Розрахунок параметрів та розробка елементів вібраційного обладнання фінішної обробки вільними абразивами
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2024-282-2-22-29Ключові слова:
фінішна обробка, абразивний інструмент, резервуар, амплітуда коливань, частота коливань, поліетилентерефталатАнотація
У статті представлено розрахунок та обґрунтування основних параметрів обладнання фінішної обробки, що застосовується на різних підприємствах промисловості. Обґрунтовано застосування обладнання без жорсткого кінематичного зв'язку інструменту та оброблюваних деталей на етапі оздоблювально-зачистних операцій. На основі аналізу методів обробки вільним абразивним інструментом як найбільш ефективний обраний метод обробки деталей у вібруючих резервуарах. Обраний метод дозволяє проводити очищення, видалення задирок, заокруглення гострих кромок та зниження шорсткості поверхні. Основною конкурентною перевагою обробки вільним абразивним інструментом у вібруючих резервуарах є можливість реалізувати одночасну обробку великої кількості деталей при досягненні необхідних показників якості поверхні. На основі аналізу характеристик та габаритних розмірів оброблюваних деталей, обробляючого інструменту та резервуару представлений класифікатор деталей. Розраховано внутрішні розміри резервуару вібраційного обладнання фінішної обробки. Здійснено розрахунок робочих режимів обладнання з вибором амплітуди, частоти та сили коливань створюваних віброзбудником. У процесі синтезу резервуара як основного елемента вібраційного обладнання обґрунтовано застосування поліефірних матеріалів як аналога. Застосування поліефірних матеріалів, а саме поліетилентерефталата (PET пластику) дозволяє скоротити трудомісткість, підвищити економічну ефективність виробництва та забезпечити виконання екологічних норм як у процесі виробництва, так і за подальшої переробки. Для перевірки характеристик міцності резервуара виготовленого з PET пластику моделювання проводилося в спеціально розробленому режимі, при якому амплітуда, частота і сила коливань перевищували аналогічні максимальні показники робочих режимів на 70%. На основі даних, отриманих в результаті моделювання проведено порівняльний аналіз характеристик міцності резервуарів спеціалізованого технологічного обладнання виготовлених зі сталі 3 і поліетилентерефталату (PET пластик). Встановлено можливість і доцільність застосування PET пластику як матеріала-аналога для виготовлення резервуару при забезпеченні необхідних характеристик міцності.
Посилання
1. Lee, C., Jwo, J., Hsieh, H., Lin, C. An intelligent system for grinding wheel condition monitoring based on machining sound and deep learning. IEEE Access, 2020. Vol. 8, 58279-58289.https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2982800
2. Aurich, J., Herzenstiel, P., Sudermann, H., Magg N. High-performance dry grinding using a grinding wheel with a defined grain pattern. CIRP Annals, 2008.Vol. 57, Issue 1, 357-362. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2008.03.093
3. Do Duc, Trung and Nguyen, Nhu -Tung and Tien, Dung Hoang and Dang, Ha Le, A Research on Multi-Objective Optimization of the Grinding Process Using Segmented Grinding Wheel by Taguchi-Dear Method (January 29, 2021). EUREKA: Physics and Engineering, (1), 67-77, 2021, https://doi.10.21303/2461-4262.2021.001612
4. Fritz Klocke, Sebastian Barth, Patrick Mattfeld, High Performance Grinding, Procedia CIRP, Vol. 46, 2016, P. 266-271, ISSN 2212-8271, https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.04.067
5. Xin Fang, Caibin Wu, Ningning Liao, Chengfang Yuan, Bin Xie, Jiaqi Tong, The first attempt of applying ceramic balls in industrial tumbling mill: A case study, Minerals Engineering, Vol. 180, 2022, 107504, ISSN 0892-6875, https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107504
6. Iwasaki, T., Yamanouchi, H. Ball-impact energy analysis of wet tumbling mill using a modified discrete element method considering the velocity dependence of friction coefficient. Chemical Engineering Research and Design, 2020. Vol. 163, 241-247. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2020.09.005
7. Tshimanga, N., Combrink, G., Kalenga, M. () Surface morphology characterization of grade 304L stainless steel after abrasive blasting. Materials Today: Proceedings, 2021. Vol. 38, Part 2, 544-548, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.397
8. Jerman, V., Zeleňák, M., Lebar, F., Foldyna, V., Foldyna, J., Valentinčič, J. Observation of cryogenically cooled ice particles inside the high-speed water jet. Journal of Materials Processing Technology, 2021. Vol. 289, https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2020.116947
9. Miturska-Barańska, I., Rudawska, A., Doluk, E. The influence of sandblasting process parameters of aerospace aluminium alloy sheets on adhesive joints strength. Materials (Basel). 2021 Nov 3;14(21): 6626. https://doi: 10.3390/ma14216626
10. Rudniev, Y., Romanchenko, J., Romanchenko, O. Study of Impact Phenomenon in Mechatronic Systems. Proceedings of the 2022 IEEE 4th International Conference on Modern Electrical and Energy System. 2022. https://doi:10.1109/MEES58014.2022.10005748
11. Mitsyk A. Multi-energy technologies and modular equipment in the practice of finishing and cleaning vibration treatment of parts with free abrasive mediimVisnyk of Volodymyr Dahl East Ukrainian National University 5 (222), 2015. 64-72
12. Shumakova, T., Nikolaenko, A. Increasing the productivity of technological processes of vibration processing of "ball bung" parts. Visnyk of Volodymyr Dahl East Ukrainian National University 2021. 1 (265), 201-213. https://doi.org/10.33216/1998-7927-2021-265-1-201-213
13. Kundrák, J., Mitsyk, A., Fedorovich, A., Morgan, M., Markopoulos A. The use of the kinetic theory of gases to simulate the physical situations on the surface of autonomously moving parts during mlti-energy vibration processing. Materials (Basel). 2019 Sep 20;12(19):3054. https://doi: 10.3390/ma12193054
14. Romanchenko, O. Principles of design of specialized technological equipment. Diagnostyka 23(1), 2022. 109 https://doi.org/10.29354/diag/146784
