WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]

Обеспечение качества поверхностей тонкостенных пластин путем абразивной доводки и электрохимико-механического полирования

Автореферат кандидатской диссертации

 

На правах рукописи

 

 

 


ЗИНКИН Сергей Владимирович

 

 

 

 ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ

ТОНКОСТЕННЫХ ПЛАСТИН ПУТЕМ

АБРАЗИВНОЙ ДОВОДКИ

И ЭЛЕКТРОХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО

ПОЛИРОВАНИЯ

 

Специальности: 05.02.08 – Технология машиностроения;

05.02.07 – Технология и оборудование

механической и физико-технической обработки

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

ПЕНЗА-2012

Работа выполнена в ООО «СИРИУС-2000», ООО «РИНТОР» и ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет».

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор

СКРЯБИН Владимир Александрович;

кандидат технических наук, доцент

ЗВЕРОВЩИКОВ Александр

Евгеньевич

Официальные оппоненты:

СЕЙНОВ Сергей Владимирович,

доктор технических наук, профессор,

научно-производственное объединение «ГАКС АРМСЕРВИС», президент;

ДОНЦОВА Марина Владимировна,

кандидат технических наук, доцент,

ФГБОУ ВПО «Пензенская

государственная технологическая

академия»

Ведущая организация -

ОАО НПП «Рубин», г. Пенза

Защита состоится 11 мая 2012 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.03 ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет» по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Крас-

ная, 40.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет».

Автореферат разослан «___» апреля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета                                Воячек Игорь Иванович


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных условиях развития промышленного производства одной из ведущих задач является обеспечение качества изделий на основе внедрения перспективных технологий механической обработки деталей. Качество изготовления деталей невозможно повысить без совершенствования финишных операций абразивной обработки.

Для обеспечения высокого качества поверхностей изделий используют различные технологические методы финишной абразивной обработки, такие как шлифование, суперфиниширование, абразивная доводка и др.

Однако, несмотря на разнообразие вышеуказанных методов, проб­лемный характер носит финишная обработка тонкостенных легкодеформируемых ответственных деталей типа пластин с соотношением толщины и диаметра (h/d ? 0,05), к которым предъявляется комплекс повышенных требований к шероховатости, отклонениям формы и расположения, а также к физико-механическим характеристикам.

Применение традиционных методов финишной абразивной обработки во многих случаях не обеспечивает заданный комплекс параметров. Особенно затруднен процесс обработки, когда материалом пластин являются труднообрабатываемые сплавы. Абразивная доводка незакрепленным шлифовальным материалом позволяет обеспечить достаточно высокие требования к качеству поверхностей деталей, однако технологические возможности данной обработки в полной мере не использованы. Поэтому задача совершенствования технологии финишной обработки поверхностей деталей типа тонкостенных пластин с целью стабильного получения их качественных характеристик является актуальной.

Цель работы – обеспечение качества обработки поверхностей тонкостенных пластин абразивной доводкой путем управления траекторией относительного движения пластин и притира и последующего электрохимико-механического полирования.

В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:

- теоретически и экспериментально исследовать влияние технологических режимов и условий абразивной доводки пластин при сложном относительном движении деталей и притира на производительность процесса и шероховатость обрабатываемых поверхностей;

- разработать методику определения рациональных режимов и условий обработки поверхностей тонкостенных пластин по предлагаемой технологии;

- исследовать влияние технологических режимов и условий процесса электрохимико-механического полирования на снижение шероховатости обрабатываемой поверхности после абразивной доводки;

- разработать научно обоснованные практические рекомендации по выбору рациональных технологических режимов и условий обработки тонкостенных пластин;

- разработать принципы и осуществить модернизацию оборудования для реализации предлагаемой технологии.

Объект исследования - процесс финишной обработки тонкостенных пластин, состоящий из операций абразивной доводки и электрохимико-механического полирования.

Предмет исследования - технологические параметры и условия процессов абразивной доводки и электрохимико-механического полирования, обеспечивающие комплекс заданных требований к поверхностям тонкостенных пластин.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе основных положений технологии машиностроения, теории шлифования, теории электрохимической обработки, теоретической механики, теории упругости и пластичности, молекулярной физики граничного трения, теории вероятностей и математической статистики.

Экспериментальные исследования проводились по стандартным методикам в производственных и лабораторных условиях с использованием аттестованной контрольно-измерительной аппаратуры. Полученные данные обрабатывались с помощью средств вычислительной техники и представлялись в виде эмпирических зависимостей, удобных для практического применения.

Научная новизна работы состоит в следующем:

по специальности 05.02.08:

- получены математические зависимости для расчета кинематических параметров и параметров контактного взаимодействия абразивных частиц с обрабатываемыми поверхностями пластин, позволяющие определять рациональные значения соотношения скоростей движения пластин и притира;

- получены эмпирические зависимости, устанавливающие взаимосвязь технологических факторов с получаемыми параметрами шероховатости поверхности и производительностью абразивной доводки;

по специальности 05.02.07:

- предложены зависимости для определения рациональных режимных параметров электрохимико-механического полирования поверхностей после абразивной доводки;

- разработаны принципы модернизации оборудования для реализации предлагаемой технологии, заключающиеся в управлении траекторией относительного движения пластин и притира и в обеспечении плавного регулирования перемещения притира.

Практическая ценность:

- предложен технологический процесс финишной обработки тонкостенных пластин, обеспечивающий высокую производительность и требуемое качество поверхности;

- разработана методика определения режимов и условий обработки поверхностей тонкостенных пластин, позволяющая на стадии технологической подготовки производства надежно обеспечивать заданное качество деталей;

- осуществлена модернизация оборудования, при которой обеспечивается управление траекторией относительного движения пластин и притира и плавное перемещение притира при абразивной доводке.

Соответствие паспортам научных специальностей.

Выполненная диссертационная работа соответствует паспортам специальностей 05.02.08 «Технология машиностроения» и 05.02.07 «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки» по следующим областям исследования:

по специальности 05.02.08:

- технологические процессы, операции, установы, позиции, технологические переходы и рабочие хода, обеспечивающие повышение качества изделий и снижение их себестоимости;

- математическое моделирование технологических процессов и методов изготовления деталей и сборки изделий машиностроения;

- совершенствование существующих и разработка новых методов обработки и сборки с целью повышения качества изделий машиностроения и снижения себестоимости их выпуска;

- технологическое обеспечение и повышение качества поверхностного слоя, точности и долговечности деталей машин;

по специальности 05.02.07:

- теоретические основы, моделирование и методы экспериментального исследования процессов механической и физико-техни­ческой обработки, включая процессы комбинированной обработки с наложением различных физических и химических воздействий;

- исследование механических и физико-технических процессов в целях определения параметров оборудования, агрегатов, механизмов и других комплектующих, обеспечивающих выполнение заданных технологических операций и повышение производительности, качества, экологичности и экономичности обработки;

- создание, включая исследования, проектирование, расчеты, комплектующих агрегатов и механизмов, обеспечивающих достижение требуемых технологических и технико-экономических параметров оборудования.

На защиту выносятся:

- математические зависимости для определения кинематических параметров и взаимодействия абразивных частиц с обрабатываемыми поверхностями пластин, позволяющие назначать рациональные значения технологических режимов;

- зависимости, устанавливающие взаимосвязь технологических факторов с параметрами шероховатости поверхностного слоя и производительностью процесса абразивной доводки пластин;

- методика определения режимов и условий абразивной доводки тонкостенных пластин в сочетании с электрохимико-механическим полированием на стадии технологической подготовки производства;

- рекомендации по совершенствованию технологии финишной обработки тонкостенных пластин и повышению ее эффективности;

- принципы модернизации оборудования для реализации предлагаемой технологии, заключающиеся в управлении траекторией относительного движения пластин и притира и в обеспечении плавного регулирования перемещения притира.

Реализация результатов работы. Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований новой схемы финишной абразивной обработки внедрены в ООО «СИРИУС-2000» (г. Москва)

и ООО «РИНТОР» (г. Москва), что позволило повысить производительность обработки в 1,36…1,44 раза и стабильно обеспечить параметр шероховатости поверхности Ra = 0,08 мкм.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на II Международной научно-тех­ни­ческой конференции «Аналитические и численные методы моделирования естественнонаучных и социальных проблем» (г. Пенза, 2007 г.), II Международной научно-технической конференции «Математическое и компьютерное моделирование естественно-научных и социальных проблем» (г. Пенза, 2008 г.), III Международной научно-технической конференции «Аналитические и численные методы моделирования естественно-научных и социальных проблем» (г. Пенза, 2008 г.), X Международной научно-техниче­ской конференции «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2012 г.) и на расширенном заседании кафедры «Технология машиностроения» в 2012 г.

Публикации. Основные положения диссертации отражены в

12 печатных работах, из них 4 без соавторов и 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит

из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений и содержит 36 рисунков, 12 таблиц, список литературы

из 114 наименований. Общий объем работы 147 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна,

а также положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен обзор работ в области финишной обработки поверхностей деталей незакрепленным и связанным абразивом.

Показано, что в разработку и исследование различных методов обработки большой вклад внесли В. Н. Кащеев, П. И. Ящерицын,

А. В. Королев, П. Н. Орлов, З. И. Кремень, Н. И. Богомолов, В. П. Запорожский, Б. А. Лапшинов, А. Я. Нашельский, Л. М. Ко­журо, А. А. Панов, П. С. Чистосердов, В. А. Волосатов, Л. Я. Попилов, С. В. Сейнов и др. Проведенные исследования позволили разработать основы управления формированием качественных характеристик обрабатываемых поверхностей деталей путем использования рациональных технологических режимов и условий абразивной обработки в сочетании с электрохимико-механическим полированием.

Выполненный аналитический обзор показал, что проблемный характер носит отделочная обработка тонкостенных легкодеформируемых деталей, к которым предъявляются высокие требования по параметрам шероховатости, точности и физико-механическим свойствам поверхностного слоя.

Показана актуальность исследований, направленных на решение сложной задачи - достижение стабильного качества обработанных поверхностей тонкостенных пластин на отделочных операциях.

Сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе приведено теоретическое обоснование предлагаемого технологического процесса финишной обработки поверхностей тонкостенных пластин абразивной доводкой, позволяющего добиться требуемых параметров качества поверхностей.

В процессе абразивной доводки пластины и притир совершают соответственно вращательное и возвратно-поступательное движение, а абразивные зерна работают большим числом своих ребер и граней. В результате повышается стойкость притира при одновременном повышении производительности обработки. В то же время, благодаря более развитой сетке рисок, уменьшается шероховатость обработанной поверхности.

Изложена сущность и указаны характерные особенности исследуемого процесса финишной абразивной обработки поверхностей тонкостенных пластин.

Важным вопросом отделочной обработки пластин является обеспечение производительности и качества их обработки. Одним из методов, позволяющих решить эту сложную задачу, является метод абразивной доводки данных деталей незакрепленным абразивом. Наибольшее применение получил электрокорунд нормальный и белый марок 12А, 14А, 25А зернистостью F150…F220, который рекомендуется для абразивной доводки тонкостенных пластин.

В работе теоретически исследовано контактное взаимодействие абразивной среды с обрабатываемыми поверхностями.

Основными технологическими параметрами, которые исследуются при абразивной доводке пластин, являются давление, зернистость абразивной среды, время, скорость доводки, а также состав смазочно-охлаж­дающей жидкости.

Обеспечение параметров качества поверхностей тонкостенных пластин достигается за счет совершенствования процесса абразивной доводки (рис. 1).

6

 

5

 

4

 

7

 

3

 

2

 

1

 

Рис. 1. Схема доводки с дозированной подачей абразивной суспензии:

1 - подвижный притир; 2 – абразивная суспензия;

3 – планшайба; 4 – обрабатываемые детали; 5 – абразивные частицы;

6 – направляющие для перемещения притира; 7 – дозатор

Обрабатываемые пластины 4 наклеивают на планшайбу 3, вращающуюся с постоянной угловой скоростью ? и контактирующую с притиром 1, совершающим возвратно-поступательное движение со скоростью Vп относительно планшайбы 3. В процессе обработки на рабочую поверхность притира подают мелкодисперсную абразивную суспензию 2 через дозатор 7. Вертикальная подача планшайбы 3 осуществляться принудительно отдельным механизмом.

Притир совершает относительно пластин возвратно-поступа­тель­ное движение вместе с центром Aпланшайбы (переносное движение) и вместе с планшайбой вращение вокруг полюса A (относительное движение) (рис. 2).

L(x,y)

 

A

 

S

 

y

 

x

 

Рис. 2. Расчетная схема для определения кинематических параметров

при обработке пластин

Для определения кинематических параметров процесса абразивной доводки пластин их движение задается координатным способом:

                                    (1)

откуда

r2 = (xLS)2 +,                                          (2)

где r – радиус окружности, на которой закреплены пластины L;

? – угловая скорость вращения планшайбы. При этом начало отсчета взято в центре колебаний планшайбы.

Скорость пластин равна:

                                 (3)

VL ==,              (4)

где Vп – скорость поступательного движения притира относительно планшайбы с деталями, вращающейся со скоростью Vв = ?r.

Полное ускорение определяется следующим образом:

aL = = r?2.                                  (5)

Касательное ускорение находится по зависимости

=

.           (6)

Выражения (5) и (6) позволяют определить нормальную составляющую  ускорения при движении пластин и радиус кривизны ? траектории относительного перемещения движения пластин и притира:

                                      (7)

и                                                       .                                             (8)

Задавая значения Vп, Vв, r, ?, t и подставляя в зависимости (4), (7) и (8), можно определить параметры VL, , ?. Управление данными параметрами в процессе абразивной доводки может обеспечить однородность неровностей профиля и требуемые отклонения формы и расположения поверхности.

При рациональном выборе соотношений скоростей поступательного Vп и вращательного Vв движений можно получить шероховатость поверхностей пластин Ra = 0,1 мкм, отклонение от плоскостности 0,01 мм

и отклонение от параллельности 0,01 мм при исходных параметрах шероховатости Ra = 0,2…0,32 мкм.

Давление пластин 4 на притир 1 определяется по следующей зависимости (см. рис. 1):

,                                             (9)

где Py – составляющая силы резания;F – площадь контакта планшайбы с обрабатываемыми пластинами с рабочей поверхностью притира.

Согласно исследованиям И. В. Крагельского динамическая глубина внедрения абразивного зерна в обрабатываемую поверхность hдин определяется следующим образом:

hдин = Rz = 5Ra = kдин hст;                              (10)

kдин = 2,                                      (11)

где kдин – коэффициент динамичности;hст – статическая глубина внедрения абразивного зерна; fa – коэффициент трения скольжения абразивной частицы по поверхности детали.

В диссертационной работе установлено, что:

;                                    (12)

,                               (13)

где P1 – сила, действующая на единичное абразивное зерно;zp – максимальный размер абразивных зерен, обеспечивающий формирование требуемого параметра шероховатости при микрорезании поверхности вершинами частицы; НВ – твердость материала детали по Бринеллю; ? – коэффициент Пуассона материала детали; Е – модуль упругости материала детали.

Статическая глубина внедрения равна:

,                                      (14)

где ? – радиус округления вершины абразивной частицы; С – коэффициент, зависящий от формы выступа и от упрочнения материала

(С ? 4); ?Т – предел текучести материала пластины; С ?Т = q – среднее напряжение на контактной поверхности.

Для труднообрабатываемых сплавов ?Т = 0,8?в, где ?в – временное сопротивление на растяжение обрабатываемого материала пластины.

Из уравнений (10), (11) находится:

=                       (15)

Для практических расчетов выражением  можно пренебречь. Тогда из выражений (14) и (15):

Р1 = 4?Ra C ?в.                                        (16)

Составляющие силы резания Py для абразивных частиц, находящихся в зоне контакта между планшайбой с пластинами и притиром, равна:

,                                            (17)

где N– количество абразивных частиц в зоне контакта планшайбы с деталями и притиром.

Таким образом, давление при доводке определяется следующим образом:

.                                (18)

На характер процесса доводки значительное влияние оказывает давление пластин на притир Р, которое в зависимости от условий процесса обработки изменяется в диапазоне 0,06…0,1 МПа.

Съем металла и параметр шероховатости обработанной поверхности для данной схемы доводки определяются уравнениями, полученными при обработке данных однофакторных экспериментов:

Q = CQVtP?d-??-?Sm;                           (19)

Ra = CRa P ? HB -m d,                                (20)

где СQ и CRa – коэффициенты, зависящие от свойств обрабатываемого материала, абразива и других условий обработки; V – скорость доводки; t – время доводки; P – давление на обрабатываемую поверхность; d – средний диаметр основной фракции абразивного микропорошка;

? – концентрация абразивного порошка в жидкой фазе по массе;

S – площадь контакта обрабатываемой и рабочей поверхностей инструмента; m, ?, ?, ? – коэффициенты.

При плоской доводке пластин в результате действия силы резания они получают прогиб.

Для определения прогиба выделяется элемент круговой пластины с действующими силами и моментами (рис. 3).

Рис. 3. Условия равновесия выделенного элемента пластины

в системе координат XYZ

Напряжения и деформации в сечениях выделенного элемента связаны соотношениями

                              (21)

где Е – модуль упругости;z– расстояние текущей плоскости от средней плоскости (z = h); ? – угол поворота нормали в плоскости пластин (рис. 4); ? – коэффициент Пуассона.

Рис. 4. Действие на пластину распределенной нагрузки

Используя формулу (21), можно найти равнодействующие моменты на гранях (hrd?) и (hdr):

                                    (22)

где  – жесткость пластины на изгиб.

Составив уравнение суммы моментов всех сил относительно координаты y, касательной к дуге круга радиуса r в средней плоскости, и отбрасывая величины высшего порядка, можно найти значение прогиба:

,                 (23)

где G – напряжения, возникающие в поверхностном слое пластин от действия сил при обработке; R – радиус пластины.

При r = 0 находится наибольший прогиб:

.                               (24)

Задавая величины напряжений пластины G от действия сил при абразивной доводке, можно оценить прогиб по формуле (24). Установлено, что прогибы изменяются в диапазоне 0,21…3,10 мкм, что значительно меньше заданных отклонений от плоскостности и параллельности пластин.

Проведенные теоретические исследования тепловых явлений при абразивной доводке показали, что значение мгновенной температуры в зоне контакта детали с притиром составляет ? = 313 К (39,9 °С), а температура на поверхности пластины ?s = 300 К (26,8 °С). Это свидетельствует о низкотемпературном характере процесса абразивной доводки и практическом отсутствии прижогов поверхности.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния технологических режимов и условий обработки на производительность и параметры шероховатости обрабатываемых поверхностей тонкостенных пластин.

Экспериментальные исследования выполнялись по методике многофакторного планирования со статистической обработкой результатов.

Получены зависимости, устанавливающие связь величины съема металла Q и параметра шероховатости поверхности Ra с технологическими режимами и условиями обработки:

Q = 32,11 – 19,01V–160,23P– 5,43t34,77Z + 9,71VP

–0,98Vt +18,89VZ + 34,01Pt + 186,27PZ +

+5,83tZ + 90,13PVt;                                     (25)

Ra = 3,986 - 2,78V -7,12P – 0,55t – 4,35Z -4,99VP -

-1,43Рt + 1,32V2 + 27,01P2 + 0,03t2 + 2,72Z2,             (26)

где V – скорость резания при абразивной доводке; Р – давление на притир; t – время обработки; Z – зернистость абразивной среды.

Установлено, что на производительность обработки наибольшее влияние оказывают давление в диапазоне 0,06…0,08 МПа и скорость доводки  в интервале 0,3…0,8 м/с.

Зависимость величины съема металла от режимных параметров имеет линейный характер в исследуемом диапазоне, что свидетельствует о стабильности протекающего процесса обработки и подтверждает постоянство режущей способности абразивной среды в течение длительного промежутка времени.

Результаты исследования показывают, что в процессе абразивной доводки параметр шероховатости поверхности снижается с исходного значения Ra = 0,2…0,32 мкм до Ra = 0,1 мкм (рис. 5).

                               а)                                              б)

Рис. 5. Профилограммы поверхности пластины:

а - после чистового шлифования; б - после абразивной доводки

Профилограмма на рис. 5,б имеет более сглаженный характер, что свидетельствует о большей опорной длине профиля.

При исследовании влияния исходного параметра шероховатости на выбор зернистости шлифовального материала установлено, что при шероховатости Ra = 0,2…0,32 мкм наиболее целесообразным является использование абразивного микропорошка зернистостью F150…F220.

Для снижения шероховатости поверхности пластин с Ra = 0,1 до Ra = 0,08 мкм предложено после абразивной доводки применять электрохимико-механическое полирование.

В четвертой главе рассмотрены особенности контактного взаимодействия обрабатывающей среды с приповерхностными структурно-дефектными слоями тонкостенных пластин при электрохимико-механическом полировании. Скорость электрохимического растворения в растворе солей фосфорной кислоты vл1, vл2 на различных участках поверхности обратно пропорциональна значению межэлектродного зазора ?2, ?1 на этих участках, т.е. vл1 / vл2= ?2 / ?1 (рис. 6), что обеспечивает регулирование интенсивности электрохимического растворения различных по величине припусков Wmax и Wmin.

3

 

2

 

1

 

Рис. 6. Схема электрохимико-механического полирования:

1 – электролит; 2 – притир; 3 – пластина

Приведена методика определения режимных параметров электрохимико-механического полирования: скорости съемаvл при удалении приповерхностных структурно-дефектных слоев пластины, образованных при доводке, частоты вращения полировальника n, плотности технологического тока ia, продолжительности электрохимико-механического полирования ?э.

Показано, что предлагаемая схема финишного электрохимико-механического полирования тонкостенных пластин уменьшает параметр шероховатости поверхности сRa = 0,1 мкм до требуемого значения Ra = 0,08 мкм (рис. 7).

Рис. 7. Профилограмма поверхности пластины после

электрохимико-механического полирования

Даны рекомендации по выбору состава электролита и микропорошка, оказывающих влияние на качество финишной обработки пластин.

В пятой главе приведена методика проектирования предлагаемых финишных операций, на основании которой разработаны научно обоснованные практические рекомендации по выбору рациональных значений технологических режимов и условий, обеспечивающих эффективность обработки тонкостенных пластин абразивной доводкой в сочетании с электрохимико-механическим полированием. Разработаны принципы модернизации оборудования для реализации предлагаемой технологии, заключающиеся в управлении траекторией относительного движения пластин и притира с помощью регулируемого пневмо­дросселя и в обеспечении плавного перемещения притира станка путем применения масляного амортизатора. Модернизация осуществлена применительно к плоскодоводочному станку. Определена область практического применения исследуемого технологического процесса финишной обработки поверхностей деталей.

Результаты исследований внедрены на предприятиях г. Москвы ООО «Ринтор» и ООО «Сириус-2000» при финишной обработке тонкостенных пластин емкостных датчиков давления.

Достигнуты стабильное обеспечение технических требований и снижение уровня дефектности пластин.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложена технология финишной обработки тонкостенных пластин, состоящая из операций абразивной доводки и последующего электрохимико-механического полирования, обеспечивающая выполнение комплекса заданных технических требований.

2. Получены зависимости для расчета кинематических параметров при взаимодействии абразивных частиц с обрабатываемыми поверхностями пластин, позволяющие определить эффективное соотношение скоростей движения пластин и притира, которое составляет 0,6.

3. Получена зависимость для определения прогибов пластин после финишной обработки. Установлено, что значения прогибов не превышают 0,003 мм, это существенно меньше заданных значений отклонений формы и расположения поверхностей пластин.

4. Показано, что процесс абразивной доводки имеет низкотемпературный характер, позволяющий обеспечить заданные параметры качества пластин и исключить прижоги их поверхностей.

5. На основе метода планирования эксперимента получены эмпирические зависимости, устанавливающие взаимосвязь технологических факторов с шероховатостью поверхности и производительностью абразивной доводки, позволяющие назначать эффективные технологические режимы. Показано, что интенсивность съема металла и параметры шероховатости поверхности определяются в основном величиной внешнего давления на шлифовальный материал, которое изменяется в диапазоне 0,06…0,08 МПа, и скоростью доводки, находящейся в интервале 0,3…0,8 м/с в зависимости от состояния исходной поверхности.

6. Показано, что предлагаемая технология обработки дает возможность получить параметр шероховатости поверхности Ra = 0,1 мкм и увеличить производительность в 1,36…1,44 раза по сравнению с односторонней и двусторонней абразивной доводкой.

7. Получены зависимости, описывающие взаимодействие обрабатывающей среды с поверхностью тонкостенных пластин, позволяющие выбрать рациональные значения технологических режимов для электрохимико-механического полирования и получить параметр шероховатости поверхности Ra = 0,08 мкм.

8. Разработана методика определения технологических параметров абразивной доводки и электрохимико-механического полирования тонкостенных пластин, на основании которой даны научно обоснованные рекомендации по выбору рациональных значений технологических режимов и условий абразивной доводки и электрохимико-механического полирования.

9. Разработаны принципы модернизации оборудования для реализации предлагаемой технологии, заключающиеся в управлении траекторией относительного движения пластин и притира с помощью регулируемого пневмодросселя и в обеспечении плавного перемещения притира станка путем применения масляного амортизатора.

10. Внедрены результаты работы на предприятиях г. Москвы ООО «Ринтор» и ООО «Сириус-2000», что позволило обеспечить качество обработки пластин емкостных датчиков давления, увеличить ресурс работы пластин в 1,2…1,4 раза и получить экономический эффект 476 тыс. руб. в год.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Зинкин, С. В. Особенности определения динамических характеристик при абразивной доводке пластин датчиков давления / С. В. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. –  2008. – С. 217-223.

2. Зинкин, С. В. Определение режимных параметров абразивной доводки пластин чувствительных элементов датчиков давления / С. В. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2008. – С. 143-149.

3. Зинкин, С. В. Тепловые явления при доводке пластин чувствительных элементов емкостных датчиков давления / В. А. Скрябин, А. Г. Схирт­ладзе, Н. Я. Карасев, С. В. Зинкин // Ремонт. Восстановление. Модернизация. – 2009. - № 7. – С. 22-24.

4. Зинкин, С. В. Повышение качества поверхности при абразивной доводке пластин чувствительных элементов емкостных датчиков давления / В. А. Скрябин, А. Г. Схиртладзе, А. С. Репин, С. В. Зинкин // Ремонт. Восстановление. Модернизация. – 2009. - № 8. – С. 43-46.

Публикации в других изданиях

5. Зинкин, С. В. Особенности определения кинематических параметров финишной обработки чувствительных элементов емкостных датчиков давления / В. А. Скрябин, С. В. Зинкин // Математическое и компьютерное моделирование естественно-научных и социальных проблем : сб. ст. II Меж­дунар. науч.-техн. конф. – Пенза : Приволж. дом знаний, 2008. –

С. 156-158.

6. Зинкин, С. В. Определение скорости абразивной обработки плоских поверхностей / С. В. Зинкин // Математическое и компьютерное моделирование естественно-научных и социальных проблем : сб. ст. II Междунар.

науч.-техн. конф. – Пенза : Приволж. дом знаний, 2008. – С. 158-160.

7. Зинкин, С. В. Особенности электрохимико-механической очистки поверхности чувствительных элементов емкостных датчиков давления / В. А. Скрябин, С. В. Зинкин // Машиностроитель. – 2008. - № 11. – С. 46-47.

8. Зинкин, С. В. Повышение эффективности абразивной доводки пластин чувствительных элементов емкостных датчиков давления / В. А. Скря­бин, С. В. Зинкин // Машиностроитель. – 2008. - № 12. – С. 28-30.

9. Зинкин, С. В. Базовые операции изготовления и обработки поверхности чувствительных элементов емкостных датчиков давления / С. В. Зинкин // Машиностроитель. – 2009. - № 1. – С. 36-38.

10. Зинкин, С. В. Исследование прогибов тонкостенных пластин после финишной обработки / В. А. Скрябин, А. С. Репин, С. В. Зинкин // Машиностроитель. – 2011. - № 5. – С. 32-35.

11. Зинкин, С. В. Модернизация оборудования для абразивной доводки круглых тонкостенных пластин / В. А. Скрябин, А. Е. Зверовщиков, С. В. Зинкин // Материалы и технологии XXI века : сб. статей X Междунар. науч.-техн. конф. – Пенза : Приволж. дом знаний, 2012. – С. 44-48.

12. Зинкин, С. В. Исследование производительности процесса абразивной доводки круглых тонкостенных пластин / В. А. Скрябин, А. Е. Зве­ров­щиков, С. В. Зинкин // Материалы и технологии XXI века : сб. ст.

X Междунар. науч.-техн. конф. – Пенза : Приволж. дом знаний, 2012. – С. 57-61.

Научное издание

 

ЗИНКИН Сергей Владимирович

 

Обеспечение качества поверхностей тонкостенных пластин

путем абразивной доводки

и электрохимико-механического полирования

Специальности: 05.02.08 – Технология машиностроения;

05.02.07 – Технология и оборудование

механической и физико-технической обработки

 

Редактор Е. П. Мухина

Технический редактор Н. В. Иванова

Компьютерная верстка Н. В. Ивановой

Распоряжение № 15/2012 от 06.04.2012.

Подписано в печать 09.04.12. Формат 60x841/16.

Усл. печ. л. 0,93. Заказ № 308. Тираж 100.

_______________________________________________________

Издательство ПГУ.

440026, Пенза, Красная, 40.

Тел./факс: (8412) 56-47-33; e-mail: iic@pnzgu.ru

 
Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.