Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Повышение эффективности суперфиниширования путем рационального применения смазочно-охлаждающей жидкости

Диссертация: Повышение эффективности суперфиниширования путем рационального применения смазочно-охлаждающей жидкости
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработана математическая модельпроцесса абразивного диспергирования в присутствии СОЖ. Установлена усталостная природа разрушенияметалла при данном процессе. Диспергирование частицы, микрообъема металлапроисходит по достижению определенного числа воздействий (число циклов) шанего: абразивного’зерна. Число-циклов-. приводящее к разрушению, зависит от динамикипроцесса, поверхностных, и химических… Читать ещё >

Повышение эффективности суперфиниширования путем рационального применения смазочно-охлаждающей жидкости (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Влияние СОЖ на технологические показатели процессов финишной абразивной обработки
    • 1. 1. Перспективные направления исследований
    • 1. 2. Влияние среды на процессы разрушения и деформации твердых тел.'
    • 1. 3. Механизм диспергирования твердого тела
    • 1. 4. Выводы и постановка задачи исследований
  • Глава 2. Разработка математической модели процесса абразивного диспергирования материалов
    • 2. 1. Расчетные параметры процесса.'
    • 2. 2. Выводы
  • Глава 3. Методики исследований
    • 3. 1. Программа исследований.333.2. Методика проведения экспериментов при абразивном диспергировании металлов (суперфиниширование, хонингование)
    • 3. 3. Методики исследования’основных процессов, протекающих внконтакте «инструмент — деталь»
    • 3. 4. Методика исследования физико-химических свойств СОЖ
    • 3. 5. Методика исследования реологических характеристик систем СПД
    • 3. 6. Методика исследования влияния СОЖ на коэффициент трения абразивного зерна по металлу
    • 3. 7. Методика определения удельной поверхности продуктов абразивного диспергирования металла
    • 3. 8. Методика исследования кинетики седиментации продуктов диспергирования металла в смазочно-охлаждающих жидкостях
  • Глава 4. Результаты экспериментальных исследований
    • 4. 1. Физико-химические свойства смазочно-охлаждающих жидкостей
    • 4. 2. Влияние СОЖ на процессы, протекающие в контакте «инструмент — деталь»
    • 4. 3. Исследование реологических характеристик коллоидных систем СПД
    • 4. 4. Исследование влияния СОЖ на коэффициент трения абразива по металлу
    • 4. 5. Исследование влияния реологических свойств системы СПД' на интенсивность абразивного диспергирования. металла
    • 4. 6. Влияние свойств СОЖ на удельную энергию абразивного диспергирования металла
    • 4. 7. Влияние СОЖ на износ абразивного инструмента и качество обработанной поверхности
    • 4. 8. Выводы
  • Глава 5. Рациональное применение состава СОЖ при финишной абразивной обработки
    • 5. 1. Экспериментальная проверка математической модели процесса абразивного диспергирования металла
    • 5. 2. Рекомендации по рациональному применению СОЖ для процесса абразивного диспергирования металла
    • 5. 3. Выводы

Актуальность проблемы. Повышение объема производства машин и оборудования, улучшение их эксплуатационных характеристик связано с совершенствованием процессов финишной абразивной обработки: хонингова-ния, суперфиниширования, доводки.

Решение задач повышения эффективности финишных операций реали-зовывалось путем выбора рациональных режимов обработки и характеристик абразивного инструмента, подбора состава смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Вместе с тем сущность физико-химических процессов, протекающих в зоне контакта инструмента и детали, недостаточно изучена.

При описании механизма явлений в зоне обработки зачастую преобладает подход, базирующийся на представлениях механики контактного взаимодействия поверхностей при различных режимах трения. Вне поля зрения исследователей остаются физико-химические явления, сопровождающие образование новых поверхностей при диспергировании обрабатываемой детали абразивным инструментом.

В литературе по проблемам технологии финишной абразивной обработки недостаточно полно проводится физико-химический анализ процессов, протекающих на поверхностях обрабатываемой детали, инструмента, частицах диспергированного материала. В связи с вышеизложенным, необходимость рассмотрения процессов финишной абразивной обработки с позиций физико-химической механики материалов особенно актуально.

Цель работы. Повышение эффективности суперфиниширования путем рационального применения смазочно-охлаждающей жидкости.

Научная новизна. Основные научные положения диссертации получены с использованием нового методического подхода к исследованию технологии финишной абразивной обработки с позиций физико-химической механики материалов.

Показано влияние физико-химических свойств СОЖ (краевой угол смачивания, поверхностное натяжение, энергия адгезии) на интенсивность абразивного диспергирования металлов, качество обработанной поверхности и ее эксплуатационные характеристики, в основе механизма которой лежит эффект (Ребиндера) адсорбционного облегчения деформации и разрушения твердого тела в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Разработана математическая модель процесса абразивного диспергирования, которая позволяет оценивать качество СОЖ на стадии их разработки.

Установлено, что интенсивность абразивного диспергирования металла и качество обработанных поверхностей повышается за счет применения водных СОЖ, в состав которых наряду с ПАВ введены стабилизаторы и диспер-гаторы продуктов разрушения металла и инструмента.

Практическая ценность и реализация результатов работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований предложено новое технологическое направление рационального применения состава СОЖ для процессов суперфиниширования, включающая определение физико-химических показателей СОЖ с оценкой их качества по эксплуатационным характеристикам. Указанная разработка внедрена на ОАО «Волжский завод металлоконструкций» с ожидаемым экономическим эффектом 84 тыс. руб.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Всероссийских и международных конференциях «Российская школа по проблемам науки и технологий) (г. Миасс, 2005 — 06), «Абразивное производство (г. Челябинск, 2005), «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2005), «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (г. Волжский, 2005 — 06).

Работа в полном объеме была представлена на расширенном заседании кафедры «Технологии производства и обработки материалов» (Волжский институт строительства и технологий) и рекомендована к защите.

Публикации. По диссертации опубликовано 8 печатных работ, 2 из которых в центральных изданиях, включенных в перечень периодических изданий ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложения и списка литературы (129 наименований). Объем диссертации 112 страниц машинописного текста, содержит 33 рисунков и 8 таблиц.

5.3. Выводы.

1. Предложенная математическая модель удовлетворительно описывает процесс абразивного диспергирования металла.

2. Использование данной модели позволило определить пути интенсификации процесса абразивного диспергирования металла, повышения качества обработки, а также позволило более полно объяснить результаты исследований других авторов с точки зрения механизма действия СОЖ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. В основе механизма1 действия смазочно-охлаждакяцей жидкости при абразивномдиспергировании металлов* шлифовальными брускамилежит, эффект, адсорбционного-облегчениящеформациши:разрушения-твердого тела в присутствии IIAB (эффект Ребиндера).

Показана специфичность адсорбционного эффекта облегчения разрушения твердого тела при" действии ПАВ, определяемая — совокупностью физико-химических' факторов: химическим составом СОЖ и-металла, условиями• деформации: ,.

2. Установлено? влияние* СОЖ надинамику", процесса абразивного дисг пергирования металла (условия деформации*- и разрушения— твердого? тела), которое выражаетсяв? измененииреологических? характеристик коллоидной системы «СОЖ + продукты диспергарования>> в^контакте «брусок — деталь». Дляданного видаабразивного диспергированияметалла— реологические свойства коллоидной^ системы в контакте «брусок^— деталь» является' определяющимусловием для. реализации1 эффекта адсорбционного облегчения деформации и разрушения.

3. Показано влияние физико-химических свойств СОЖ (краевой угол смачивания-, поверхностное натяжение, энергия? адгезии) — на интенсивность абразивного диспергированияметаллов, качество — обработаннойповерхности и ее эксплуатационные характеристики.

4. Разработана математическая модельпроцесса абразивного диспергирования в присутствии СОЖ. Установлена усталостная природа разрушенияметалла при данном процессе. Диспергирование частицы, микрообъема металлапроисходит по достижению определенного числа воздействий (число циклов) шанего: абразивного’зерна. Число-циклов-. приводящее к разрушению, зависит от динамикипроцесса, поверхностных, и химических свойств среды.

Использование математической модели: процесса7 абразивного' диспергирования металла позволяет оценивать качество СОЖ на стадии их разработки.

5. Разработана установка и методика для оценки смазочных свойств СОЖ в условиях граничного трения: абразивного зерна по металлу. Показано влияние физико-химических свойств среды на динамику граничного трения и характер? контактных, взаимодействий: абразивного зерна и металла, притрении-. ;

6. Установлено, что интенсивность абразивного-диспергирования металла и качество обработанных поверхностей? повышается за счет применения водных СОЖ, в состав которых наряду с ПАВ введены стабилизаторы и диспергаторы продуктов — разрушения, металла, и-: инструментана — ВМС (например ?КМЦ). Разработаны^ требования, предъявляемые к СОЖ для абразивного диспергирования металла шлифовальными брусками.

1.. Влияние СОЖ на износ шлифовальных брусков на> керамической: связке выражается в. адсорбционномпонижении их прочности (твердости). Износ алмазных брусков обусловлен их адгезионным-взаимодействием' с обрабатываемым металлом. Действие СОЖ на износ сводится к изменениютрения абразива по металлу.

8. На основе теоретических и экспериментальных исследований предложено новое технологическое направление рационального применения состава СОЖ для процесса суперфиниширования, включающая определение физико-химических показателей СОЖ с оценкой их качества по эксплуатационным характеристикам. Указанная разработка внедрена на ОАО «Волжский: завод металлоконструкций» с ожидаемым экономическим эффектом 84 тыс. руб;

Показать весь текст

Список литературы

  1. Абразивная и алмазная обработка материалов: справочник / Под ред. А. Н. Резникова. — М.: Машиностроение, 1977. 391 с.
  2. , Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. М.: Наука, 1976. -269 с.
  3. , И. В. Исследование влияния смазочно-охлаждающих жидкостей, на коэффициент трения абразива по металлу / О. В. Душко, В. М. Шумячер, И. В. Башкирцева // Технология машиностроения. — 2005. — № 12. -С. 39−41.
  4. , И. В. Математическая модель процесса абразивного диспергирования металла / О: В. Душко, В. М. Шумячер, И. В. Башкирцева // Технология машиностроения. 2005. — № 12. — С. 46 — 50.
  5. , Е. Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов : справочник / Е. Г. Бердичесвский. — М.: Машиностроение, 1984. 224 с.
  6. , В. Ф. Эффективность применения твердых смазочных композиций"при обработке лопаток ГТД / В. Ф. Безъязычный", А--В. Лобанов, Ю. А. Рудин // Вестник машиностроения. 1994. — № 3: — С. 32 — 34. I
  7. , Ш. М. Абразивно-жидкостная обработка металлов / Ш. М. Билик. М.: Машгиз, 1960. — 198 с.
  8. , Н. И. Оптимизация и особенности процессов абразивной доводки / Н. И. Богомолов // Теория и практика алмазной и абразивной обработки деталей приборов и машин: тез. докл. Всесоюз. конф. МВТУ им. Н. Э. Бауманна. М., 1973. — С. 13 — 19.
  9. , Г. В. Трибология процесса шлифования / Г. В. Бокучава. — Тбилиси: Сабгота сакартбело, 1984. 238 с.
  10. , Ф. Трение и смазка / Ф. Боуден, Д. Тейбор. М.: Машгиз, 1960.- 152 с.
  11. , Е. М. Ресурсосберегающее применение смазочно-охлаждающих жидкостей при металлообработке / Е. М. Булыжев, JT. В. Ху-добин. — М.: Машиностроение, 2004. 352 с.
  12. , Б. Н. Физика твердого тела / Б. Н. Бушманов, Ю. А. Хромов. -М.: Высшая школа, 1971. — 224 с.
  13. , С. А. Резание металлов. Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании / С. А. Васин, А. С. Верещака, В. С. Кушнер. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. — 448 с.
  14. , А. С. Анализ проблемы экологически безопасного резания / А. С. Верещака // Конструкторско-технологическая информатика: труды IV Междун. конгресса. М.: МГТУ «Станкин», 2000. — Т. 1. — С. 112 -115.
  15. , Г. В. Механизм противоизносного и антифрикционного действия смазочных средств при тяжелых режимах граничного трения / Г. В. Виноградов, Ю. А. Подольский // Природа трения твердых тел. Минск: Наука и техника, 1971. — С. 210 — 213.
  16. , М. П. Исследование влияния физико-химических свойств СОЖ на качество и динамику процесса шлифования / М. П. Волков, В. М. Шумячер // Абразивы. 1977. — № 4. — С. 1 — 3.
  17. Выбор обрабатывающих сред при полировании деталей уплотненным абразивом / В. А. Скрябин и др. // Машиностроитель. 1998. — № 35. -С. 22−23.
  18. , В. А. Повышение эффективности и качества обработки материалов резанием путем управления смазочным действием СОТС : дис.. д-ра техн. наук / В. А. Годлевский. — Иваново: ИвГУ, 1995. 556 с.
  19. , Н. Б. Контактирование шероховатых поверхностей / Н. Б. Демкин. М.: Наука, 1970. — 227 с.
  20. , Б. В. Адгезия твердых тел / Б. В. Дерягин, Н. А. Кротова, В. П. Смилга. М.: Наука, 1973. — 279 с.
  21. Доводка прецизионных деталей машин / П. Н. Орлов и др. — под ред. Г. М. Ипполитова. М.: Машиностроение, 1978. — 256 с.
  22. , В. В. Научные основы техники подачи СОЖ при шлифовании. Саратов: изд-во Саратовского гос. ун-та, 1985. — 140 с.
  23. , Е. П. Эффективное внедрение СОЖ в металлообрабатывающих производствах / Е. П. Ещенко // Мир техники и технологии. — 2003. -№ Ю.-С. 64−65.
  24. , А. А. Применение водных СОЖ при суперфинишировании деталей подшипников / А. А. Жулев, Б. И. Коротков, М. П. Волков // Станки и инструменты. 1980. — № 9. — С. 29 — 30.
  25. , Ю. И. Пожароопасные СОЖ / Ю. И. Иванов // Машиностроитель. 1972. — № 2. — С. 32.
  26. , В. В. Структурообразование в дисперсных системах / В. В. Измайлова, П. А. Ребиндер. М.: Наука, 1974. — 268 с.
  27. , Н. Ф. Эффективность действия различных поверхностно-активных веществ на процесс абразивной доводки / Н. Ф. Карпов, P. HI Ошер, И. Ф. Молохов // Станюъи инструмент. 1984. — № 12. — С. 32.
  28. , В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов / В. Н: Кащеев. М.: Машиностроение, 1978. — 213 с. ^
  29. Е.С. Технологическая эффективность современных СОЖ для лезвийной обработки / Е. С. Киселев, А. Н. Унянин, С. 3. Курзанова // СТИН.- 1995.-№ 11.-С. 22−25.
  30. Концентрат синтетической смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов / А. В. Радушев и др. // Химия и технология топлив и масел. 1997. — № 4. — С. 14−15.
  31. , С. Н- Производительность процесса шлифования стальныхрдеталей / С. Н. Корчак. — М.: Машиностроение, 1974. — 280 с. j *
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!