close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Разработка метода финишной обработки деталей машин свободным абразивом с применением эффекта присоединенной кавитации

код для вставкиСкачать
УДК 621.9.04
На правах рукописи
Асаев Александр Семенович
РАЗРАБОТКА МЕТОДА ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
МАШИН СВОБОДНЫМ АБРАЗИВОМ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭФФЕКТА
ПРИСОЕДИНЕННОЙ КАВИТАЦИИ
Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и
физико-технической обработки
Автореферат диссертации на соискание
ученой степени кандидата технических наук
Москва, 2016
Работа выполнена в Коломенском институте (филиале) ФГБОУ ВО
«Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)»
Научный руководитель:
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Иванайский Алексей Васильевич
Белашова Ирина Станиславовна,
доктор технических наук, профессор
кафедры технологии конструкционных
материалов, ФГБОУ ВО «Московский
автомобильно-дорожный
государственный
технический
университет» (МАДИ)
Абашин Михаил Иванович,
кандидат технических наук, доцент
кафедры технологии ракетнокосмического машиностроения, ФГБОУ
ВО «Московский государственный
технический университет
имени Н.Э. Баумана (национальный
исследовательский университет)»
Ведущая организация:
ФГУП НПО «Техномаш»
Защита состоится «__»
2016 года в
часов на заседании
диссертационного совета Д 212.141.06 в Московском государственном
техническом университете имени Н.Э. Баумана по адресу: 105005, Москва,
2-ая Бауманская ул. д. 5, стр. 1.
Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью,
просьба выслать по указанному адресу.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московском
государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана по адресу:
105005, Москва, 2-ая Бауманская ул. д. 5, стр. 1 и на сайте www.bmsty.ru.
Телефон для справок 8(499) 267-09-63
Автореферат разослан «___» _______ 2016 года
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 212.141.06
доктор технических наук, доцент
Актуальность
работы.
Создание
отечественных
конкурентоспособных образцов продукции машиностроения, отвечающих
современным требованиям эксплуатации, технологиям, безопасности
производства и использования, является актуальной государственной
задачей.
Постоянно растущие требования, предъявляемые к машинам
и
механизмам,
связанные
с
повышением
надежности
и
энергоэффективности, могут обеспечиваться при изготовлении деталей
машин, за счёт совершенствования технологических процессов их
производства.
Возможным
путем
обеспечения
требуемой
эффективности
промышленного производства является использование технологических
процессов изготовления деталей машин с применением эффекта
присоединенной кавитации, сведения о котором в технической литературе
ограничены.
Имеются
публикации
о
применении
низкочастотных
и ультразвуковых колебаний в производстве. Их использование не дает
необходимого повышения эффективности финишной обработки деталей
машин.
Отсутствуют
теоретические
разработки
и
достаточный
экспериментальный материал, которые позволили бы
выработать
рекомендации по технологическому применению эффекта присоединенной
кавитации при финишной обработке деталей машин. Имеющиеся
исследования эффекта присоединенной кавитации направлены на борьбу с
его развитием в узлах гидроаппаратуры.
Актуальным работам, совершенствованием технологических процессов
финишной обработки, посвящены исследования российских и зарубежных
учёных, таких как: В.О.Абрамов, О.В. Абрамов, А.П. Бабичев,
Г.Ф Баландин., Ю.В. Димов, А.В. Иванайский, Н.А Буше, В.С. Моисеев,
B.П. Севереденко, А.П. Панов, В.В. Артёмьев, Н.П. Коломеец,
C. К. Мясников, B. Nolting (Англия), E. Kikuchi (Япония) и др.
Цель диссертационной работы заключается в разработке и внедрении
метода финишной обработки деталей машин свободным абразивом с
применением эффекта присоединённой кавитации.
Задачи исследования
1. Разработать теоретические основы метода финишной обработки
деталей машин с применением эффекта присоединенной кавитации.
2. Разработать методику определения технологических параметров,
обеспечивающих протекание эффекта присоединенной кавитации во всем
объеме технологических сред «жидкость» и «жидкость - твердые частицы», с
целью интенсификации протекающего в них процесса финишной обработки
деталей машин.
3. Провести экспериментальное исследование метода финишной
обработки деталей машин.
1
4.
Разработать и внедрить в производство новые методы финишной
обработки деталей машин с применением эффекта присоединенной
кавитации.
Научная новизна работы заключается в разработке метода финишной
обработки деталей машин свободным абразивом с применением эффекта
присоединённой кавитации, возникающим во всем объеме технологических
сред «жидкость» и «жидкость - твердые частицы» с высокой разностью
плотностей компонентов.
Практическая значимость исследования заключается в возможности
применения метода финишной обработки деталей машин свободным
абразивом с использованием эффекта присоединенной кавитации,
обеспечивающего требуемые эксплуатационные свойства при эффективном
использовании труда, материальных и энергетических ресурсов.
Предложенный метод может применяться для обработки
малогабаритных
деталей
машин,
требующих
высокой
частоты
обрабатываемой поверхности, имеющих сложный профиль поверхности и
выполненных из широкой номенклатуры материалов (углеродистые и
легированные стали, цветные металлы и сплавы, керамика и другое),
обладающих достаточной прочностью для обеспечения их закрепления в
соответствии с разработанными схемами.
При проведении финишной обработки предложенным методом
возможно использование широкого ряда абразивных материалов, имеющих
размер зерен менее 1,0 мм.
Минимальная достигнутая в результате проведения экспериментов по
финишной обработки деталей машин (сталь 12Х18Н10Т) свободным
абразивом с применение эффекта присоединенной кавитации шероховатость
поверхности составила Ra 0,08 мкм.
Методология и методы исследования
Решение поставленных задач осуществляется по средствам
теоретических и экспериментальных исследований. Изучение технической
литературы дает возможность использования современных достижений
в исследуемой области и позволяет успешно решать поставленные задачи.
Теоретические методы исследования основаны на положениях механики
гетерогенных
сред.
Экспериментальное
исследование
проводится
с применением современного цифрового оборудования.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Методика определения параметров внешнего воздействия,
необходимого для обеспечения возникновения эффекта присоединенной
кавитации во всем объеме технологических сред «жидкость» и «жидкость твердые частицы», как интенсифицирующего процесс финишной обработки
деталей машин свободным абразивом.
2. Результаты исследования влияния состава многокомпонентных
технологических сред на параметры финишной обработки деталей машин с
применением эффекта присоединенной кавитации.
2
3.
Метод финишной обработки деталей машин свободным абразивом
с применением эффекта присоединенной кавитации.
Личный вклад автора. Автором проведен анализ используемых в
промышленном производстве технологических процессов финишной
обработки деталей машин. Обоснована актуальность совершенствования
применяемых технологических процессов финишной обработки на основе
использования электрофизического воздействия. Выполнен анализ
динамических
процессов,
протекающих
в
многокомпонентной
технологической
среде,
подверженной
воздействию
эффекта
присоединенной кавитации. Разработана методика определения оптимальных
параметров кавитационного воздействия, обеспечивающего высокую
эффективность технологического процесса финишной обработки деталей
машин. Исследовано влияние концентрации используемых абразивных
частиц на качество обрабатываемой поверхности. Разработан метод
финишной обработки деталей машин с применением эффекта
присоединенной кавитации.
Апробация результатов работы. В ходе выполнения диссертационной
работы основные положения и результаты исследований обсуждались: на
Международной научно-практической конференции «Актуальные научные
вопросы и современные образовательные технологии» (Тамбов, 2013); на
3-ей Международной научно-технической конференции «Нестационарные,
энерго и ресурсосберегающие процессы и оборудование в химической, нанои биотехнологии (НЭРПО-2013)» (Москва, 2013); на научно-практической
конференции, посвященной 60-летию Коломенского института (филиала)
Университета машиностроения (Коломна, 2014); на Международной научно­
практической конференции «Центр фундаментальных и прикладных
исследований» (Рязань, 2015).
Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты
диссертационной работы реализованы в рамках НИР, проводимой
«Московским
государственным
открытым
университетом»
имени
В.С.Черномырдина, «Московским государственным машиностроительным
университетом (МАМИ)». Внедрение результатов работы осуществлено в
ЗАО «Газпромнефть-Аэро» филиал «Дягилево», ООО «Первая приборная
фабрика», ООО ОКБ «Инновационный ресурс», Рязанском институте
(филиале)
«Московским
государственным
машиностроительным
университетом (МАМИ)».
Публикации. Основные положения работы отражены в 10 научных
работах, в том числе 4 из которых входят Перечень ВАК РФ. Общий объем
публикаций 3,08 п.л. Список публикаций приведен в конце автореферата.
Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и общих выводов,
списка литературы и приложения. Содержит 128 страниц, в том числе
70 иллюстраций и 6 таблиц.
3
Содержание работы
Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации,
ставятся цели работы, отражены научная новизна, практическая значимость,
сведения об апробации работы и публикациях.
В первой главе проведен анализ отечественных и зарубежных
литературных источников по проблемам финишной обработки деталей
машин, в том числе свободным абразивом.
Применяющиеся в производственных условиях методы финишной
обработки: механические, электрофизические, электрохимические и
комбинированные, обладают низкой производительностью или высокой
себестоимость внедрения при обработке деталей машин, имеющих сложную
пространственную форму поверхности и выполненных из материалов,
обладающих особыми физико-химическими свойствами (деталей с
переменным радиусом, тонкими стенками и т.д.).
Причины
низкой
производительности
при
применении
существующих технологий финишной обработки деталей машин
обусловлены следующими факторами: высокая теплонапряженность
процесса финишной обработки; склонность материала к образованию
тепловых дефектов; отсутствие универсального абразивного инструмента и
технологии обработки деталей машин различных пространственных форм и
выполненных их широкого сортамента материалов и сплавов.
Вследствие того, что эффект присоединенной кавитации способен
интенсифицировать
технологические
процессы,
протекающие
в
квитирующей жидкой среде, которая способна повторять и полностью
соприкасаться со сложным профилем поверхности обрабатываемой детали.
Можно сделать вывод о необходимости применения данного эффекта в
технологических процессах финишной обработки деталей машин, свободным
абразивом.
Во второй главе проведено теоретическое исследование механизма
финишной обработки деталей машин свободным абразивом с применением
эффекта присоединенной кавитации.
Используя основные положения теории механики гетерогенных сред
определенны параметры движении активатора, необходимые для разработки
метода финишной обработки деталей машин.
Сущность предлагаемого метода заключается в обработке деталей
машин с применением свободного абразива, получающего энергию резания
от квитирующей технологической среды. Процесс резания происходит за
счет хаотичного высокоскоростного перемещения абразивных зерен с
последующим их столкновением с обрабатываемой деталью. Стружка
свободно отводится интенсивными потоками СОТС.
Достижение высокой производительности и эффективности
разрабатываемого метода финишной обработки деталей машин основано на
применении эффекта присоединенной кавитации, как использующего
4
физико-химические свойства несущей жидкой среды, для интенсификации,
протекающих в ней процессов.
В разрабатываемом методе финишной обработки деталей машин
активатор кавитационного воздействия совершает вращательное движение в
вязкой несжимаемой жидкости, соответствующая расчетная схема
представлена на Рис. 1. На основании проведенных преобразований
дифференциальных уравнения Стокса условие возникновения эффекта
присоединенной кавитации в области жидкости ограниченной радиусом г
вокруг вращающегося тела радиусом а, имеет вид:
(R v n
Р нас.пар
Р
>
(R 2- а 2)2
-
2
®a a)2 (г 2 - а 2) + 2aR(rnaR - vnа)
(R v n - ®a a )l n ~ а
RK R
г2
- V
2
na
Y
(1 R 2^j
( 1)
где Рнас.пар. давление насыщенных паров базовой жидкости;
а - радиус ротора; R - радиус внутренний поверхности корпуса устройства;
vn - скорость движения среды на внутренний поверхности корпуса
устройства; n - обороты ротора, при которых происходит развитие эффекта
присоединенной кавитации в объеме устройства.
Рис. 1. Расчетная схема
На основе решения уравнения Ньютона, отражающего параметры
движения вязкой жидкости, определена высота столба среды, подверженной
воздействию эффекта присоединенной кавитации.
FOrop
Корпус
Кавигируящя ж/дость
Рис. 2. Расчетная схема для определения геометрических параметров
5
На основе расчетной схемы представленной на Рис. 2 определены
геометрические параметры (2 ) устройства, обеспечивающие эффективное
протекание процесса финишной обработки деталей машин свободным
абразивом с применением эффекта присоединенной кавитации во всем
объеме рабочей среды:
3
3r3
R
(2 )
В третьей главе проведены эксперименты по определению
параметров разрабатываемого метода финишной обработки деталей машин
свободным абразивом, обеспечивающие возникновение кавитационного
процесса во всем объеме технологической среды.
На Рис. 3 представлена номограмма, которая позволяет графическим
путем определить границы области технологического применения эффекта
присоединенной кавитации для интенсификации физико-химических
процессов.
Скорость Вращения, об/мин
порог максимального разбития интенсивности
эффекта приссейиненнои кавитации
область технологического использования
эффекта присоеЭиненной кабатацаи
порог бозникнобения зофзкта присоединенной кабитааии
6 объеме среЭы
Йо кавитационная область
Райицс ротора мм
Рис. 3. Номограмма возникновения эффекта присоединенной кавитации
Предложена
методика
определения
пороговых
значений
возникновения эффекта присоединенной кавитации и его дальнейшего
развития при вращении ротора радиусом г.
Условие возникновения эффекта кавитации на поверхности
вращающегося тела (в граничном слое):
n>
Pнас.пар.
2лт (8ж ju + 0.228р)
(3 )
Порог возникновения эффекта присоединенной кавитации в объеме
рабочей жидкости:
n>
6
Pатм. - Pнас.пар.
.3
.2
r
(4)
Условие образования вокруг поверхности вращающегося тела
обширной парогазовой области, т.е. условие, при котором жидкость способна
передавать максимальную энергию по средствам собственного вязкого
трения можно определить следующим образом:
n>
P.
1 6 r2
(5)
На основе полученных данных создана программа расчета
кавитационного воздействия на заданные гетерогенные среды с целью
интенсификации протекающих в них технологических процессов.
Для исследования параметров метода финишной обработки деталей
машин с применением эффекта присоединенной кавитации разработаны
устройства, изображенные на Рис. 4 и позволяющие получать
рассматриваемый эффект во всем объеме рабочей среды.
В результате проведения эксперимента определены зависимости
изменения электрического сопротивления среды, давления и крутящего
момента от параметров внешнего механического воздействия.
а)
б)
Рис. 4. Лабораторное устройство:
а) активатор - шар, б) активатор - цилиндр
Рассматриваемые зависимости отражают интенсивность наполнения
рабочей среды парогазовыми полостями, сопровождающими развитие
эффекта присоединенной кавитации. Проведен их анализ на основании,
которого сделаны выводы о практическом наступлении эффекта
присоединенной кавитации. Данные измерения физических величин
представлены в Таблице 1.
На Рис. 5 представлено образование эффекта присоединенной
кавитации. Модельная жидкость - дистиллированная вода.
При проведении эксперимента скорость вращения активатора
составляет 0, 320, 2700, 6200 об/мин соответственно для процессов,
представленных на Рис. 5 а) - г).
7
Таблица 1.
Данные измерения физических величин
Параметр /
Скорость
вращения
активатора,
об/мин * 103
Электрическое
сопротивление,
кОм
Избыточное
давление, атм.
0
0,2
0,5
1,0
1,5
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
98 105
98
102
103
105
108
182
320
702
1000
1000
0
0,01 0,02 0,05 0,07 0,09 0,12
0,41
0,72
0,75
0,76
0
Особенностью разработанного процесса, протекающего при
взаимодействии вращающейся детали с жидкой средой, является отсутствие
тороидально-винтового потока (эффекта воронки).
Проведено экспериментальное исследование влияния состава и
концентрации твердых частиц, содержащихся в многокомпонентной среде на
параметры возникновения эффекта присоединенной кавитации.
а)
б)
в)
г)
Рис. 5. Возникновение эффекта присоединенной кавитации:
а) исходное состояние, б) возникновение эффекта присоединенной
кавитации в граничной области активатора, в) переходный режим,
г) возникновение эффекта присоединенной кавитации во всем объеме
устройства
8
Расхождение экспериментальных и теоретических данных не
превышает ± 10 (десяти) % и объясняется действием на поверхности каверны
сил кулоновского взаимодействия и поверхностного натяжения жидкости, а
также сложных динамический процессов многофазной среды, которые не
учтены при математическом моделировании.
В четвертой главе проведены эксперименты по финишной обработке
деталей машин свободным абразивом с применением эффекта
присоединенной кавитации.
Выбор
данных
деталей
для
исследования
протекания
технологического процесса финишной обработки обусловлен тем, что
на сегодняшнее время существует потребность в разработке более
эффективного метода обработки деталей, применяемых для протезирования.
Согласно ИСО 7207-2 параметр шероховатости Ra для деталей суставной
поверхности должен быть не более 0,5 мкм.
а)
б)
в)
г)
Рис. 6 . Детали, обработанные свободным абразивом
с применением эффекта присоединенной кавитации.
Материал: а) дюралюминий Д16, б) сталь 12Х18Н10Т, в) керамика,
г) сплав Co-Ni-Cr-Mo
Рис. 7. Процесс обработки
9
Исходная шероховатость поверхности детали, изображенной на
Рис. 6в, составила 0,69 мкм. Для проведения эксперимента использовалась
СОТС: дистиллированная вода с добавлением 7% SiC F1200. Расчетная
скорость вращения обрабатываемой детали составила 6200 об/мин. Процесс
обработки представлен на Рис. 7.
Для оценки необходимого времени финишной обработки деталей
машин свободным абразивом с применением эффекта присоединенной
кавитации в ходе диссертационной работы исследовано изменение
параметров шероховатости поверхности от длительности обработки. Данные
представлены на Рис. 8 . В результате финишной обработки свободным
абразивом с применением эффекта присоединенной кавитации в течение
двадцати одной минуты получена годная к эксплуатации деталь эндопротеза,
шероховатость поверхности, которой составила Ra = 0,25 мкм. Проведены
эксперименты по обработке окисленных поверхностей и восстановлению
сменных фильтрующих элементов.
1-исходная поверхность;
3-обработка 7мин;
5-обработка 16 мин;
2- обработка 4 мин;
4-обработка 11 мин;
6 -обработка 21 мин.
Рис. 8 . Профиль поверхности детали на различных стадиях обработки
Проведено исследование влияния концентрации и размера абразивных
частиц на качество и производительность разрабатываемого метода
финишной обработки деталей машин.
10
Таблица 2.
Минимальная шероховатость, достигнутая в процессе финишной обработки с
____________применением эффекта присоединенной кавитации___________
Абразив/ размеры зерен, мкм
Шероховатость
обработанной
поверхности, мкм
SiC F 150/ 106-63
Rа = 0,25
SiC М80/ 80
Rа = 0,17
SiC F1200/ 3-1
Rа = 0,08
Для определения оптимальной для финишной обработки деталей
машин концентрации свободного абразива в СОТС, проведена серия
экспериментов по определению скорости съема материала и качества
получаемой поверхности. Для проведения эксперимента, процесс которого
отражен на Рис. 9, выбрана деталь, представляющая собой тело вращения и
выполненная из дюралюминия Д-16, а в качестве СОТС используется
дистиллированная вода и свободный абразив SiC F46. Полученные данные
представлены в виде графика Рис. 10, а также в Таблице 2.
а)
б)
Рис. 9. Процесс обработки: а) исходное состояние,
б) обработка детали свободным абразивом
Для проведения финишной обработки изделий из сталей различных
марок в качестве жидкой составляющей СОТС используется вода с
добавлением ингибиторов коррозии, а в качестве абразива материалы Al2O3,
SiC, алмаз или другие, с различными размерами зерен, исходя из
необходимых значений шероховатости поверхности детали.
Следует отметить, что при финишной обработке свободным
абразивом предлагаемым способом деталь является активатором СОТС. При
11
заданном внешнем воздействии, кавитирующая жидкая среда и вращающаяся
деталь образуют самоорганизующуюся, устойчивую синергетическую
систему. Проведены эксперименты по обработке окисленных поверхностей
деталей, и восстановлению работоспособности сменных фильтрующих
элементов.
Метод финишной обработки с применением эффекта присоединенной
кавитации, может быть эффективно использован для обработки деталей
машин, в том числе имеющих сложную пространственную форму
поверхности и выполненных из хрупких материалов, и восстановления
работоспособности поверхностей, снятию оксидов серы, свинца, меди,
твердых фосфатов и других сложных химических соединений.
Рис. 10. Зависимость изменения скорости съема материала от
концентрации абразива в СОТС
В пятой главе предложены основы выбора оптимальных режимов
кавитационной обработки и особенности, которые необходимо учитывать
при их назначении. Разработаны способы крепления деталей необходимые
для достижения оптимальных параметров метода финишной обработки
деталей машин свободным абразивом.
Технологический процесс финишной обработки может применяться
для изготовления широкого ряда типов деталей машин, используемых в
промышленности, как на универсальных, так и на станках с ЧПУ фрезерной
и токарной групп, способных работать при частотах вращения главного
привода от 4 до 10 тысяч об/мин, при использовании специально
спроектированной оснастки.
Технико-экономическая
эффективность
внедрения
результатов
диссертационной работы на предприятиях обусловлена тремя факторами:
- применение разрабатываемого метода финишной обработки деталей
машин не требует использование дорогостоящего оборудования.
- снижение временных затрат на финишную обработку деталей машин,
12
имеющих сложный
профиль поверхности
и выполненных из
труднообрабатываемых материалов, по сравнению с существующими
методами.
- многократное использование абразивных материалов и СОТС.
Разработанный в диссертационной работе метод изготовления деталей
машин внедрен в производственный процесс.
Согласно акту о результатах внедрения ООО «Первая приборная
фабрика» метод финишной обработки экспериментально внедрен при
производстве деталей КИЯФ 156.265.062-1 и КИЯФ 156.265.078-5,
изображенных на Рис. 11.
а)
б)
Рис. 11. Детали: а) до обработки, б) после обработки
В настоящее время предложенные кавитационные технологии
применяются перед операцией контактной сварки. Это позволяет улучшить
качество получаемых сварных швов, а также увеличить количество циклов
нагружения мембран (на 15%) до момента образования в сварных швах
дефектов. В результате существенно снижена трудоемкость процесса по
отношению к применяемому методу полирования войлочными кругами,
выроста стабильность и повторяемость результатов финишной обработки.
Согласно акту внедрения ООО ОКБ «Инновационный ресурс»
обработка детали ЕИСШ.100.689.001 «Корпус» (12Х18Н10Т), изображенной
на Рис. 12 на предприятии осуществляется методом электрохимического
полирования с последующей ручной полировкой труднодоступных участков
профиля внутренних поверхностей, требующих чистоты обработки Ra 0,08.
Предложенная технология финишной обработки данной детали доказала
свою эффективность, позволила производить годные детали без
использования трудоемких слесарных операций.
13
Рис. 12. Деталь «Корпус»
Согласно акту внедрения ЗАО «Газпромнефть-Аэро» проектируемый
метод используются для обработки рабочих элементов топливных фильтров
многоразового использования. В настоящее время для восстановления
работоспособности элементов топливных фильтров многоразового
использования применяют дорогостоящее оборудование виброабразивной
отчистки или ручную механическую обработку. Применение предложенного
метода не только обладает высокой экономической эффективностью, в связи
со снижением затрат на оборудование, но и позволяет отказаться от
использования опасных химических компонентов.
Материалы диссертационной работы используются в учебном
процессе Рязанского института (филиала) Московского государственного
машиностроительного университета (МАМИ).
По отношению к существующим методам обработки свободным
абразивом предложенный обладает следующими преимуществами:
- благодаря использованию эффекта присоединенной кавитации,
существенно интенсифицирован технологический процесс обработки деталей
машин свободным абразивом;
- применение возникающего во всем объеме используемой
технологической среды эффекта присоединенной кавитации обеспечивает
равномерную абразивную обработку поверхности деталей, в том числе
имеющих сложный профиль;
- применение разрабатываемого технологического процесса
финишной обработки деталей машин не требует использования технически
сложного, дорогостоящего оборудования.
Основные результаты и выводы. Разработанный технологический
процесс финишной обработки деталей машин, в том числе имеющих
сложную пространственную форму, может эффективно применятся вместо
существующих процессов абразивной, электрофизической обработки, а
также полирования, снятия заусенцев и притупления острых кромок.
На основе выполненных теоретических и практических исследований
можно сделать следующие выводы:
14
1. На основе проведенного анализа, существующих методов финишной
обработки деталей машин, актуализирована научная задача настоящей
работы.
2. В результате проведенного аналитического исследования
определены пороговые значения возникновения эффекта присоединенной
кавитации во всем объеме жидкой рабочей среды, как интенсификационного
для разрабатываемого метода финишной обработки деталей машин
свободным абразивом:
Pнас.пар.
P
n>
\6^п 3_2
r
, где
- давление насыщенных паров жидкости;
атмосферное давление; Р
д коэффициент динамической вязкости технологической среды; r - радиус
активатора кавитационного воздействия,
- скорость вращения активатора
кавитационного воздействия.
3. Экспериментально определена зависимость качества получаемой
поверхности и скорости съема металла абразивными частицами от их
концентрации в жидкой технологической среде. Оптимальная концентрация
свободного абразива среде при обработке деталей машин по предлагаемому
методу составляет 8-20 % от общей массы жидкой технологической среды.
4. Разработана программа расчета оптимальных параметров
воздействия на заданную жидкую среду для протекания в ней эффекта
присоединенной кавитации, как интенсифицирующего процесс финишной
обработки деталей машин свободным абразивом.
5. Проведены экспериментальные исследования процесса удаления с
поверхности деталей, имеющих сложную пространственную форму, оксидов
металлов и твердых отложений.
6. Разработан метод финишной обработки деталей машин с
применением эффекта присоединенной кавитации.
7. Практически подтверждена эффективность разработанного метода
финишной обработки деталей машин. Разработанный метод используется
при совершенствовании существующих технологических процессов
машиностроительной и приборостроительной отраслей с экономическим
эффектом 1400 тыс. рублей в год подтвержденным четырьмя актами
внедрения.
Основные материалы диссертации отражены в следующих
работах:
1. Иванайский А.В., Асаева Т.А., Асаев А.С. Определение пороговых
значений присоединённой кавитации при установившемся круговом
движении активатора // Технология машиностроения. Москва. 2016.
№4. С. 21-24. (0,2 п.л. / 0,15 п.л.)
2. Иванайский А.В., Асаева Т.А., Асаев А.С. Технологический
процесс финишной обработки деталей машин свободным абразивом с
Р
а т м. -
-
n
15
применением эффекта присоединённой кавитации // Технология
машиностроения. Москва. 2016. №12. С. 18-22. (0,25 п.л. / 0,2 п.л.)
3. Теоретические основы энергосберегающих кавитационных
технологий / А.С. Асаев [и др.]. // Энергосбережения и водоподготовка.
Москва. 2013. №1. С. 13-19. (0,6 п.л. / 0,45 п.л.)
4. Математическая модель вихревой кавитации / А.С. Асаев
[и др.]. // Энергосбережения и водоподготовка. Москва. 2013. №3. С. 51-54.
(0,25 п.л. / 0,16 п.л.)
5. Иванайский А.В., Асаева Т.А., Асаев А.С. Разработка и
исследование технологического процесса финишной обработки деталей
машин с применением эффекта присоединенной кавитации // Актуальные
научные вопросы и современные образовательные технологии: Сборник
научных трудов научно-технической конференции. Тамбов, 2013. 156 с.
(0,8 п.л. / 0,65 п.л.)
6 . Энергосберегающие технологические процессы обессоливания
нефти и нефтепродуктов с применением эффекта кавитации / А.С. Асаев
[и др.]. // Нестационарные, энерго и ресурсосберегающие процессы и
оборудование в химической, нано- и биотехнологии: Материалы 3-ой
Международной научно-технической конференции. Москва: Изд-во МГОУ
имени В.С.Черномырдина, 2013. 207 с. (0,6 п.л. / 0,4 п.л.)
7. Иванайский А.В., Асаева Т.А., Асаев А.С. Развитие новых
технологий в ветроэнергетике // Институт в социально-экономическом
развитии юго-восточного региона Московской области: Материалы научно­
практической конференции. Коломна: Изд-во Коломенского института
(филиала) Университета машиностроения, 2014. 205 с. (0,4 п.л. / 0,25 п.л.)
8 . Иванайский А.В., Асаева Т.А., Асаев А.С. К вопросу о
динамических процессах кавитационных машин // Институт в социально экономическом развитии юго-восточного региона Московской области:
Материалы
научно-практической
конференции.
Коломна:
Изд-во
Коломенского института (филиала) Университета машиностроения, 2014. 205
с. (0,3 п.л. / 0,12 п.л.)
9. Иванайский А.В., Асаева Т.А., Асаев А.С. Особенности
технологического процесса финишной обработки деталей машин с
применением эффекта кавитации // Институт в социально-экономическом
развитии юго-восточного региона Московской области: Материалы научно­
практической конференции. Коломна: Изд-во Коломенского института
(филиала) Университета машиностроения, 2014. 205 с. (0,6 п.л. / 0,5 п.л.)
10. Иванайский А.В., Асаева Т.А., Асаев А.С. Особенности
технологического процесса финишной обработки деталей машин сложной
формы с применением эффекта присоединенной кавитации // Современные
тенденции в фундаментальных и прикладных исследованиях: Сборник
материалов Международной научно-практической конференции. Рязань:
Изд-во ЦПИ, 2015. 142 с. (0,23 п.л. / 0,2 п.л.)
16
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа