Краснодар, Краснодарский край, Россия
Краснодар, Краснодарский край, Россия
Краснодар, Краснодарский край, Россия
ГРНТИ 55.01 Общие вопросы машиностроения
ГРНТИ 55.13 Технология машиностроения
Представлены результаты многолетних ис-следований и разработки путей совершенствования рабочих органов станков на базе винтовых роторов для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей машин методами начертательной геометрии. Предложена типовая схема станка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей машин на базе винтовых роторов. Представлены образцы винтовых роторов с различной конфигурацией внутренней поверхности, выполненные в программе Компас-ЗD, и формулы для определения скорости перемещения масс загрузки в рабочем органе станка.
отделочно-зачистная обработка, упрочняющая обработка, амплитуда, частота, колебания, винтовые линии
Известны технологии и станки на базе винтовых роторов для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей, обеспечивающие придание обрабатываемым деталям и частицам рабочих сред (масс загрузки) движения с амплитудой от 10 до 1000 мм и выше [1-4]. Анализ этих технологий и технических средств для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей показал, что перспективным направлением в совершенствовании технических средств для реализации таких технологий следует считать комбинированный процесс обработки с использованием колебаний с большой амплитудой и малой частотой, создаваемых при движении масс загрузки во вращающемся винтовом роторе, и дополнительных движений обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред с большой частотой и малой амплитудой, образующихся при встрече масс загрузки с внутренней винтовой поверхностью рабочих органов. При этом движения частиц масс загрузки с большой частотой и малой амплитудой накладываются на движения частиц масс загрузки, совершаемые с большой амплитудой и малой частотой. Такие технологии названы нами комплексными технологиями [5-8].
Методы и пути совершенствования рабочих органов станков на базе винтовых роторов
Основным признаком, отражающим сущность рабочего процесса в винтовых роторах, является наличие по наружному периметру направленных в сторону выгрузки плавных винтовых линий и по внутреннему периметру - плавных винтовых канавок различной конфигурации [9; 10]. Варьируя эти параметры, можно влиять на колебательный процесс массы загрузки, т.е. изменять сложное пространственное движение, уменьшая или увеличивая при этом транспортный или технологический эффект. Нами разработана типовая схема станка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей на базе таких конструкций винтовых роторов (рис. 1).
В предлагаемом станке на движения частиц масс загрузки с большой амплитудой и малой частотой, создаваемые вращающимся винтовым ротором 4, накладываются движения частиц масс загрузки с малой амплитудой и большой частотой их соударений, образующиеся при отражении потоков масс загрузки противоположными внутренними стенками различной конфигурации винтового ротора. Таким образом, частицы рабочих сред и обрабатываемые детали взаимодействуют друг с другом и со стенками винтового ротора, что повышает интенсивность обработки и расширяет технологические возможности.
На рис. 2 представлены поперечные сечения и наглядные изображения винтовых роторов, которые мы рекомендуем для обработки деталей машин малой жесткости, выполненные в программе Компас-3D.
Результаты экспериментальных исследований показали, что скорость перемещения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред от загрузки к выгрузке в таких винтовых роторах может быть определена зависимостью в виде полинома:
где Ао – поправочный коэффициент, зависящий от KV, m1, m2; В1,В2,В3,В4 – коэффициенты, характеризующие конструктивные особенности винтовых роторов; m1 – масса обрабатываемых деталей; m2 – масса частиц рабочих сред; KV - коэффициент заполнения внутренней полости винтового ротора, KV = Vm/ Vр.с; Vm – объем масс деталей и частиц рабочих сред, загруженных во внутреннюю полость винтового ротора; Vр.с – объем внутренней полости винтового ротора; w – угловая скорость вращения винтового ротора.
Станок снабжен сменными винтовыми роторами с различными конструктивными особенностями, т.е. различной формы (рис. 2).
Заключение
В результате проведенных исследований:
- представлены совершенствованные рабочие органы станков для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей, выполненные в программе Компас-3D;
– предложена формула для определения скорости перемещения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред в винтовых роторах от загрузки к выгрузке;
– представлены поперечные сечения и наглядные изображения винтовых роторов, рекомендуемые для обработки деталей машин малой жесткости, выполненные в программе Компас-3D.
В зависимости от жесткости обрабатываемых деталей рекомендуется рабочий орган станка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей машин выполнять:
1) для деталей большой жесткости - с поперечным сечением треугольной или многогранной формы (рис. 2в, д);
2) для деталей малой жесткости - с поперечным сечением вогнутой, волнообразной или полукруглой формы (рис. 2а, б, г).
1. Серга, Г.В. Внедрение идеологии Л.Н. Кошкина в виброупрочняющие технологии на примере винтовых роторов / Г.В. Серга, В.А. Лебедев // Вестник РГТУ им. П.А. Соловьева. - Рыбинск, 2017. - № 2 (41). - С. 126-132.
2. Lebedev, V.А. Increase of efficiency of finishing-cleaning and hardening processing of details based on rotor-screw technological systems / V.А. Lebedev, G.V. Serga, А.V. Khandozhko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
3. Серга, Г.В. Оборудование на базе винтовых роторов в машиностроении / Г.В. Серга, Э.А. Хвостик // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2018. - № 3 (64). - С. 4-9.
4. Серга, Г.В. Исследование возможности применения низкочастотных колебаний с большой амплитудой для сепарации сыпучих сред / Г.В. Серга, Э.А. Хвостик, М.Э. Делок // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк, 2018. - № 1 (60). - С. 62-67.
5. Серга, Г.В. Оборудование для мойки сыпучих материалов и абразивных сред с амплитудой движения свыше 500 мм / Г.В. Серга, Э.А. Хвостик, Н.Н. Кузнецова, И.И. Табачук // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2018. - № 2 (63). - С. 38-43.
6. Пат. 2228252 Российская Федерация, МПК B 24 В 31/06. Устройство для вибрационной обработки длинномерных деталей / А.П. Бабичев, И.А. Бабичев, Г.В. Серга; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. - № 2002135225/02; заявл. 25.12.02; опубл. 10.05.04, Бюл. № 13.
7. Пат. 2228252 Российская Федерация, МПК B 24 В 31/06. Устройство для абразивной обработки деталей / Г.В. Серга, Л.Н. Луговая, И.И. Табачук; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. - № 121168/02; заявл. 22.10.96; опубл. 20.06.98, Бюл. № 17.
8. А.с. 1433774 Российская Федерация, МПК B 24 В 31/02. Устройство для галтовки / Г.В. Серга; Армавирский государственный педагогический институт. - № 4234030; заявл. 08.03.87; опубл. 30.10.88, Бюл. № 40.
9. Пат. 2613268 Российская Федерация, МПК В24В 31/02, В24В 31/06. Установка для отделочно-упрочняющей обработки / Г.В. Серга, А.Ю. Забугин, М.С. Серга; Кубанский государственный аграрный университет. - № 2015147829; заявл. 06.11.15; опубл. 15.03.17, Бюл. № 8.
10. Пат. 2591934 Российская Федерация, МПК В24В 31/02, В24В 31/073. Устройство для отделочно-упрочняющей обработки / Г.В. Серга, А.Н. Иванов, М.С. Серга; Кубанский государственный аграрный университет. - № 2015116055; заявл. 27.04.15; опубл. 20.07.16, Бюл. № 20.
