WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |

- приведенные результатытеоретических и экспериментальныхисследований ЭЭО, как в производственных,так и в лабораторных условиях, сиспользованием различных материаловэлектрода-инструмента иэлектрода-заготовки, методическиерекомендации по выбору параметров ЭЭО длясохранения производительности и качестваобработки в соответствии с заданнымиусловиями. Установленные основныезакономерности между входными и выходнымипараметрами ЭЭО на заданныхрежимах обработки;

- разработанные методикирасчета оптимальных режимов объемногоэлектроэрозионного формообразованияотверстий в заготовках на различныхобрабатываемых материалах деталейлетательных аппаратов, основанные наэффективности процесса ЭЭО;

- положение о том, чтопроизводительность и качество обработкипри ЭЭО в значительной степениопределяется устойчивостью самогопроцесса обработки, предложенные новыекритерии оценки устойчивости процесса ЭЭО,определяющие егопроизводительность и качествоповерхности;

- исследованные иэкспериментально подтвержденные критерииоценки устойчивости процесса ЭЭО,определяющие его производительность икачество поверхности – фрактальнаяразмерность, информационная энтропия ипоказатели Ляпунова сигналов АЭ,регистрируемые в процессеобработки;

- установленнаякорреляция между фрактальной размерностьюсигнала АЭ, регистрируемого в процессе обработки, как сэлектрода-инструмента, так и с электрода-заготовки,и фрактальной размерностью шероховатостиобработанной поверхности;

- методика оценкиустойчивости и выходных параметровпроцесса ЭЭО, на основе критериевустойчивости процесса ЭЭО по сигналамакустической эмиссии, регистрируемых впроцессе обработки;

- интеллектуальныйподход, позволяющий корректировать работугенератора электроэрозионного станка сЧПУ, обеспечивающего устойчивостьпроцесса обработки;

Апробациядиссертации.Основные результаты работыдокладывались и обсуждались намеждународных,всероссийских, республиканских имежрегиональных научно-технических конференциях, форумах и семинарах: международной научно-технической конференции«Современные материалы и технологии» (г.Пенза, 2001г.),международнойнаучно-практической конференции«Исследования и перспективные разработки» (г.Москва,2002г.), международной научной конференции«Нелинейная динамика и прикладнаясинергетика» (г.Комсомольск-на-Амуре, 2003г.),дальневосточном инновационном форуме «Рольнауки, новой техники и технологий вэкономическом развитии регионов»(г.Хабаровск, 2003г.), международной научно-практическойконференции «Электрофизические иэлектрохимические методы обработки» (г.Санкт-Петербург,2003г.), всероссийскойнаучно-практической конференции «Проблемыи пути решения инвестиционной иинновационной политики напредприятияхХабаровского края» (г. Комсомольск-на-Амуре, 2004г.), региональной научно-техническойконференции «Современнаяэлектротехнология в промышленностицентраРоссии. СЭТ-2006» (г.Тула, 2006г.), международнойконференции «Авиация и космонавтика - 2006»(г.Москва, 2006г.), II международнойнаучно-технической конференции«Автоматизация машиностроительногопроизводства, технология и надежность машин,приборов и оборудования» (г.Вологда, 2006г.),Vвсероссийской научно-техническойконференции «Современные методы исредства обработки пространственно-временныхсигналов» (г.Пенза,2007г.), международнойнаучно-технической конференции«Современная электротехнология в машиностроении»(г.Тула, 2007г.), III международнойнаучно-технической конференции«Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (г.Пенза, 2007г.), IX международнойнаучно-практической конференции «Новыехимические технологии. Производство иприменение»(г.Пенза,2007г.), IV международнойконференции «Методы и средства управлениятехнологическими процессами» (г.Саранск,2007г.) Основныерезультаты работы докладывались также на расширенных заседаниях кафедры«Технология машиностроения»КнАГТУ (1999– 2007гг.).

Публикации. Основные положения диссертационнойработы изложены в 85 публикациях, в томчисле статьях в центральных журналах,одной монографии, авторскихсвидетельствах, учебных пособиях иметодических указаниях, трудахуниверситетов и институтов, форумах,семинаров и конференций. Результаты работыдокладывались на 10-ти международныхфорумах, научно-практических инаучно-технических конференциях, а такжевсероссийских, региональных, краевых ивузовских семинарах и конференциях.

Структура и объемработы. Диссертация состоитиз введения, 6 глав, выводов, заключения,библиографического списка использованнойлитературы из 255 наименований иприложений, содержащих документы овнедрении результатов работ ипрограммные продукты. Объемдиссертации составляет 326 страниц (включая 44страницы приложений), 48 рисунков, 16 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Во введении обоснована актуальностьтемы диссертации, сформулированы цели и задачиисследовании, определены новизна ипрактическая значимость работы, выделенынаучные положении и результаты, выносимыена защиту.

В первой главе рассмотрено современное состояниевопросов эффективности применения ЭЭО,существующие проблемы данной обработкив области обеспечения точности, качества,структуры поверхностного слоя и износаэлектрода-инструмента. Рассмотренысовременные взгляды на механизмывозникновения неустойчивости процессаЭЭО. Определена степеньвлияния неустойчивости процесса на параметры ееэффективности, такие какпроизводительность и качествообработанной поверхности. Выполнен обзорсуществующих методов обеспеченияэффективности ЭЭО и проанализированыфакторы, сдерживающие дальнейшее увеличениепроизводительности и качества обработки.

Исследованию процессовэлектроэрозиионой обработки и анализутеоретических и экспериментальныхисследований посвящены работы российскихи зарубежных ученных: Артамонова Б. А.,Волосатова В.А., Золотых Б. Н., Красюк Б.А.,Лазаренко Б. Р., Лазаренко Н. И., НекрашевичаИ.Г., Мицкевича М. К., Палатника Л.С.,Носуленко В. И., Намитокова К.К., Отто М.Ш.,Саушкина Б. П., Лившица А.Л., Ставицкого Б. И.,Фотеева Н. К., Левит М.Л., Любимова В.В.,Волгина В.М., Халдеева В.Н., Подураева В.Н.,Ушомирской Л.А., Зингерман А.С., Сосенко А.Б.,Кравец А.Т., Якимовича Б.А. и др.

Анализ литературныхданных показывает, что изучение процессовЭЭО в основном осуществляется на базеэкспериментальных исследований. ЭЭО вреальных условиях представляет собойнелинейный стохастический процесс,достаточно полная математическая модель,которого отсутствует. Вследствие того, чтофизико-химические процессы, протекающиепри электроэрозионной обработке, оченьсложны и главное очень скоротечны, ибольшинство из них могут быть описанытолько качественно, требуются обширные теоретические иэкспериментальные исследования. Адля выбора режимов ЭЭО обеспечивающихмаксимальную производительность с обеспечениемнеобходимого качества и необходимыспециальные промышленные испытания.

На современныхэлектроэрозионных станкахавтоматизировано большинство основных ивспомогательных операций. С помощьюразличных систем управленияосуществляется автоматическое смена ЭИ,марка его положения относительнообрабатываемой детали, автоматическаясмена режимов генератора импульсов (ГИ) ирежимов подачи рабочей жидкости в зонуобработки. Для обеспечениятехнологических показателей процесса ЭЭОнеобходимо: назначение оптимальнойскорости подачи ЭИ в зону обработки, оценкаустойчивости процесса ЭЭО, применениеоптимальных режимов обработки иуправление ими во время обработки. Однакорешение этих задач с помощью существующихсистем управления не дает должногорезультата, так как эти системыориентированны без учета спецификипроцесса ЭЭО.

Поэтому в комплексемероприятий направленных на повышениеэффективности и качества ЭЭО немаловажноеместо занимают вопросы теоретических иэкспериментальных исследований процессовсопровождающих ЭЭО, установлениявзаимосвязи входных и выходных параметровобработки на оптимальных режимах наустойчивость ЭЭО, на шероховатостьобработанной поверхности и износэлектрода-инструмента.

Как показал анализрезультатов исследований различныхавторов существующие методы повышенияэффективности, оптимизации режимовобработки основаны на эмпирических иполуэмпирических зависимостях, что непозволяет обеспечиватьпроизводительность и требуемую точность обработки, атакже повышения устойчивости процесса врежиме реального времени.

Большой вклад висследование динамическихпроцессов при обработке материалов и в решении проблемыуправления динамическими системами и ихустойчивостивнесли А.А. Кудинов, Б.М.Бржозовский, И.Г.Жарков, В.Л. Заковоротный, Ю.Г. Кабалдин,А.В. Кудинов, С.С. Кедров,А.В. Пуш, М.Л.Орликов и др. Вопросы устойчивости иуправления процессамиЭЭО исследованы Б.Р. Лазаренко, Б.Н. Золотых, А.С.Зингерман, И.Г. Некрашевич, А.Я. Артамонов,Иноуэ Киси, В.А. Ким, Ф.Я. Якубов, В.М. Нуждов, А.И. Левит, А.Г. Суслов, Ю.С. Волков, Л.Я.Попилов,В.К. Глухихи др.

В существующихматематических моделях описаниятехнологического процесса ЭЭО, основанныхна базе нелинейных дифференциальныхуравнениях, отсутствуют динамическиехарактеристики, позволяющиепрогнозировать устойчивое состояниепроцесса и системы станка в целом. Этообусловливает необходимость разработкиновых подходов к оценке и поиска критериевустойчивости процесса ЭЭО,особенно приобработке деталейавиационной и космическойтехники, которые изготавливаются из такихматериалов, как титановыесплавы ОТ4, ВТ20, стали 5ХНМА,30ХГСА, Р18, алюминиевыесплавы АК4, Д16.

Широкое использованиесредств вычислительной техники всовре­менномстаночном оборудовании позволяетуправлять динамическими процессами наосновефундаментальных подходов к устойчи­вости сложныхсистем. К числу фундаментальныхподходов к исследова­нию устойчивости сложных системследует отнести теориюсинергетику и разрабатываемую на этоммеждисциплинарном подходе новыенаправле­ния— нелинейнуюдинамику и нейронные сети. Эти направлениясоставляют основу концепцииискусственного интеллекта.

Привлечение концепциимультифракталов позволяет датьколичественную оценку устойчивостидинамической системы обработки в видефрактальной размерности. При потери устойчивости, система переходит вхаотическое состояние. В этой связи важно изучитьсценарий потери устойчивости системы.

Исследование вопросовустойчивости процесса ЭЭО, разработкановых критериев ее оценки,апробирование и исследование влиянияих на устойчивость, производительностьобработки и качество поверхности,моделирование технологического процессаЭЭО, на основе подходов искусственногоинтеллекта для мониторинга качестваповерхности, с использованиемадаптивного управления технологическимипараметрами процесса ЭЭО являетсяактуальной народнохозяйственнойзадачей.

В связи, свышеизложенным и с учетом поставленнойцели были сформулированы задачиисследований, представленные выше.

Во второй главе приведены методики проведенияэкспериментальных исследований,описываются объекты исследований,представлены технические характеристикииспользуемых измерительныхпреобразователей и аппаратуры длянаблюдения и записи результатовэкспериментов. Предложены алгоритмыобработки и анализа экспериментальныхданных. В качестве объектаэкспериментальных исследованийиспользовался электроэрозионныйкопировально-прошивочный станок садаптивным программным управлением модели4Л721Ф1 с широкодиапазонным генераторомимпульсов ШГИ-40-440М с номинальным током 40 Аи максимальной частотой следованияимпульсов 440 кГц. В системе отчета глубиныобработки детали применено устройствоцифровой индикации типа Ф5246 ибесконтактный сельсин БС-155А. В системе рабочей подачи электрода-инструментаприменен высокомоментный двигательпостоянноготока ДПУ 127-220-1-30-Д09 со встроеннымтахогенератором ТГ1 и комплектный приводтипа ЭШИР-1-А с транзисторнымширокоимпульсным преобразователем. Припроведении исследований использовались следующиерабочие жидкости: сырье углеводородное дляпроизводствасульфанола (ТУ 38.101845-80) и рабочая жидкостьРЖ-3 для электроэрозионных станков (ТУ 38.101883-83).

На основе полученныхэкспериментальных данных рассчитывалисьдинамические характеристикиэлектроэрозионной обработке. Расчетыпроизводились с применениемразработанного программного обеспечения,в частности Statgraphics Plus 5.0,Image.Pro.Plus. 5.1, DynAnalyzer.Разработаны математические алгоритмынелинейной динамики и позволяли проводитьреконструкцию аттракторов динамическихсистем и оценку фрактальной размерности,информационной энтропии на основе анализасигнала виброакустической эмиссии,рассматриваемых как временные ряды.

Процесс ЭЭО являетсясложным динамическим процессом, навыходные параметры которого оказываютвлияние различные факторы обработки.Поэтому выбор оптимальных попроизводительности к качествуобработанной поверхности связан с большимобъемом экспериментальных работ. Дляполучения максимальной информативностипри минимальном объеме экспериментальныхработ при разработке стратегииисследования на первом этапе былиспользован метод математическогопланирования экспе­римента. Обработкарезультатов опытов, полученных приреализации матрицы, позволяет получитьэмпирическую модель процесса, адекватноописывающуюпроцесс ЭЭО.

Из всего многообразияфакторов, влияющих на технологическиепоказатели обработки, были выбраныследующие: частота следования рабочихимпульсов fи кГц;скважность q;сила тока I, А;напряжение U, В.Названная совокупность факторовудовлетворяет требованиям совместимости иотсутствия линейной корреляции. В качествепараметров оптимизации принимали высотумикронеровностей Rz, мкм, и производительность М, мм3/мин. Определяющимпараметром является показательшероховатости, который должен быть менее 20мкм при максимальной производительности.

Металлографическиеисследования детали после обработкипроводили с использованием стандартныхметодик. Производительностьопределяли весометрическим методом нааналитических весах АДВ-200 с точностью до0,001 г. Высоту микронеровностей определяли с помощьюлабораторного микроскопа МИС-11.

Для проведения опытов поисследованию единичных лунок былиприготовлены микрошлифы, следующимобразом, из листа металла толщиной 1 мм,вырублены кубики размером 10х10 мм. Затемобразцы шлифовались бумажными шкурками,переходя от одной шкурки к другой в порядкеуменьшения размерами абразивных частиц.Перед проведением опытов измеряется массаобразцов и электродов на электронных весахс точностью до 0,001г.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»