смещения А относительно оси щетки приведены на рис. 7. Установлено, что в пределах А < 31,5 мм, когда в работе участвуют все 525 ворсин, размер кромки увеличивается. С дальнейшим увеличением А кромка уменьшается и доходит до нуля (при А = 51,5 мм).

Рост производительности процесса с увеличением А связан с ростом работы перемещения ворсины при ее взаимодействии с обрабатываемой кромкой.

F = I • Р

xyzi

(13)

где I - перемещение ворсины относительно кромки, м; Рху2 - равнодействующая составляющих сил резания, Н

PXyZ = V РХ + Ру+Р2 ■

(14)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

При 5 = 90о перемещение равно l = АУ. С уменьшением угла перемещение увеличивается и равно l = АУ/sinScp.

Экспериментальные данные по силам были получены на универсально-фрезерном станке марки Deckel Maho DMC 635V с использованием трехкомпонентного динамометра фирмы Kistler (Швейцария) модели 9257B.

Результаты исследования сил приведены в табл. 4 и 5.

Результаты расчета работы перемещения ворсины при ее взаимодействии с обрабатываемой кромкой по формулам (13, 14) с использованием данных табл. 4 и 5 приведены в табл. 6, из которой видно,

Таблица 4

Силы резания при обработке материала В95пчТ2 при n = 1600 об./мин,

АУ = 1,5 мм, S = 82 мм/об.

Table 4

Cutting forces under В95пчТ2 material processing at n = 1600 rpm,

AY = 1.5 mm, S = 82 mm/rev_

А, мм / A, mm Щетка В B D-ZB Р120 / Brush D-ZB P120 Щетка E 3D-ZB Р80 / Brush 3D-ZB P80 Щетка BD-ZB Р50 / Brush BD-ZB P50

Pz, H Px, H Py, H Pz, H Px, H Py, H Pz, H Px, H Py, H

0 - - - - - - - - -

22 25,3 20,09 78,68 20,39 20,22 32,55 13,68 20,02 41,8

30 23,97 17,33 67,6 17,6 17,46 29,37 12,69 17,06 36,96

38 22,26 13,93 53,32 13,99 14,06 25,43 11,44 13,38 30,84

46 20,16 9,89 35,84 9,54 10,02 20,72 9,94 9,01 23,44

Таблица 5

Силы резания при обработке материала ВТ20 при n = 1600 об./мин,

АУ = 1,5 мм, S = 42 мм/об.

Table 5

Cutting forces under ВТ20 material processing at n = 1600 rpm, _AY = 1.5 mm, S = 42 mm/rev_

А, мм / A, mm Щетка В B D-ZB Р120 / Brush D-ZB P120 Щетка E 3D-ZB Р80 / Brush BD-ZB P80 Щетка BD-ZB Р50 / Brush BD-ZB P50

Pz, H Px, H Py, H Pz, H Px, H Py, H Pz, H Px, H Py, H

0 - - - - - - - - -

22 15,27 33,92 102,76 16,32 25,08 53,48 21,5 31,64 62,15

30 14,36 32,2 101,04 15,41 23,14 51,76 19,34 29,09 57,31

38 13,19 30,16 99 14,24 20,84 49,72 16,54 25,96 51,19

46 11,77 27,8 96,64 12,82 18,14 47,36 13,1 22,26 43,79

что производительность процесса (размер Z кромки) и работа F тесно коррелируют между собой. Следовательно, закономерности влияния положения обрабатываемой кромки относительно оси щетки (размер А) на размер обработанной кромки Z (см. рис. 7), имеющие экстремальный характер, убедительно подтверждаются результатами расчета.

По результатам экспериментов и после статистической обработки данных по [4] получена зависимость размера обработанной кромки от параметров ДУ, n, S, A. Z = ai AY 2+ a2n2 + аз S 2+ a4A3 + asA2 +

a6AY + a7n + a8 S + a9 А + a10AYn + + a11 AY-S + a12AYA + a13n S + a14n А + ais S A + aisAY-n■ S + anAYn A + + ais Sn A + ai9AYn S A + a20. (15)

Использование торцовых полимерно-абразивных щеток для скругления кромок обеспечивает все требования по размеру и шероховатости обработанных кро-

Значения коэффициентов и свободного члена приведены в табл. 7.

Шероховатость поверхности скругленных кромок должна соответствовать требованиям чертежа на обрабатываемые детали (например, для деталей самолета шероховатость обработанных поверхностей должна соответствовать Ra 3,2).

Измерение шероховатости на скругленных кромках образцов производилось на оптическом профилометре Bruker Contour GT-KI (Германия). Установлено, что при всех исследованных параметрах обработки шероховатость колеблется в пределах Ra 1,4-2,7 на образцах из В95пчТ2 и Ra 0,7-3,0. - на образцах из ВТ20.

Таблица 6 Table 6

мок. Полученные уравнения позволяют определить режимы обработки, при которых обеспечивается требуемая производительность процесса.

Размер кромки и работы перемещения ворсины

Size of an edge and work of bristle movement

А, мм / A, mm Материал В95пчТ2 / Material В95пчТ2 Материал ВТ20 / Material ВТ20

Щетка BD-ZB Р120/ Brush BD-ZB P120 Щетка BD-ZB Р80 / Brush BD-ZB P80 Щетка BD-ZB Р50 / Brush BD-ZB P50 Щетка BD-ZB Р120 / Brush BD-ZB P120 Щетка BD-ZB Р80 / Brush BD-ZB P80 Щетка BD-ZB Р50 / Brush BD-ZB P50

Z, мм F, H-м Z, мм F, Н-м Z, мм F, H- м Z, мм F, H- м Z, мм F, H- м Z, мм F, H- м

0 0,745 78,17 0,415 33,05 0,321 37,56 0,605 62,23 0,432 53,07 0,305 64,31

22 0,89 83,62 0,85 42,67 0,479 47,51 0,648 107,44 0,506 60,25 0,299 71,75

30 0,92 85,86 0,88 44,44 0,593 49,62 0,672 124,52 0,552 68,37 0,32 78,10

38 0,795 64,08 0,749 34,77 0,569 38,28 0,586 112,48 0,498 60,11 0,304 64,40

46 0,441 32,28 0,398 19,01 0,309 20,61 0,317 77,27 0,277 39,92 0,218 38,80

51,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Заключение

©

Таблица 7

Значения коэффициентов и свободного члена в уравнении (15)

Table 7

Values of coefficients and the free member in the equation (15)_

Коэфф. и своб.член / Coefficients and the free member Щетка BD-ZB Bristle™ P50 (зеленая) / Bristle™ P50 BD-ZB brush (green) Щетка BD-ZB Bristle™ P80 (желтая) / Bristle™ P80 BD-ZB brush (yellow) Щетка BD-ZB Bristle™ P120 (белая) / Bristle™ P120 BD-ZB brush (white)

В95ПчТ2 ВТ20 В95ПчТ2 ВТ20 В95ПчТ2 ВТ20

a1 0,0257133 0,0466667 0,0175 0,057971 -0,01 -0,04

a2 2,327 10-8 1,232-10-7 6,83-10-8 1,359-10-7 1,316-10-7 2,108-10-7

a3 3-10-6 7,05-10-5 -7,5-10-7 5 -10-5 2,2-10-6 1 -10-4

a4 —3,2 ■ 10-5 -1-10-5 -1,85-10-5 -2,2-10-5 -2,45-10-5 -2,4-10-5

a5 1,810-3 6-10-4 4 -10-4 1,2-10-3 1 -10-3 1,3-10-3

a6 2,343 10-3 0,048145 1,464-10-3 6,14-10-5 0,15 0,55

a7 3,572-10-8 -7-10-5 -5-10-5 3,106-10-7 2,849-10-5 5 -10-5

a8 —2,310-3 -0,0145 -1-10-4 -0,011428 -3-10-3 -0,023

a9 -0,0139 -8,1 -10-3 0,0208 -0,0117 1,8-10-3 -0,0155

a10 1,114-10-7 8,236-10-9 8,358-10-5 1,171-10"® 1,114-10-9 1,171-10-8

an 1-10-4 7,391 -10-6 4,167-10-5 1,89-10-9 1 -10-6 1,89-10-9

a12 2,857-10-10 2,112-10-11 1,191 -10-10 1,056-10-11 2,857-10-12 1,056-10-11

a13 1,875-10-10 -2,079-10-7 -1,406-10-7 -4,092-10-10 -1,055-10-7 -4,092-10-10

a14 8,237-10-9 6,088-10-10 3,432-10-9 8,657-10-10 8,237-10-11 8,657-10-10

a15 -6,358-10-9 -4,699-10-10 -2,649-10-9 -2,35-10-10 -6,358-10-11 -2,35-10-10

a16 6,43 -10-9 -8,768 -10-8 2,679 -10-9 -1,403-10-10 -9,645 -10-9 -1,403-10-10

a17 8,237-10-9 6,088-10-10 3,432-10-9 8,657 -10-10 8,237-10-11 8,657 -10-10

a18 -2,313-10-10 -1,709-10-11 -9,636-10-11 -2,431 -10-11 -2,313-10-12 -2,431 -10-11

a19 1,005-10-11 7,426-10-13 4,186-10-12 2,857-10-12 1,005-10-13 2,857-10-12

a20 0,36 0,42 0,105 0,33 0,42 0,05

Операция обработки кромок может производиться:

• как дополнительный завершающий переход при обработке на многоинструментальном станке с программным управлением;

• на специальном роботизированном рабочем месте, включающем специальный робот;

• на рабочем месте, состоящем из металлообрабатывающего станка с программным управлением и роботизированной зачистной установки;

• на универсальном металлообрабатывающем станке;

• на рабочем месте слесаря с использованием электрических и пневматических шлифмашинок.

Библиографический список

1. Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Скругление острых кромок деталей машин полимерно-абразивными щетками // Вестник ИрГТУ. 2012. № 11, С. 48-52.

2. Чапышев А.П., Иванова А.В. Технологические возможности процессов механизированной финишной обработки деталей с применением автоматических стационарных установок // Известия Самарско-

го научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16, № 1(5). С. 1627-1634. 3. Чапышев А.П., Иванова А.В., Крючкин А.В. Технологические возможности процессов механизированной финишной обработки деталей // Известия

Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 6 (2). С. 533-537. 4. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. 288 с.

References

1. Dimov Yu.V., Podashev D.B. Skruglenie ostrykh kromok detalei mashin polimerno-abrazivnymi shchet-kami [Rounding sharp machine part edges by polymer-abrasive brushes]. Vestnik IrGTU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2012, vol. 70, no. 11, pp. 48-52. (In Russian).

2. Chapyshev A.P., Ivanova A.V. Tekhnologicheskie vozmozhnosti protsessov mekhanizirovannoi finishnoi obrabotki detalei s primeneniem avtomaticheskikh statsionarnykh ustanovok [Technological capabilities of processes of mechanized finishing processing of details with the use of automatic stationary units]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN [Proceedings of the Samara scientific center of the Russian Academy of

Критерии авторства

Димов Ю.В., Подашев Д.Б. исследовали процесс формирования кромки экспериментальным методом на торцовых щетках компании 3М марок Scotch-Brite™ BD-ZB, провели обобщение и написали рукопись. Димов Ю.В. несет ответственность за плагиат.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Статья поступила 20.06.2017 г.

Sciences]. 2014, vol. 16, no. 1(5), pp. 1627-1634. (In Russian).

3. Chapyshev A.P., Ivanova A.V., Kryuchkin A.V. Tekhnologicheskie vozmozhnosti protsessov mekhanizirovannoi finishnoi obrabotki detalei [Technological capabilities of processes of details mechanized finishing processing]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN [Proceedings of the Samara scientific center of the Russian Academy of Sciences]. 2013, vol. 15, no. 6(2), pp. 533-537. (In Russian).

4. Pustyl'nik E.I. Statisticheskie metody analiza i obrabotki nablyudenii [Statistical methods of analysis and observation processing]. Moscow, Nauka Publ., 1968, 288 p.

Authorship criteria

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Dimov Yu. V., Podashev D. B. studied the formation process of edges by an experimental method on 3M Compan face brushes of Scotch-Brite™ BD-ZB brands, summarized the material and wrote the manuscript. Dimov Yu. V. bears the responsibility for plagiarism.

Conflict of interests

The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.

The article was received 20 June 2017

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.