Разработка и исследование новых конструкций технологического оборудования для механической обработки гуммированных деталей бумагоделательных машин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Мкртчян, Артем Фурманович

• Мкртчян, Артем Фурманович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мкртчян, Артем Фурманович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Назначение гуммированных валов в бумагоделательных машинах и требования, предъявляемые к их формообразующим поверхностям.

1.2. Физико-механические свойства резины, применяемой в бумагоделательных машинах.

1.3. Особенности токарной обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

1.4. Особенности шлифования гуммированных валов бумагоделательных машин.

1.5.Выюдыипостжовказадаи

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГУММИРОВАННЫХ ВАЛОВ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНЫХ МАШИН.

2.1. Особенности стружкообразования и износа инструмента при механической обработке гуммированных валов бумагоделательных машин.

2.2. Определение сил взаимодействия режущего лезвия и инструмента с обрабатываемым вязкоупрупим материалом.

2.3. Природа вязкоупругого поведения резины.

2.4. Использование реологических моделей для моделирования вязкоупругого поведения резины в зоне резания при обработке гуммированных валов бумагоделательных машин.

2.5. Определение области рациональной скорости резания резины при обработке гуммированных валов бумагоделательных машин.

2.6. Критерии прочности изотропных неметаллических материалов.

2.7. Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЧЕРНОВОЙ ЛЕЗВИЙНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГУММИРОВАННЫХ ВАЛОВ БУМАГОДДЛАТЕЛЬНЬГХ МАШИН.

3.1. Режимы резания, геометрия инструмента и его износ при точении гуммированных валов бумагоделательных машин, облицованных мягкой резинои.

3.2. Повышение эффективности токарной обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

3.3. Оборудование для высокопроизводительной токарной обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

3.4. Инструмент для высокопроизюдительной токарной обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

3.5. Выбор схемы резания и конструктивных параметров режущего инструмента.

3.6. Влияние режимов резания на качество обработанной поверхности гуммированных валов бумагоделательных машин.

3.7. Исследование стойкости инструмента.

3.8. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. ПОВЫШЕНИЕ ПГОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЧИСТОВОЙ АБРАЗИВНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГУММИРОВАННЫХ ВАЛОВ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНЫХ МАШИН.

4.1. Исследование основных закономерностей чистовой обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

4.2. Исследование влияния скорости резания на силы резания при шлифовании гуммированных валов бумагоделательных машин.

4.3. Оборудование для высокопроизводительной абразивной обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

4.4. Исследование силы резания при шлифовании гуммированных валов бумагоделательных машин.

4.5. Исследование произюдительносш шлифования гуммированных валов бумагоделательных машин.

4.6. Исследование шероховатости обработанной поверхности.

4.7. Исследование тепловых явлений при шлифовании гуммированных валов бумагоделательных машин.

4.8. Выводы по четвертой главе.

Глава5.РЕАЛИЗАЦИЯРЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1. Система автоматизированного формирования набора тарельчатых шлифовальных кругов для обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

5.2. Разработка структуры САПР технологического процесса механической обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

5.3. Расчет экономической эффективности применения разработанного оборудования.

5.4. Выводы по пятой главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование новых конструкций технологического оборудования для механической обработки гуммированных деталей бумагоделательных машин»

Развитие современной полиграфической техники предъявляет возрастающие требования к качеству продукции, выпускаемой целлюлозно-бумажной промышленностью.

Для выполнения этих требований необходимо применение высококачественных бумагоделательных машин. Качество бумагоделательных машин определяется оборудованием, применяемым в технологическом процессе изготовления деталей машин. Поэтому совершенствование технологических процессов, обеспечивающих высокое качество и производительность обработки, и разработка нового оборудования, является важной народнохозяйственной задачей.

В первую очередь это относится к оборудованию, используемому в процессе обработки, при которой формируется поверхностный слой формообразующих деталей, определяющих эксплуатационные свойства изделия в целом. Особенно актуальна эта задача при обработке рабочих поверхностей гуммированных валов бумагоделательных машин. От качества изготовления гуммированных валов и их износостойкости зависит качество выпускаемой бумаги по таким показателям, как равномерность, однородность и гладкость, а также производительность машин, определяемая скоростью схода бумаги и временем простоев, связанных с заменой гуммированных валов.

В отечественной и зарубежной литературе практически отсутствуют систематизированные сведения о механической обработке валов, покрытых различными марками резины. В тоже время практика механической обработки требует применения оборудования, инструмента и оптимальных режимов для изготовления гуммированных валов. В этой связи разработка основ высокопроизводительной механической обработки гуммированных валов на базе новых технических решений представляет актуальную научно-техническую проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение.

В свете этих задач автором поставлена цель - провести теоретические и экспериментальные исследования в области повышения эффективности обработки гуммированных валов при предварительной операции - точением и окончательной - шлифованием путём применения специального высокопроизводительного оборудования, формообразующего инструмента на каждой операции и разработать на этой основе рекомендации для внедрения результатов исследований в производство.

В данной работе на основе комплексного изучения физических явлений в зоне резания решен вопрос о наиболее производительных видах точения при предварительной обработке поверхностей гуммированных валов, а при шлифовании - обоснованы пути управления качеством поверхностного слоя окончательно обработанного обрезиненного слоя детали.

Объектом исследования является процесс механической обработки гуммированных валов бумагоделательных машин. Предметом исследования является высокопроизводительное оборудование для точения и шлифования формообразующих поверхностей валов бумагоделательных машин, облицованных различными марками резины.

Работа выполнена на основе теоретических исследований с использованием соответствующих разделов и основ технологии машиностроения, теплофизики процессов точения и шлифования, теории резания и шлифования, с применением средств вычислительной техники, математического описания, эмпирических зависимостей технологических показателей процессов обработки, с проведением экспериментальных исследований в лабораторных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры.

Достоверность исследований обеспечена обоснованностью теоретических положений, реализацией их в конструкциях экспериментальных образцов оборудования для обработки гуммированных валов бумагоделательных машин, экспериментальной проверкой в лабораторных условиях.

Полученные в работе результаты позволили разработать технологический процесс обработки гуммированных валов бумагоделательных машин, обеспечивающий необходимые требования к деталям на стадии предварительной и окончательной обработки.

Разработаны конструкции оборудования для точения и шлифования, инструменты, позволяющие вести обработку на токарных и шлифовальных станках.

В первой главе рассмотрены конструкции гуммированных валов бумагоделательных машин, основные физико-механические свойства резины, применяемой в их производстве. Также дан анализ особенностей механической обработки при точении и шлифовании гуммированных валов. Сформулирована цель и задачи исследования.

Во второй главе проведены теоретические исследования основных закономерностей процесса механической обработки гуммированных валов бумагоделательных машин.

В третьей главе приведены конструкции разработанного оборудования для точения, а также экспериментальной установки.

Разработанная конструкция приспособления для точения с планетарной головкой позволяет производить прерывистую обработку наружных цилиндрических поверхностей обрезинненых валов чашечными резцами, что в свою очередь повышает производительность процесса обработки и качество обработанной поверхности. Так же, за счет смены инструмента во время обработки детали, увеличивается его стойкость. Проведены экспериментальные исследования и определены рациональные геометрические параметры инструмента и режимы резания.

ТЛ с» о чу

В четвертой главе рассмотрены вопросы окончательной механической обработки гуммированных валов, приведена конструкция специального приспособления с тарельчатыми эльборовыми кругами. Установлены основные направления интенсификации процесса чистовой механической обработки.

В пятой главе рассмотрены вопросы применения результатов полученных в ходе исследования. Разработана структура САПР автоматизированного формирования набора тарельчатых шлифовальных кругов для обработки гуммированных валов бумагоделательных машин. Приведена функциональная модель структуры САПР технологического процесса механической обработки гуммированных валов бумагоделательных машин. Определен экономический эффект от применения разработанной конструкции оборудования.

В работе представлены результаты лабораторных испытаний, доказавшие, что технология с применением оборудования и инструментов, разработанных конструкций, позволяет повысить производительность при обеспечении требуемого качества обработки.

Практическая и научная ценность результатов подтверждена девятью патентами РФ на полезную модель.