Search academic texts

Registration Number

0824U000270, PhD dissertation

Title

Technological assurance of the accuracy of grinding parts due to the management of the thermal regime of technological fluids.

Author

Larisa P. Ivanova,

popup.head Mykhailo S. Stepanov
popup.opponent Volodymyr V. Kalchenko
popup.opponent Fedor V. Novikov
popup.review Gennadii L. Khavin
popup.review Ivan N. Pyzhov

Status

Доктор філософії, 131, Прикладна механіка

Date

22-02-2024

Description

Дисертацію виконано на кафедрі «Технологія машинобудування і металорізальні верстати» Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України. У роботі представлені результати аналітичних і експериментальних досліджень і рекомендації щодо підвищення точності оброблюваних деталей і ефективності шліфування за рахунок зменшення деформацій, викликаних тепловою дією технологічних рідин. Об’єктом дослідження є технологічний процес механічної обробки на круглошліфувальних верстатах із застосуванням технологічних рідин. Предметом дослідження є закономірності, що проявляються при формуванні технологічного процесу обробки на круглошліфувальних верстатах із застосуванням технологічних рідин. Дисертація присвячена розв’язанню актуальної для технології машинобудування науково-практичної задачі – розробці наукових і методичних засобів технологічного забезпечення точності обробки шліфуванням за рахунок керування тепловим технологічних рідин. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що на основі аналізу теплових процесів у шліфувальних верстатах вперше сформульовані структура і принципи проектування підсистем застосування технологічних рідин, що дозволяють зменшити вплив технологічних рідин на теплові деформації верстатів і підвищити точність обробки шліфуванням та базуються на: – розробці ряду принципово нових рішень, спрямованих на забезпечення точності обробки шліфуванням за рахунок керування тепловим режимом технологічних рідин та визначенні механізму впливу теплового стану МОР на зміну параметрів деталей і вузлів верстатів; – встановленні взаємовпливу робочих рідин інших систем верстату та їх ролі у виникненні теплових деформацій шпиндельного вузла; – у подальшому розвитку і удосконаленню математичної моделі системи застосування МОР шліфувального верстата, що дає можливість визначити температуру у всіх контрольних точках системи при її безперервній роботі і при роботі у циклічному режимі врізного шліфування; – у побудові вперше математичної моделі і розробці схеми шліфування з додатковими проміжними правками круга, що дозволяє знизити теплонасиченість круглошліфувальних верстатів за рахунок вибору раціональної схеми і кількості правок круга. Практичне значення отриманих результатів ставиться у розробці і впровадженні у виробництво: – методики і програмних засобів проектування і розрахунку підсистем застосування МОР шліфувальних верстатів при забезпеченні раціонального теплового режиму і зниження впливу теплових процесів у робочих рідинах на деформації верстата; – методики і програмних засобів призначення раціональних схем і кількості правок при шліфуванні з ДПП для зниження теплонасиченості процесу круглого шліфування; – конструкції пристрою для подачі МОР у зону різання, що забезпечує зменшення деформацій деталей шліфувального верстата, дозволяє зберегти функціональні властивості МОР і збільшити термін її використання за рахунок усунення контакту рідини із розжареними відходами шліфування; – програми автоматизованого розрахунку параметрів теплового режиму підсистеми застосування МОР круглошліфувального верстату, що дозволяє визначити температуру рідини на різних елементах системи її застосування і резервуарі МОР; – програми автоматизованого розрахунку параметрів шліфування з ДПП, яка дозволяє визначити його ефективну технологічну схему. Результати роботи впроваджені в промисловості та навчальному процесі. Методичною та теоретичною базою дослідження є положення технології машинобудування, теорії різання матеріалів, теорії ймовірності і математичної статистики, методичні розробки та наукові праці провідних вчених. У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, наведено наукову новизну та сформовано практичне значення одержаних результатів. В першому розділі проведено аналіз стану досліджень в області теплового впливу робочих рідин шліфувальних верстатів на точність обробки деталей. Визначені основні напрями досліджень в області стабілізації теплового режиму МОР. У другому розділі розглянуто теоретичні передумови моделювання температурних деформацій в елементах круглошліфувального верстата. Створено математичну модель теплообміну у резервуарі МОР та встановлено зв’язок температури у резервуарі з кількістю теплоти, що виділяється у зоні різання, та об’ємом охолоджуючої рідини. В третьому розділі розроблено основні напрямки, поставлені задачі експериментальних і розрахунково-аналітичних досліджень, призначене устаткування, засоби вимірювання і програмне забезпечення для проведення експериментів. В розділі 4 на основі розробки 3D-моделі та імітаційної моделі шліфувальної бабки шліфувального верстату виконане дослідження її статичного і динамічного теплового стану і встановлено його вплив на теплові деформації шпинделя. В розділі 5 розроблено пристрій подачі МОР у зону різання, що передбачає ізоляцію контакту МОР з поверхнями елементів верстату і досліджено теплові процеси у зоні різання при його використанні.