Совершенствование технологии зачистной обработки деталей из термопластов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат технических наук Мусаев, Руслан Шабанович

• Мусаев, Руслан Шабанович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мусаев, Руслан Шабанович

Основные условные обозначения, принятые в работе.

Введение.

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований.

1.1 Особенности строения термопластов.

1.2 Условия образования и методы удаления облоя на деталях из термопластов.

1.3 Хладагенты и существующие системы охлаждения.

1.4 Определение условий удаления облоя.

1.5 Выводы, цель и задачи исследования.

2. Исследование условий перехода термопластов в хрупкое состояние.

2.1 Расчет температуры охрупчивания.

2.2 Устройство для экспериментального определения температуры охрупчивания термопластов.

2.3 Методика и результаты экспериментального исследования.

Выводы.

3. Исследование процесса охлаждения деталей из термопластов.

3.1 Моделирование температурных полей в деталях из термопластов при низкотемпературном охлаждении.

3.2 Проверка адекватности расчета температурных полей.

3.3 Определение необходимого времени охлаждения деталей из термопластов.

Выводы.

4. Моделирование силового воздействия наполнителя на облой при обработке.ВО

4.1 Определение усилий необходимых для качественного удаления облоя.

4.2 Моделирование вибрационного станка и рабочей загрузки.

4.3 Исследование влияния технологических параметров вибрационной обработки на силовое воздействие.

Выводы.

5. Технология и оборудование для удаления облоя на деталях из термопластов.

5.1 Установка для удаления облоя с деталей из термопластов с использованием низкотемпературного охлаждения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии зачистной обработки деталей из термопластов»

В настоящее время в машиностроении и других отраслях промышленности широко применяются термопласты, благодаря таким ценным свойствам как эластичность, прочность, легкость и т.д. При получении деталей из термопластов в различных формах по линии их разъема может образоваться облой, который в большинстве случаев является исправимым браком и подлежит удалению.

Зачистной обработке по удалению облоя подвергается 85-95% выпускаемых деталей из термопластов. В некоторых случаях затраты на эту обработку, из-за эластичности этих материалов, могут достигать 70% общих затрат на изготовление деталей.

Наибольшее распространение для удаления облоя получили механические методы, которые заключаются в ручном срезании его лезвийным инструментом, использовании универсальных и специальных станков, а также применении оборудования для объемной обработки.

Одним из эффективных методов механизированного удаления облоя является механическое воздействие на него наполнителем в рабочих камерах станков для объемной обработки (галтовочных, центробежно-ротационных, центробежно-планетарных, вибрационных), которые используются в сочетании с предварительным охлаждением деталей до хрупкого состояния облоя. Перед обработкой в галтовочных барабанах охлаждение наполнителя и деталей осуществляется в отдельных камерах, что вызывает значительный перерасход хладагента. Центробежно-ротационная и центробежно-планетарная обработка характеризуются высокой производительностью, обусловленной значительными усилиями механического воздействия на облой, однако это может привести к повреждениям тонких стенок детали, а также появлению микротрещин, которые в дальнейшем могут стать очагом разрушения. Вибрационная обработка имеет более низкую производительность, но позволяет исключить разрушение тонких стенок деталей в процессе обработки.

Широкое использование этого метода затруднено отсутствием достоверной информации о значениях температур, до которых следует охлаждать детали, чтобы облой стал хрупким, необходимого для этого времени, а также о назначении технологических режимов обработки для его качественного удаления. В связи с этим, для каждого конкретного случая (материала детали, формы и размеров облоя и др.) эти параметры определяются экспериментально, что значительно повышает затраты на обработку. Поэтому тема диссертационной работы, направленная на создание методик расчетного определения условий и технологических режимов обработки, обеспечивающих повышение эффективности механизированного удаления облоя на деталях из термопластов, является актуальной.

В связи с изложенным, целью настоящей работы является: повышение эффективности удаления облоя на основе установления взаимосвязей между технологическими параметрами обработки и характеристиками деталей из термопластов при низкотемпературном охлаждении.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлена взаимосвязь между молекулярным строением различных термопластов и температурой охлаждения, при которой обеспечивается их хрупкое разрушение.

2. Выявлены условия, необходимые для качественного удаления облоя на деталях из термопластов и предложены зависимости для определения требуемых усилий.

3. На основе компьютерного моделирования вибрационного станка и рабочей загрузки получена зависимость, позволяющая определять режимы обработки деталей из термопластов.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработаны научно обоснованные методики определения технологических режимов и условий удаления облоя на деталях из термопластов при вибрационной обработке.

2. Предложены рекомендации по модернизации технологического оборудования для удаления облоя на деталях из термопластов при низкотемпературном охлаждении и разработаны необходимые средства технологического обеспечения.

Работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 92 наименования и приложений, содержит 113 страниц основного текста, 49 рисунков и 7 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Технология машиностроения», Мусаев, Руслан Шабанович

Выводы по работе

1. На основе физикохимии полимеров установлено, что термопласты становятся хрупкими, когда в их аморфной фазе затухают независимые колебания статистических сегментов Куна и определены необходимые для этого температуры охлаждения.

2. На основе компьютерного моделирования температурных полей разработана методика, позволяющая определять необходимое время охлаждения деталей из термопластов.

3. Определены условия, необходимые для качественного удаления облоя на деталях из термопластов и получены зависимости для расчета требуемых усилий.

4. Разработана компьютерная модель вибрационного станка и рабочей загрузки, на основании которой получено выражение для определения усилий, действующих на облой, в зависимости от амплитуды и частоты ее колебаний, массы обрабатываемых деталей и массы наполнителя.

5. Разработаны научно обоснованные практические рекомендации по выбору условий охлаждения, наполнителя и режимов вибрационной обработки, позволяющих повысить эффективность удаления облоя на деталях из термопластов.

6. Результаты исследований внедрены на ОАО "Пензадизельмаш" и переданы для использования на ОАО "Пензмаш". Применение механизированного удаления облоя позволило сократить время обработки деталей из термопластов, изготавливаемых ОАО "Пензадизельмаш" на 30 -45%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мусаев, Руслан Шабанович, 2009 год

1. Алямовский A.A. SolidWorks/CosmosWorks 2006-2007 инженерный анализ методом конечных элементов. М.: ДМК, 2007 - 784 с.

2. Андрианов К.А. Синтез и модификация полимеров. — М.: Химия, 1976-248 с.

3. A.C. 322272 СССР, МКл В29С 17/12. Галтовочный барабан для удаления грата с пластмассовых изделий/ Н.Д. Молев, А.Г. Гаранин, В.Т. Алексанов, С.В, Романов (СССР) №1266126/23-5. Заявл12.08.68; опубл 30.11.71. Бюл. №36-2с.

4. Бабичев А.П. Состояние и перспективы развития отделочно — зачистных методов обработки // Интенсификация и автоматизация отделочно — зачистной обработки деталей машин и приборов: Тез. докл. научно — технической конференции. Ростов-на-Дону, 1988 - с.3-5.

5. Бабичев А.П Технологичекое применение колебаний. или вибрационные технологии. -Ростов н/Д.: Вестник ДГТУ, 2005. Т.5. №3(25) http://www.dstu.edu.ru/vestnik.

6. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров. М.: Химия 1984-279 с.

7. Бартенев Г.М., Френкель С.Я. Физика полимеров. Под ред. д.ф-м.н A.M. Ельшевича. Л.: Химия, 1990- 432с.

8. Барштейн P.C., Кириллович В.И. Пластификаторы для полимеров. — М.: Химия 1982-200с.

9. Берштейн В. А., Егоров В.М. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров. Ленинград, Химия, 1990- 256с.

10. Басов Н.И. Расчет и конструирование оборудования для производства и переработки полимерных материалов. — М.: Химия, 1986 — 487 с.

11. Бобров Ю.Л., Овчаренко Е.Г., Шойхет Б.М. и др. Теплоизоляционные материалы и конструкции. М.: ИНФРА-М, 2003-268 с.

12. Бобровников Г. А., Житник Н.И. Совершенствование технологических процессов механической обработки полимеров и эластомеров с применением холода.- Киев.: Знание, 1976 —237 с.

13. Богданов С.Н. Холодильная техника: св-ва веществ. Справочник/ 3-у издание доп. и пер. М.: Агропромиздат 1985 - 208 с.

14. Болынев Л.Н. Таблицы математической статистики. Болыпев Л.Н., Смирнов Н.М. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы , 1983 -416 с.

15. Брагинский В.А. Точное литье изделий из пластмасс. -Л.: Химия, 1977- 112 с.

16. Брацыхин Е.А., Шульгина Э.С. Технология пластических масс: Учебное пособие для техникумов. 3-е изд. перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982-328с.

17. Бреббия К., Телес Ж., Вроубел Л. Методы конечных элементов. Пер. с англ. к.ф-м.н. Корнейчука Л.Г., под ред. чл.-корр. АН СССР Григолюка Э.И. М.: Мир, 1987 -248 с.

18. Бюллер К. Тепло- и термостойкие полимеры. Пер. с нем. Н.В. Афанасьева, Г.М. Цетлина; под ред. Я.С. Выгодонского. —М.: Химия, 1984 — 1056 с.

19. Ваничев А.П. -«Изв. АН СССР», ОТН, 1946, № 12

20. Ветошкин А.Г. Защита литосферы от отходов. Пенза. 2005- 189с.

21. Вигли Д. А. Механические свойства материалов при низких темпертурах. М.: Мир, 1974 -343 с.

22. Видгоф Н.Б. Основы конструирования литьевых форм для термопластов.-М.: Машиностроение, 1979-264с.

23. Ван Кревелен Д. Свойства и химическое строение полимеров. Перевод с англ. к.х.н. Ходженова Ф.Ф., под ред. д.ф-м.н. Малкина. -М.: Химия , 1976-414 с.

24. Ван Флек Л. Теоретическое и прикладное материаловедение. М.: Атомиздат. 1975-325 с.

25. Вундерлих Б. Физика макромолекул: Кристаллическая структура, морфология, дефекты. Пер.с англ. д.ф-м.н. Годовского Ю.К. и к.х.н. Папкова B.C. М.: Мир, 1976 - 623 с.

26. Годовский Ю.К. Теплофизические свойства полимеров. — М.: Химия, 1976-216 с.

27. Говарикер В.Р. Полимеры. Под ред. Кабанова В.А. — М.: Наука, 1990- 395 с.

28. Гольдман А.Я. Прогнозирование деформационно-прочностных свойств полимерных и композиционных материалов. Л.: Химия, 1988-272с.

29. Грачев Ю. П. Математические методы планирования эксперимента-М.: ДеЛи принт, 2005-296 с.

30. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Физика цепных молекул. — М.: Знание, 1984- 64с.

31. Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. 4-е изд., пер. И доп. М.: Лабиринт, 1994- 367 с.

32. Дой М., Эдварде С. Динамическая теория полимеров. Пер с англ. К.ф-м.н. Мудрука В.И. и Попова В.Ф. под ред. Д.х.н. Кучанова С.И. М.: Мир, 1998 -440 с.

33. Житник Н.И., Штучный Б.П. Справочник по переработке пластмасс. К.: Техника, 1988 - 160 с.

34. Зенкевич О. Метод конечных элементов. Пер. с англ. под ред. Победри Б.Е. М.: Мир 1976-438 с.

35. Интенсификация процесса удаления облоя на деталях из термопластов и резины при центробежно-планетарной обработке:

36. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Казюта A.M.; Воронеж, 1987.-203с.

37. Испытательная техника: Спр-к. В 2х кн./ Под ред. В.В. Клюева.— М.: Машиностроение, 1982, кн. 2, 560с.

38. Калинчев Э.Л., Калинчева Е.И., Саковцева М.Б. Оборудование для литья пластмасс под давлением: Расчет и конструирование. М.: Машиностроение, 1985-256с.

39. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий. Спр-к- Ленинград.: Химия 1987-416с.

40. Кацнельсон М.Ю., Бадаев Г.А. Пластические массы: св-ва и применение: Спр-к изд. 3-е. —Л.: Химия, Ленин-е отд.,1978-384с.

41. Кожевников И.Г., Новицкий Л.А. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Спр-к. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1982-328 с.

42. Козлов П.В., Папков С.П. Физико-химические основы пластификации полимеров. М.: Химия, 1982 - 224 с.

43. Копин В.А., Макаров В.Л., Ростовцев A.M. Обработка изделий из пластмасс. — М.: Химия, 1988 176 с.

44. Кочнев A.M., Заикин А.Е. и др. Физикохимия полимеров.- Казань: Фэн, 2003-512 с.

45. Кравчук A.C. Механика полимерных и композиционных материалов. -М.: Высшая школа, 1975-304 с.

46. Крейт Ф., Блек У. Основы теплопередачи. Перевод с англ. Под ред. Анфимова H.A. М.: Наука, 1977 - 120 с.

47. Крутов В.И., Грушко И.М., Попов В.В. и др. Основы научных исследований.- М.: Высшая школа, 1989 — 400 с.

48. Крыжановский В.К. Инженерный выбор и идентификация пластмасс. — СПб.: Научные основы и технологии, 2009 204 с.

49. Кулаков Ю.М., Хрульков В.А. Отделочно-зачистная обработка деталей.- М.: Машиностроение, 1979 — 216с.

50. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990-493 с.

51. Литье пластмасс под давлением/ Дж. Бемон и др., ред. Т.Оссвальд и др. пер с англ. И. Никитиной, Б. Бондаренко. Под общ. ред. Калинчева Э.Л. — С-П.: Профессия, 2006 707 с.

52. Литье под давлением/ М.Б. Беккер, М.Л, Заславский, Ю.Ф. Игнатенко и др. М.: Машиностроение, 1990 - 400 с.

53. Липатов Ю. С., Физическая химия наполненных полимеров. -М., 1977-270 с.

54. Лыков A.B. Теория теплопроводности—М.:Высшая школа, 1967—599с.

55. Маделькерн А. Кристаллизация полимеров. -М.: Химия, 1976—285 с.

56. Максанова Л.А., Аюрова О.Ж. Полимерные соединения и их применение. Улан-Удэ.: ВСГТУ, 2005-178 с.

57. Малкин А .Я. Основы технологии механической обработки деталей машин.-М.: Машгиз, 1961-256с.

58. Мирзоев Р.Г., Кугушев И.Д. Основы конструирования и расчета деталей из пластмасс и технологической оснастки для их изготовления. Л.: Машиностроение, 1972 — 416 с.

59. Мусаев Р.Ш. Механизм разрушения термопластов. Системы проектирования, подготовки производства и управление проектами CAD/CAM/CAE/PDM: сборник статей III Международной научно-практической конференции, Пенза, 2009 с.54 56.

60. Мусаев Р.Ш. Оценка качества удаления облоя с деталей из термопластов. Университетское образование: сборник статей XIII Международной научно-методической конференции. —Пенза, 2009 с.24 26.

61. Новиков Н.В. Механические испытания конструкционных материалов при низких температурах. Киев.: Наук Думка, 1974-195 с.

62. Одинцов Л.Г., Тимохин Н.И. Новые направления в развитии финишно-зачистных методов обработки. — М.: Центральный научно — исследовательский институт информации и технико-экономических исследований, 1986 —66с.

63. Палей М.М. Технология производства приспособлений, пресс-форм и штампов. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979- 293с.

64. Пантелеев А.П., Шевцов Ю.М., Горячев H.A. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. — М.: Машиностроение, 1986-399с.

65. Панчурин В.В. Моделирование процесса объемной вибрационной обработки Панчурин В.В., Большаков Г.С. / Новые технологии управлениядвижением технических объектов: Сб. статей по материалам 8-й

66. Международной научно-технической конференции, г. Новочеркасск, -Ростов -н/Д: Издательство СКНЦ ВШ, 2006. -№ 6 -132 с.

67. Панчурин В. В., Симанин H.A., Липов A.B. Новые конструкции центробежно-ротационных станков. Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструментов Пенза.: ПГТУ, 1994 №21 с. 93-97.

68. Перепечко И.И. Свойства полимеров при их низких температурах. -М.: 1977-271 с.

69. Производство изделий из полимерных материалов: Учеб. Пособие/ В.К. Крыжановский, М.Л. Кербер, В.В. Бурлов, А.Д. Паниматченко. СПб.: Профессия, 2008 - 464с.

70. Пугачев А.К., Росляков O.A. Переработка фторопластов в изделия: технологии и оборудование. Л.: Химия, 1987-168с.

71. Регель В.Р., Слуцкер А.И. Структурно-динамическая гетерогенность основа физики разрушения твердых тел. Соровский образовательный журнал, т.8, №1, 2004 - с. 86-92.

72. Ростовцев A.M. Контроль качества деталей из пластмасс. Л.: Химия, 1984- 112с.

73. Сегерлиндт JI. Применение метода конечных элементов. Пер. с англ. Шестакова A.A., под ред. д.ф-м.н. Победри Б.Е. М.: Мир, 1979 - 392 с.

74. Семченков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. М.: Академия, 2003-368 с.

75. Стамбульский Е.А., Бель А.И. Износ оборудования при переработке пластмасс. -М.: Химия, 1985 208 с.

76. Субач А.П. Динамика процессов и машин объемной обработки. — Рига: Зинатне, 1991- 220 с.

77. Тагер A.A. Физикохимия полимеров.- М.: Химия, 1968-502 с.

78. Технические свойства полимерных материалов. Учеб.-справ. пособие/ В.К. Крыжановский, В.В. Бурлов 2-е изд. испр. и дополнено. — СПб.: Профессия, 2007- 740 с.

79. Трилисский В.О., Липов A.B., Быков М.Н., Мусаев Р.Ш. К вопросу охрупчивания термопластов при низкотемпературном охлаждении. Известия ВУЗов. Поволжский регион. Технические науки. -Пенза №6- 2006- с. 27-33.

80. Трилисский В.О., Липов A.B., Мусаев Р.Ш. Моделирование процесса охлаждения деталей из термопластов. Проблемы исследования и проектирования машин: сборник статей II Международной научно — технической конференции. Пенза, 2006- с.13 16.

81. Трилисский В.О., Липов A.B., Мусаев Р.Ш., Фокин С.М. Установка для объемной обработки деталей из термопластов и резин. Университетское образование: сборник статей XII Международной научно-методической конференции. -Пенза, 2008 -с. 153 155.

82. Трилисский В.О., Липов A.B., Мусаев Р.Ш. Расчет времени охлаждения деталей из термопластов до хрупкого состояния облоя. Машиностроитель. — М.: Вираж центр, 2009- №3- с.12-15.

83. Трилисский В.О., Липов A.B., Мусаев Р.Ш., Фокин С.М. Устройство для экспериментального определения температуры охрупчивания термопластов. Техника машиностроения. — М.: Вираж центр, 2008- №3-с. 2-4.

84. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. -М.: Химия , 1989—432 с.

85. Филатов В.И. Технологическая подготовка процессов формирования изделий из пластмасс. —Л.: Политехник, 1991 — 352 с.

86. Черепанов Г.П. Механика разрушения — М. Машиностроение, 1977— 224с.

87. Черепанов Г.П. Механика разрушения композиционных материалов. -М.: Наука, 1983 -296 с.

88. Штурман A.A. Качество поверхности деталей из пластмасс. М.: Химия, 1987-61 с.

89. Шур A.M. Высокомолекулярные соединения: Учебник для ун-тов, 3-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа , 1981 - 656с.

90. Энциклопедии полимеров, т. 1-3,гл.ред. В. А. Каргин, М., 1972-77 с.

91. Bere A. Mit Tiefteraturen gegen Grate Und Felle// Production, 1977 № 11 s.60-61

92. Rebhan D. Entgratan mit Flussigen St.ickstoffeine Technologie mit tukunft// Gummi Asbest - Kunststoffe, 1976 №2 s.828-832