Технологические особенности виброотделки сложнопрофильных деталей гранулированными средами из природных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат наук Шишкина Антонина Павловна

• Шишкина Антонина Павловна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Шишкина Антонина Павловна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СРЕД ИЗ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ

1.1 Виды и технологическое назначение обрабатывающих сред, применяемых для вибрационной обработки деталей

1.2 Обзор исследований виброотделки органическими средами

1.3 Анализ основных подходов к моделированию процессов виброотделки гранулированными средами

1.4 Цель и задачи исследования

Глава 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВИБРООТДЕЛКИ

ДЕТАЛЕЙ КОСТОЧКОВЫМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ СРЕДАМИ

2.1 Характеристика косточковых органических сред

2.2 Технологический эффект обработки потоками органических гранулированных сред

2.3 Кинетическая модель взаимодействия органической среды с обрабатываемой поверхностью при виброобработке

2.4 Моделирование влияния виброобработки косточковыми органическими средами на качество поверхности

2.4.1 Оценка параметров микропрофиля, формируемого на поверхности в процессе виброотделки косточковыми органическими средами

2.4.2 Оценка отражательной способности поверхности, полученой в процессе виброотделки гранулированными средами

2.5 Производительность виброотделки косточковыми органическими средами

2.6 Выводы

Глава 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Задачи экспериментальных исследований

3.2 Технические средства экспериментальных исследований

3.3 Порядок проведения экспериментальных исследований

3.4 Методики исследования процесса виброобработки косточковыми органическими средами

3.4.1 Методика обоснования эффективных условий виброобработки косточковыми органическими средами

3.4.2 Методика исследования процесса съёма металла

3.4.3 Методика исследования шероховатости поверхности

3.4.4 Методика исследования твёрдости поверхностного слоя

3.4.5 Методика исследования блеска поверхности

3.4.6 Методика исследования влияния виброобработки косточковыми средами на качество покрытий

3.4.7 Методика исследования стойкости обрабатывающих сред

3.5 Выводы

Глава 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА

ВИБРООТДЕЛКИ КОСТОЧКОВЫМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ СРЕДАМИ И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ

4.1 Обоснование условий обеспечения стационарного циркуляционного движения среды в виброкамере

4.2 Исследование съёма металла и геометрических характеристик поверхности в процессе обработки

4.3 Исследования влияния виброобработки косточковыми органическими средами на отражательную способность поверхности деталей

4.4 Исследования влияния виброобработки косточковыми органическими средами на повышение коррозионной стойкости покрытий

4.5 Исследования стойкости органических сред

4.6 Оценка продолжительности процесса виброобработки

4.7 Выводы

Глава 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ВИБРООТДЕЛКИ ДЕТАЛЕЙ

КОСТОЧКОВЫМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ СРЕДАМИ. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1 Методика проектирования технологии виброотделки средами органического происхождения

5.2 Разработка рекомендаций по подготовке рабочих сред для обработки и их эксплуатации

5.3 Практическое применение органических сред для отделки поверхностей деталей и их технико-экономическая оценка эффективности

5.4 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

В технологии изготовления деталей машин финишным операциям, обеспечивающим требуемое по условиям эксплуатации качество поверхности, принадлежит особая роль. Среди различных методов отделочной обработки в различных отраслях машиностроения, приборостроения и металлообработки весьма распространена вибрационная обработка, обладающая широкими технологическими возможностями и высокими технико-экономическими показателями.

Для устранения следов предшествующей обработки, улучшения внешнего вида и получения гладкой поверхности, обладающей высокой способностью отражения света, при подготовке поверхностей под покрытие, а также для придания деталям блеска после нанесения покрытия, наиболее широко применяется виброполирование, так как оно выполняется на очень простых станках с использованием в качестве полировального инструмента войлока, кожи, ткани и других материалов.

В последние годы всё активнее в практику виброполирования стали внедряться гранулированные органические среды из природных материалов, состоящие из косточек фруктовых деревьев; элементов из древесины; гранул, полученных в результате дробления стержней початковых растений. Особенность этих обрабатывающих сред обусловлена их специфическими биолого-химическими свойствами, сформированными у них на этапах созревания переработки и хранения. Благодаря именно этим биолого-химическим свойствам возрастает роль органических обрабатывающих сред на операциях финишной отделки и полировки поверхностей сложнопрофильных деталей, высокоточных деталей гидроаппаратуры, электротехнических изделий, медицинских инструментов, бытовых и ювелирных изделий, для придания им эстетического и товарного вида; при подготовке поверхностей для нанесения функциональных покрытий. Органические среды обогащают ассортимент современной виброобработки, расширяют возможности обработки металлов и сплавов

различной твердости - от алюминия до закаленной стали и чугуна и от нержавеющей стали до золота и платины. Они обеспечивают проведение сухой обработки, не предусматривающей организацию систем отвода сточных вод. Их можно отнести к экологическим продуктам, потому что являются полностью биоразлагаемыми. Это чаще всего последний этап обработки, в котором детали, после влажной обработки, автоматически подаются в специальные сушилки.

Научный и практический интерес к этому виду сред, расширяющих технологические возможности ВиО и обеспечивающих повышение параметров качества поверхности деталей в процессе их изготовления, постоянно возрастает.

Актуальность настоящего диссертационного исследования и разработка физико-технологических основ финишной отделки поверхностей косточковыми органическими средами в условиях вибрационных технологических систем обусловлена повышенными требованиями к обеспечению качества и эксплуатационных свойств, разных по форме деталей.

В исследованиях ряда отечественных и зарубежных учёных заложены основы для применения вибрационных технологий деталей на отделочно-зачистных и упрочняющих операциях с использованием, главным образом, гранулированных неорганических сред. В настоящее время этот арсенал сред, как было отмечено выше, пополнился органическими средами из природных материалов. На основе не многочисленных исследований установлены отдельные закономерности влияния некоторых разновидностей сред на параметры качества поверхностного слоя и обозначен круг технологических задач, решаемых с их применением. Предложены эмпирически полученные рекомендации по выбору режимов, прогнозированию параметров качества поверхности и оценки производительности процесса виброобработки.

Однако эти исследования не охватывают весь спектр органических сред из природных материалов, в частности сред, состоящих из дроблёных гранул косточек плодовых деревьев; не раскрывают объективно сущность и особенности процесса взаимодействия органических гранул с обрабатываемой поверхностью, что не позволяет корректно ставить и решать задачу управления

технологическими факторами, обеспечивающими наиболее эффективные условия обработки; а также прогнозировать результат - повышение качества и эксплуатационных свойств поверхностей деталей в процессе обработки и производительности процесса из-за не разработанности соответствующих аналитических зависимостей и методик выбора рациональных режимов обработки. Затрудняя разработку основ финишной отделки поверхностей косточковыми органическими средами в условиях вибрационных технологических систем, перечисленные проблемы препятствуют широкому внедрению этих операций в производство.

Степень разработанности темы. Диссертационная работа обобщает результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса вибрационной обработки деталей, изложенных в трудах А.П. Бабичева, М.А. Тамаркина, В.П. Кольцова, С.Н. Шевцова, Ю.М. Самодумского, Ю.В. Димова, В.А.Лебедева, В.М. Шумячера, В.Г. Санамяна, Ю.Р. Копылова, В.А. Анпилогова, М.Е.Шаинского и многих других, а также проведённых автором, и является продолжением исследований в области разработки и совершенствования методов вибрационной обработки деталей.

Целью работы является обоснование технологических факторов процесса обработки косточковыми органическими средами и разработка на этой основе методов расчёта показателей качества поверхности, и практических рекомендаций по использованию процесса в технологии виброотделки деталей.

Для достижения указанной цели в работе необходимо решить следующий комплекс задач:

1. Изучить физико-механические и химико-биологические свойства косточковых органических сред.

2. Разработать модель удаления металла с поверхности при энергетическом воздействии на неё потока косточковых органических сред, раскрывающую сущность виброобработки поверхности.

3. Обосновать условия, обеспечивающие наибольший технологический эффект обработки косточковыми органическими средами и производительность процесса.

4. Установить расчётные зависимости для оценки параметров качества поверхности, формируемой в процессе обработки косточковыми органическими средами и экспериментально подтвердить их адекватность.

5. Исследовать влияние виброобработки косточковыми органическими средами на отражательную способность поверхности и повышение её коррозионной стойкости.

6. Разработать технологические рекомендации по проектированию технологических операций виброотделки деталей косточковыми органическими средами, подготовке рабочих сред для обработки и их эксплуатации.

Объектом исследований является технология вибрационной обработки.

Предметом настоящего диссертационного исследования являются параметры качества поверхностного слоя при вибрационной обработке косточковыми средами из природных материалов.

Экспериментальное исследование процесса включало проверку адекватности расчетных моделей для оценки геометрических параметров качества поверхности и производительности процесса; влияния виброотделки деталей косточковыми органическими средами на отражательную способность поверхности; влияния виброотделки деталей косточковыми органическими средами на повышение коррозионной стойкости поверхности; установление стойкости косточковых органических сред; эффективности использования виброобработки косточковыми органическими средами для финишной отделки деталей.

В работе изучены физико - механические и химико - биологические свойства косточковых органических сред; разработана модель удаления металла с поверхности при энергетическом воздействии на неё потока косточковых сред, раскрывающая сущность виброобработки гранулированными органическими средами из природных материалов; обоснованы условия, обеспечивающие

технологический эффект обработки косточковыми органическими средами и наиболее эффективную производительность процесса; установлены расчётные зависимости для оценки параметров качества поверхности, формируемой в процессе обработки косточковыми органическими средами; исследовано влияние виброобработки косточковыми органическими средами на отражательную способность поверхности и повышение её коррозионной стойкости; разработаны технологические рекомендации по проектированию технологических операций виброотделки деталей косточковыми органическими средами, подготовке рабочих сред для обработки и их эксплуатации.

Научная новизна проведённых исследований заключается в:

- раскрытии сущности процесса воздействия потока гранулированных сред на обрабатываемую поверхность и разработке кинетической модели виброотделки деталей косточковыми органическими средами;

- установлении аналитических зависимостей съёма металла; геометрических параметров качества и отражательной способности поверхности, и производительности процесса от режимов обработки;

- обосновании условий обработки косточковыми органическими средами, при которых обеспечивается технологический эффект виброотделки.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке, на основе гидродинамических и термодинамических представлений, модели удаления металла с поверхности в процессе воздействия на неё потока косточковых органических сред, раскрывающей технологический эффект её виброотделки; расчётных зависимостей, устанавливающих взаимосвязь режимов обработки с геометрическими параметрами качества поверхности, формируемой в процессе виброобработки косточковыми органическими средами и их влияние на отражательную способность.

Практическая значимость работы заключается в разработке методики проектирования технологии виброотделки деталей косточковыми органическими средами; практических рекомендаций по подготовке органических сред для обработки и их эксплуатации.

Методологической базой исследований являлись основные положения технологии машиностроения, теоретические положения гидродинамики и кинетической концепции прочности твёрдых тел, теории статистики, теории отражения света, физико-технологические основы методов обработки, результаты исследований в области вибрационных технологий.

Степень достоверности: Достоверность диссертационного исследования подтверждена результатами экспериментальных исследований и проверена в условиях ООО РТЦ «Технология», г. Азов и ПАО «ТАНТК им. Г.М. Бериева», г. Таганрог для улучшения геометрических параметров качества поверхности конкретных деталей с целью повышения их коррозионной стойкости.

Положения, выносимые на защиту:

1. Модельные представления процесса отделки поверхностей косточковыми органическими средами в вибрационных технологических системах, результаты теоретических и экспериментальных исследований реализации процесса на основе построенной модели.

2. Методы и результаты теоретического и экспериментального исследования влияния виброобработки косточковыми органическими средами на геометрические параметры качества и отражательную способность поверхности.

3. Условия, обеспечивающие стабильность и наиболее производительное проведение процесса обработки косточковыми органическими средами.

4. Методика по проектированию технологических операций виброотделки деталей косточковыми органическими средами.

Диссертационные исследования проводились на кафедре «Технология машиностроения» в НИИ «Вибротехнология» Донского государственного технического университета.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Диссертационная работа представляет собой решение актуальной научно-технической задачи, связанной с расширением технологических возможностей вибрационной обработки поверхностей на основе применения косточковых

органических сред, обеспечивающих повышение качества и эксплуатационных свойств поверхностей деталей.

Содержание исследований соответствует специальности 05.02.08 «Технология машиностроения». Область исследования: №2 (Технологические процессы, операции, установы, позиции, технологические переходы и рабочие хода, обеспечивающие повышение качества изделий и снижение их себестоимости) и №5 (Методы проектирования и оптимизации технологических процессов).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологические особенности виброотделки сложнопрофильных деталей гранулированными средами из природных материалов»

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях:

1) Вопросы вибрационной технологии, г. Ростов н/Д., 2010 г.;

2) Аспекты развития науки, образования и модернизации в промышленности, г. Таганрог, 2011 г.;

3) Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки, г. Ростов-на-Дону, 2013 г.;

4) Наукоемкие комбинированные и виброволновые технологии обработки материалов, г. Ростов-на-Дону, 2013 г.;

5) Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы, г. Волжский, 2014 г.;

6) Современные наукоемкие технологии, оборудование и инструменты в машиностроении (МТЕТ-2014), г. Санкт-Петербург, 2014 г.;

7) Волновые, виброволновые технологии в машиностроении, металлообработке и других отраслях, г. Ростов-на-Дону, 2014 г.;

8) Современные тенденции развития и перспективы внедрения инновационных технологий в машиностроении, образовании и экономике, г. Азов, 2015 г.;

9) Аспекты развития науки, образования и модернизации промышленности, г. Таганрог, 2015 г.;

10) Интегрированные, виброволновые технологии в машиностроении, металлообработке, г. Ростов-на-Дону, 2015 г.;

11) Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации), г. Иркутск, 2016 г.;

12) Наукоемкие технологии на современном этапе развития машиностроения. МАДИ, Москва, 2016 г.;

13) Современные аспекты развития науки, образования и модернизации промышленности, г. Таганрог, 2016 г.;

14) Перспективные направления развития финишных методов обработки деталей; виброволновые технологии, г. Ростов-на-Дону, 2016 г.;

15) Проблемы и перспективы развития машиностроения, г. Липецк, 2016 г.

16) Виброволновые процессы в технологии обработки высокотехнологичных деталей, г. Ростов-на-Дону, 2017 г.;

17) Перспективные направления развития отделочно-упрочняющей обработки и виброволновых технологий, г. Ростов-на-Дону, 2018 г.;

18) Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы, г. Волжский, 2019 г.

19) Фундаментальные основы физики, химии и динамики наукоёмких технологических систем формообразования и сборки изделий, п. Дивноморское, 2019 г.

Публикации результатов работы

По материалам диссертационной работы опубликовано 24 научные работы, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК РФ, 1 статья в системе «Scopus», издана одна монография (коллективная).

Перспективы дальнейшей разработки диссертационного исследования:

1. Исследования применимости органических сред из природных материалов для отделки деталей с малыми отверстиями и пазами.

2. Повышение качества поверхностей покрытий различного функционального назначения гранулированными органическими средами из природных материалов.

3. Разработка технологических основ протирки и сушки деталей органическими средами.

4. Применение гранулированных органических сред из природных материалов для отделки деталей из труднообрабатываемых материалов.

5. Влияние обработки поверхностей гранулированными органическими средами из природных материалов на повышение характеристик качества различных покрытий.

ГЛАВА 1 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СРЕД ИЗ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ

1.1 Виды и технологическое назначение обрабатывающих сред, применяемых для вибрационной обработки деталей

Вибрационная обработка основана на процессе взаимодействия частиц обрабатывающей среды и обрабатываемых изделий, движущихся относительно друг друга под воздействием низкочастотных колебаний [4, 7]. Принципиальная схема технологической системы, реализующей процесс виброобработки, приведена на рисунке 1.1.

1

Рисунок 1.1 - Технологическая система вибрационной обработки: 1 - рабочая камера; 2 - пружины; 3 - вибратор; 4 - основание; 5,6,7 - система подачи и слива технологической жидкости

В процессе обработки детали занимают различные положения в рабочей среде, что обеспечивает достаточно равномерную обработку всех поверхностей.

Физико-технологические основы вибрационной обработки, результаты исследований, опыт её практического применения в технологии изготовления

деталей и сборки изделий широко отражены в научно-технической литературе [5, 7, 12, 55, 59, 66, 70, 72, 73, 78, 82, 88, 115 и др.]. На основе многочисленных теоретических и экспериментальных исследований процесса доказано, что процесс вибрационной обработки сопровождается сложным комплексом механо-физико-химических явлений, оказывающих существенное влияние на качество поверхностного слоя обрабатываемой детали и, как следствие, на повышение их эксплуатационных свойств.

Основными технологическими факторами ВиО являются амплитуда и частота колебаний, характеристики обрабатывающей среды, материал деталей и

-5

время обработки. Объем рабочей камеры может изменяться от 0,1 дм до нескольких м3, что позволяет проводить одновременную обработку большого количества деталей, различных по размерам, форме и жесткости.

В зависимости от характера применяемой обрабатывающей среды, в научно-технической литературе, которая имеется на сегодняшний день, предлагается очень большой спектр разновидностей вибрационных технологий, включающих в себя отделочно-зачистные операции, полирование, упрочнение поверхности и другие [5, 8, 63, 71, 91, 100, 105].

1.1.1 Опыт практического применения для ВиО обрабатывающих сред неорганического происхождения

Обрабатывающие гранулированные среды, применяемые в технологиях виброобработки деталей, классифицируют по различным признакам [4, 70].

В зависимости от первоначальной природы выделяют две основные группы: среды неорганического происхождения (природные и синтетические) и среды органического происхождения (рисунок 1.2).

Группа неорганических сред наиболее фундаментально научно исследована и, как показано в таблице 1.1, эффективно применяется в вибрационных технологиях обработки деталей на операциях удаления заусенцев, скругления

острых кромок, шлифования, очистки от окалины, полирования, отделки, упрочнения [3, 8, 13, 64, 79].

Рисунок 1.2 - Технологические гранулированные среды для ВиО

Таблица 1.1 - Технологическое применение неорганических гранулированных сред для ВиО деталей

№ Вид и характеристика среды Технологические возможности

1 Абразивные гранулы ПТ 10 10, ПТ 15 15, ПТ 30 30 (ТУ 2-036-925-83 Волжского абразивного завода) Удаление заусенцев, скругление острых кромок, шлифование

2 Дробленый абразивный материал «Байкалит» Удаление заусенцев, скругление острых кромок, зачистка облоя

3 Бой отходов абразивных кругов Удаление заусенцев до 0,15-0,2 мм толщиной, очистка от окалины, скругление острых кромок, шлифование, полирование

4 Фарфоровые шары (6-10 мм) Удаление небольших заусенцев, скругление острых кромок, шлифование

5 Стеклянные шары (2-14 мм) Полирование чёрных и цветных металлов и сплавов, шлифование деталей из чёрных металлов и медных сплавов

6 Абразивные гранулы на полимерной связке Полирование и отделка поверхностей, скругление и полирование острых кромок

7 Стальные полировальные шарики Полирование и отделка, упрочнение,

8 Войлочные пыжи Полирование и отделка поверхностей

1.1.2 Особенности и перспективы применения органических обрабатывающих сред для финишной виброотделки поверхностей

Группа органических обрабатывающих сред из природных материалов имеет деревянистую или растительную структуру [64, 70, 71, 120, 121, 124, 125, 73]. Эта группа, в основном, включает в себя: косточки плодов фруктовых деревьев; элементы из древесины; дробленые гранулы стержней початковых растений (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Технологические среды органического происхождения

Особенность этих обрабатывающих сред обусловлена в их специфических биолого-химических свойствах, сформированных у них на этапах созревания, переработки и хранения. Они не имеют абразивной составляющей в своей структуре, обладают более высокой прочностью и малой массой. Характеристики динамического состояния органической среды, формообразующие и энергетические свойства имеют более низкие показатели по сравнению с виброобработкой деталей природными и синтетическими средами с аналогичными амплитудно-частотными характеристиками процесса.

Благодаря именно этим биолого - химическим свойствам, возрастает роль органических обрабатывающих сред на операциях финишной отделки и полировки поверхностей сложнопрофильных деталей, высокоточных деталей гидроаппаратуры, электротехнических изделий, медицинских инструментов; при подготовке поверхностей для нанесения функциональных покрытий; улучшения качества уже сформированных на поверхности покрытий; а также для отделки бытовых и ювелирных изделий для придания им эстетического и товарного вида.

Природные материалы из растений можно с успехом отнести к современным средствам обработки поверхности металла. Они обогащают ассортимент современной медиа-обработки, расширяют возможности этой обработки. Растительные материалы обеспечивают проведение сухой обработки, таким образом, механическая обработка деталей не создает громоздких сточных вод. Их можно отнести к экологическим продуктам, потому что являются полностью биоразлагаемыми. Это чаще всего последний этап обработки, в котором детали, после влажной обработки, автоматически подаются в специальные кукурузные сушилки [4, 72, 78, 141].

Наиболее широко применяемой средой для полировки поверхностей и округления кромок являются гранулы, полученные из скорлупы грецкого ореха. Гранулы из скорлупы грецкого ореха также используются в сочетании средств порошков и полировальных паст [4]. Гранулы из косточек абрикоса нашли некоторое применение в контейнерной обработке. Так же применяются гранулы из скорлупы кокоса. Они имеют овальную форму и очень долговечны. Успешно применяются для предварительной обработки деталей из золота, серебра, титана, алюминия или нержавеющей стали.

Опилки древесные - самое древнее средство растительного происхождения, которое применяется в полировальных барабанах для обработки, очистки и сушки различных металлических деталей. Опилки хвойных и лиственных пород используются для обработки алюминия, сплавов цинка и латуни.

Фирмой «Софт Бласт» (Австралия) предложена смесь, состоящая из раздробленной ореховой скорлупы, семян и фруктовых косточек (например, вишневых, абрикосовых и других). Область применения её охватывает: удаление твердого нагара с частей двигателя в авиационной, автомобильной и других видах промышленности; очистка литейных форм в промышленности по производству резины и каучука; удаление ржавчины и накипи с измерительных приборов и латунных клапанов; удаление краски с металлических и стеклянных поверхностей; чистка засоренных и утопленных проволочных тканей; очистку гипсовых литейных форм; удаление подтеков с внутренних металлических частей в заформованных пластмассовых деталях. Частицы смеси износоустойчивы и могут использоваться многократно. Эту смесь также успешно применяют для очистки поверхностей, которые нельзя повреждать.

Значительно большей производительностью отличается полирование на барабанных установках, в которые детали загружаются насыпью в большом количестве. Полирующими материалами, в данном случае являются куски кожи, фетра, замши, сухие опилки дуба, ясеня, граба. Соотношение обрабатываемых деталей и наполнителя составляет 1:2-1:6, кожи — 1:30-1:50. При таком способе полирования достигается снижение величины параметра шероховатости от Яа=1,6-0,8 мкм до Яа=0,20-20 мкм. Использование вибрации и планетарного вращения позволяют повысить производительность в 8-10 раз.

Виды и технологическое назначение органических гранулированных сред для ВиО деталей представлены на рисунке 1.4.

Каждый вид среды, выделенный в группе органических сред, в силу своей растительной природы, имеет свои особенности и требует проведения специальных научных исследований для обоснования их практического применения в технологии изготовления деталей.

Рисунок 1.4 - Виды и технологическое назначение органических гранулированных сред для ВиО деталей

1.2 Обзор исследований виброотделки органическими средами

Как показал анализ научно-технической литературы, несмотря на достаточно широкий спектр технологического применения сред органического происхождения в отечественной и зарубежной практике для отделочной обработки металлических поверхностей научные исследования в этом

направлении не раскрывают достаточно объективно процесс формирования качества поверхности при обработке этими средами, что не позволяет обеспечить эффективное управление технологическим процессом.

В числе основополагающих работ в этом направлении следует выделить работы: Бабичева А.П., Лебедева В.А., Крупени Е.Ю. [4, 65, 70,1 20, 122], а также, зарубежных исследователей [136, 141], в которых, на основании преимущественно экспериментальных исследований, было доказано, что органические гранулированные среды из природных материалов в виде косточек плодов фруктовых деревьев, измельченных гранул стержней початковых растений и другие, вполне обоснованно могут быть использованы в качестве технологических обрабатывающих сред на операциях финишной отделки и протирки деталей в условиях виброобработки.

В числе наиболее значимых результатов исследований в этом направлении можно выделить следующие.

Процесс обработки поверхностей деталей косточками плодовых деревьев по своей физической сущности является механохимическим. Процесс обработки протекает, в основном, на уровне оксидных пленок, образующихся на поверхности микрогребешков, и на уровне их вершин, и, таким образом, он обеспечивает улучшение микрорельефа. Кислоты и химические вещества, содержащиеся в составе косточек, интенсифицируют разрушение окисных пленок и эффект удаления частиц металла.

Для оценки изменения высоты микронеровностей поверхности при обработке органической обрабатывающей средой, состоящей из гранул в виде косточек вишни в работе [67] предложена эмпирическая зависимость:

Ь\=Кср-ККа-Кд- А~4) /"/о Р -СОБа-

где Кср - коэффициент, учитывающий изменение физико-биологических свойств обрабатывающей органической среды (влажность, усыхание ядра косточки) от периода созревания до момента ее эксплуатации и изменяющейся от 1 до 0,8 (при длительном её хранении); ККа - коэффициент, учитывающий геометрические

8-тг-ш^- 1-7Г НИ ■ I)

(1.1)

размеры гребешков микропрофиля обрабатываемой поверхности, сформированной на предшествующих операциях или механической обработки (полирование, виброабразивная обработка), или нанесения покрытий; Кд -коэффициент, характеризующий динамическое состояние обрабатывающей органической среды; А - амплитуда колебаний виброкамеры; f - частота колебаний обрабатывающей среды; А0, fo - пороговые значения амплитуды и частоты; в, n - коэффициенты корректировки влияния частоты и амплитуды на энергетическое состояние обрабатывающей среды; cosa - угол соударения частиц в точке контакта; ms - приведенная масса соударяющихся с обрабатываемой поверхностью частиц обрабатывающей среды; НВ - твёрдость обрабатываемой поверхности; D - средний диаметр частиц обрабатывающей среды; R -коэффициент восстановления скорости соударения; 3 - объём камеры загрузки;

Предложенная эмпирическая зависимость описывает процесс виброотделки деталей косточками фруктов, в явном виде учитывает влияние на процесс микросглаживания поверхности амплитудно-частотных характеристик, механических свойств обрабатываемого материала, гранулометрических характеристик обрабатывающей среды и объема рабочей камеры и условий, при которых обеспечивается стационарное циркуляционное движение массы загрузки в рабочей камере.

Несмотря на экспериментально подтверждённую адекватность предложенной зависимости, она применима только к гранулам в виде цельных косточек плодовых деревьев, которые в таком виде практически не применяются. Кроме того, наличие в формуле большого количества коэффициентов, требующих экспериментального подтверждения в конкретных условиях обработки, ограничивает её приемлемость для проектирования технологии виброотделки деталей.

В этой же работе предложено продолжительность виброотделки поверхности косточками вишни определять на основе теоретико-вероятностных представлений процесса по формуле:

Т = р7> (1-2)

где Р - вероятность того, что любая точка обрабатываемой поверхности подвергается разрушению за один энергоимпульс, сообщаемый обрабатывающей среде;

1 - количество актов силового взаимодействия частиц с микрогребешком.

Однако применение этой формулы затруднено из-за отсутствия данных по установлению вероятности протекания процесса разрушения поверхности. Проводимая аналогия с процессом поверхностного пластического деформирования не совсем объективна в силу выше рассмотренных особенностей органических сред.

Особый интерес для раскрытия особенностей органических сред из природных материалов представляют исследования технологических возможностей обрабатывающих сред, состоящих из гранул в виде дроблёных гранул стержней кукурузы. Специфика этих сред, как показано в работах [63, 65, 66, 116] заключается в том, что они в силу растительного происхождения обладают способностью впитывать жидкость. Это позволяет их эффективно использовать на базе виброустановок для удаления влажности с поверхности деталей, прошедших виброабразивную отделочную обработку, также осуществлять их протирку и сушку и, таким образом, выступать в качестве альтернативного способа, взамен традиционно сложившихся способов сушки деталей, выполняемых на энерго - и материалоёмком оборудовании.

«Следует отметить, что дробленые гранулы початковых растений не оставляют следов обработки на поверхности детали в процессе вибропротирки (ворсинки, царапины и т.д.), которые могли бы оказать влияние на качество деталей при их дальнейшем использовании в технологии сборки или эксплуатации. После процесса вибропротирки с использованием органической среды детали приобретают товарный вид в соответствии с техническими требованиями их целевого назначения.

Основными технологическими факторами, определяющими интенсивность процесса вибропротирки, являются: гигроскопические свойства органической среды; амплитудно-частотные характеристики процесса; массоразмерное соотношение обрабатывающей среды и обрабатываемых деталей; тепловой режим, создаваемый в рабочей зоне нагревательными элементами.

В качестве базового технологического оборудования для реализации виброотделки деталей органическими средами наиболее рационально использовать вибростанки с кольцевой рабочей камерой. Проведение протирки деталей в виброконтейнерах на основе обрабатывающих сред органического происхождения позволяет завершить комплекс технологических переходов виброабразивной обработки деталей на базе вибростанков, выстроенных в технологическую линию» [67] (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Технологический модуль отделочной виброотделки деталей: 1 - станок вибрационный торовый СВТ-100К; 2- станок вибрационный сушильный СВС-100А

В заключение проведённого анализа следует отметить: - отсутствие исследований обработки деталей дроблёными гранулами косточек плодов, которые обладают более широкими технологическими возможностям в области отделки поверхностей;

- в основном, для описания процесса обработки гранулированными органическими средами из природных материалов используется эмпирический подход, требующий своего уточнения в каждом конкретном случае при обосновании технологических режимов обработки;

- отсутствуют аналитические зависимости оценки параметров качества поверхности и их влияние на эксплуатационные свойства;

- не разработаны научно-обоснованные методики по оценке производительности обработки поверхностей гранулированными косточковыми средами.

1.3 Анализ основных подходов к моделированию процессов виброотделки гранулированными средами

Моделированию процессов виброобработки абразивными гранулированными средами и их влиянию на качество формируемого поверхностного слоя и достигаемый при этом технологический эффект, посвящены исследования, представленные в научных трудах А.П. Бабичева, Ю.Р. Копылова, М.А. Тамаркина, Ю.В. Димова, Г.В. Литовки, С.Н. Шевцова, А.Г. Зверовщикова и других [5, 7, 40, 41, 49, 60, 63, 64, 70, 72, 105, 118, 123, 124, 126]. Поэтому рассмотрим основные научные подходы к решению этой задачи и полученные результаты в этой области.

Обобщая результаты этих исследований, следует отметить, что на сегодняшний день в качестве основополагающего подхода к моделированию процесса обработки гранулированными средами является подход, основанный на исследовании процесса взаимодействия единичной частицы или гранулы обрабатывающей среды с обрабатываемой поверхностью. Потом результаты единичного взаимодействия используются для описания технологического эффекта воздействия массы частиц обрабатывающей среды, на всю обрабатываемую поверхность. В качестве технологического эффекта

рассматривают или величину съёма металла или изменение геометрических параметров качества поверхности.

В числе первых этот подход для описания физической сущности технологических процессов виброабразивной обработки применил А.П. Бабичев [4, 7]. В своих работах он показал, что процесс виброабразивной обработки зависит от характера локального контактирования абразивной гранулы с тонким поверхностным слоем обрабатываемой детали. Его исследования механики взаимодействия абразивной среды и детали при вибрационном воздействии позволили ему сформулировать механо-физико-химическую модель процессов разрушения поверхности детали в среде вибрирующих абразивных гранул.

Характер механических и физико-механических процессов при виброабразивной обработке определяется: физико-механическими свойствами режущих зёрен, их размерами, формой, количеством и расположением на поверхности гранул, физико-механическими характеристиками обрабатываемого материала, технологическими режимами обработки.

В зависимости от различных параметров, для определения удельного съема металла, им предложено обобщенное эмпирическое уравнение в виде:

q=3,8•A1■25HB-0■91KnKзKG•Kd•Kv ,кг/с, (1.3)

где А - амплитуда колебаний;

НВ - твёрдость обрабатываемого материала;

Kn■Kз■KG■Kd■KV - коэффициенты, отражающие влияние частоты колебаний, зернистости абразивных гранул, массы детали, грануляции обрабатывающей среды, объёма загрузки рабочей камеры соответственно.

В работе [4] также было показано, что в результате последовательного нанесения большого числа следов обработки на обрабатываемую поверхность и их многократного пересечения в различных направлениях, виброабразивная обработка оказывает существенное влияние на изменение шероховатости поверхности. Эти изменения отражены в эмпирическом уравнении, предложенном для её расчёта:

исх-Я, (1.4)

Ъ.др.Г.Кв.КА.Кл.Как 0,5Г '

где к2ИСХ- исходная шероховатость; 5 - условная толщина снимаемого слоя материала с гребешков микронеровностей; кд- коэффициент, учитывающий скругление неровностей; к^- коэффициент, учитывающий изменение съема материала по мере уменьшения высоты микронеровностей; у - плотность

обрабатываемого материала; 8' - полная поверхность обрабатываемой детали; V -продолжительность обработки; кв - коэффициент вытесненного металла, -

съем материала при единичном микрорезании- царапании.

Развивая этот подход М.А. Тамаркин [105], на основе теоретических и экспериментальных исследований доказал, что количество взаимодействий, приходящихся на единицу поверхности детали в единицу времени, носит случайный характер и предложил использовать методы теории вероятностей в качестве инструмента для описания характера протекания подобных процессов. Это позволило, во - первых, придать аналитическую стройность зависимостям для оценки технологического эффекта при обработке деталей свободными абразивными гранулами, а, во - вторых, раскрыть физический смысл коэффициентов, которые в уравнениях (1.3, 1.4) были эмпирического характера. Так зависимость для определения удельного съёма металла с поверхности при виброабразивной обработке была преобразована к виду:

где Р1 - геометрическая вероятность события, заключающегося в том, что любая точка квадрата упаковки покрывается пятном контакта за один цикл воздействия массы абразивных гранул; Р2 - вероятность события, заключающегося в том, что взаимодействие абразивной частицы с поверхностью детали приведет к микрорезанию; со - частота колебаний рабочей камеры, с"1; С[ -съем металла при единичном взаимодействии абразивной гранулы с поверхностью детали, кг; 5дет - площадь поверхности обрабатываемой детали;

- радиус абразивной гранулы.

Для описания физической сущности контактного взаимодействия абразивных гранул с обрабатываемой поверхностью большое количество работ посвящено обоснованию процесса перемещения гранул в материале детали [7, 11, 25, 49, 67, 69, 105, 120, 127 и др.].

Установлено [104], что при абразивном изнашивании энергия, затрачиваемая на отделение частиц, составляет 27% полной энергии разрушения. Остальная часть энергии расходуется на пластическую деформацию. Из этого следует, что в процессе взаимодействия абразивных гранул с обрабатываемой поверхностью значительную роль играет пластическая деформация и изменения физико механических характеристик металла.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шишкина Антонина Павловна, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агеев Е.П. Неравновесная термодинамика в вопросах и ответах / Е.П. Агеев. - М.: Эдиториал УРСС, 2001. - 136 с.

2. Аненко М.И. и др. Оптические приборы в машиностроении // Справочник. - М.: Машиностроение, 1974.- 238 с.

3. Анкудимов Ю.П. Свойства рабочих сред, используемых при вибрационной обработке деталей / Ю.П. Анкудимов, А.В. Талых, А.М. Силенко, А.П. Шишкина // Аспекты развития науки, образования и модернизации в промышленности: материалы IX регион. науч.- практ. конф. учреждений высш. и сред. проф. образования, г. Таганрог, 27 мая 2011 г. - Ростов н/Д: ДГТУ, 2012.- С. 62-66.

4. Бабичев А.П. Инструментальное обеспечение процессов обработки деталей в гранулированных средах / Бабичев А.П., Мотренко П.Д., Костенков С.А. и др.; под ред. д-ра техн. наук, проф. А.П. Бабичева. - Ростов н/Д: ДГТУ, 2011. - 267 с.

5. Бабичев А.П. Применение вибрационных технологий на операциях отделочно - зачистной обработки деталей. / А.П. Бабичев., П.Д. Мотренко., Л. К. Гиллеспи. -ДГТУ, - Ростов н/Д, 2010. - 285с.

6. Бабичев А.П. Исследование технологических основ процессов обработки деталей в среде колеблющихся тел с использованием низкочастотных вибраций: дис. ... д-ра техн. наук: 05.02.08 /Бабичев Анатолий Прокофьевич. - Ростов н /Д, 1975. - 462 с.

7. Бабичев А.П.,. Основы вибрационной технологии. 2 - е изд., перераб. И доп./ А.П. Бабичев, И.А. Бабичев - Ростов н /Д; ДГТУ, 2008. - С. 693.

8. Бабичев И. А., Бойко М.А. Технологические характеристики абразивных сред для отделочно - зачистных методов обработки. // Межвузовский сборник научных статей «Вопросы вибрационной технологии», - Ростов - на - Дону. 1999. - С. 52 - 53.

9. Бабичев А.П. Вибрационная механохимия в процессе отделочно-упрочняющей обработки и покрытий деталей / А.П. Бабичев, П.Д. Мотренко, В.В. Иванов, и др.: под ред. д-ра техн. наук, проф. А.П. Бабичева. - Ростов н /Д: ДГТУ, 2012. - 204 с.

10. Безъязычный В. Ф. Экспериментальное подтверждение малоцикловой усталостной природы фреттинг-изнашивания поверхностных слоев металлов / В. Ф. Безъязычный, Б. М. Драпкин, Р.В. Любимов, М.В. Тимофеев // Трение и износ. - Том 2. - №3. - Сентябрь, 2000.

11. Блехман И. И. Вибрационное перемещение / И. И. Блехман. - М.; Наука, 1968. - 465с.

12. Блехман И. И. Поведение сыпучих тел под действием вибрации. (И. И. Блехман // Вибрации в технике; справочник / - М: Наука, 1988 -Т. 4 - С. 78-98.

13. Бойко М.А., Ольховая И.С. Выбор обрабатывающих сред для вибрационной обработки. / Вопросы вибрационнй технологии / Межвузовский сборник научных статей. Изд. центр ДГТУ/ Ростов н - Дону. 2005. С 57 - 61.

14. Борн М., Вольф Э. Основы оптики // Издание 2-е, исправленное, под ред. Г.П. Матулевича, перевод с английского. - М.: Наука, 1973. - 719 с.

15. Ботвина, Л.Р. Кинетика разрушения конструкционных материалов / Л.Р. Ботвина. - М.: Наука, 1989. - 230 с.

16. Брюханова, Л.С. О длительной прочности металлов и влиянии на нее поверхностно-активных металлических расплавов / Л.С. Брюханова, И.А. Андреева, В.И. Лихтман // Физика твердого тела. - 1961. - Т.4. - №9. - С. 27742778.

17. Буглай Б.М. Исследование и нормализация чистоты поверхности древесины: дис. ... докт. техн. наук. / Буглай Борис Мартынович. - М., 1957. - 356 с.

18. Буглай Б.М. Технология отделки древесины // Издание 2-е, переработанное и дополненное. - М.: Лесная промышленность, 1973. - 304 с.

19. Буглай Б.М., Рыбин Б.М. О методах оценки блеска матированных лаковых покрытий // Деревообрабатывающая промышленность. - 1981. - № 10. -С. 8-11.

20. Булатов В.П. Временной фактор в исследовании изнашивания / В.П. Булатов, Ю.А. Фадин // Трение и износ. - Том 1. - №2 (сентябрь). - 1999.

21. Вильдт Е.О. Исследование трения и изнашивания при вибрациях / Е.О. Вильдт. - Под ред. А.В. Чичинадзе. - М.: АН СССР, 1975. - 54 с.

22. Владимиров В.И. Проблемы физики трения и изнашивания / В.И. Владимиров // Физика износостойкости поверхностей металлов. - Л.: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, АН СССР, 1988. - С. 8-41.

23. Войшвило Н.А. Отражение света шероховатой поверхностью стекла при больших углах падения освещающего пучка // Оптика и спектроскопия. - 1967. -т.22 - вып. 6. - С. 956-961.

24. Воронин Г.Ф. Основы термодинамики / Г.Ф. Воронин. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. - 192 с.

25. Гениев Г. А. Вопросы динамики сыпучей среды. - М.; ГИТТЛ, 1958. -

175 с.

26. Гершун А.А. Избранные труды по фотометрии и светотехнике. - М.: Физматгиз, 1958. - 556 с.

27. Гончаревич И.Ф. Теория вибрационной техники и технологии. / И.Ф. Гончаревич, К.В. Фролов. - М.; Наука 1981-319 с.

28. Городинский Г.М. Новый оптический метод исследования и контроля чистоты поверхностей плоского шлифованного стекла // Стекло и керамика. -1955. - №2. - С. 13-15.

29. Городинский Г.М. Оптика и спектроскопия. - 963. - т. 15. - С. 113.

30. Городинский Г.М., Шестов А.Н. К вопросу о влиянии вторичной структуры на рассеивающие свойства матовых стеклянных поверхностей // Оптика и спектроскопия. - 1970. - т. 29. - вып. 3. - С. 600-603.

31. Городинский Г.М. Исследование отражения света от матовых стеклянных поверхностей при больших углах падения: дис. ... канд. техн. наук / Городинский Григорий Михайлович. - Л., 1953. - 159 с.

32. Горячева И. Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии.- М.; Машиностроение, 1988. - 256с.

33. Громаковский Д.Г. Современные технологии и долговечность поверхностей трения при усталостном механизме изнашивания / Д.Г. Грома-ковский, В.А. Горохов, Г.А. Кулаков, Л.М. Рыбакова, И.Д. Ибатуллин // Трение и смазка в машинах и механизмах. - Вып. 3 (март). - 2006. - С. 11-20.

34. Громаковский Д.Г. Проблемы кинетики деформации и разрушения трущихся поверхностей / Д.Г. Громаковский, А.Г. Ковшов, И.Д. Ибатуллин / Вестник СамГТУ. Сер. Технические науки. - №11. - Самара: СамГТУ, 2001. - С. 67-74.

35. Громаковский Д.Г. Система понятий и структура моделей изнашивания / Д.Г. Громаковский // Трение и износ. - 1997. - Том 18. - №1. - С. 53-62.

36. Громаковский Д.Г. Проблемы и опыт обеспечения надежности и ресурса тяжелонагруженных узлов трения / Д.Г. Громаковский, И.Д. Ибатуллин, А.В. Дынников, И.А. Швидак, В.А. Николаев, В.И. Хаустов / Оборудование и инструмент для профессионалов. - Харьков: Центринформ. - Вып. 10 (69). - 2005. - С. 82-85.

37. Гуревич М.М. Введение в фотометрию. - Л.: Энергия, 1968. - 316 с.

38. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. - М.: Высшая школа, 1972. - 368 с.

39. Гуторов М.М. Основы светотехники и источники света. - М. Энергоатомиздат, 1983. - 384 с.

40. Димов Ю.В. К вопросу взаимодействия гранул с обрабатываемой поверхностью при объемной обработке / Ю.В. Димов, Г.В. Литовка // Пути интенсификации производственных процессов при механической обработке: сб. науч. ст.; ТПИ. - Томск, 1979. - С. 135-139.

41. Димов Ю.В. Силы на единичном зерне при обработке свободным абразивом / Ю.В. Димов // Совершенствование технологических процессов в машмностроении: сб. науч. ст. / ИПИ. - Иркутск, 1982. - С. 100-112.

42. Дроздов Ю.Н. Кинетика разрушения конструкционных сталей при трении / Ю.Н. Дроздов, Л.М. Рыбакова, И.П. Литвинов, Б.В. Павлик // Трение и износ. - 1989. - Т.10. - №5. - С. 773-778.

43. Дроздов Ю.Н. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. - М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

44. Дубинин А.Д. Энергетика трения и износа деталей / А.Д. Дубинин. - М., Киев: Машгиз, 1963.

45. Ермаков Ю. М. Комплексные способы эффективной обработки резанием [Текст] / Ю. М. Ермаков // Библиотека технолога. - М.: Машиностроение, 2003. -272 с.

46. Журков С.Н. Проблема прочности твердых тел / С.Н. Журков // ВестникАН СССР. - 1957. - №11. - С. 78-82.

47. Журков С.Н. Временная зависимость прочности твердого тела / С.Н. Журков, Б.Н. Нарзуллаев // Журнал технической физики. - Т.23. -Вып. 10. - 1953.

- С. 1677-1689.

48. Завражнова И.А. Метод оценки и разработка нормативов блеска защитно-декоративных покрытий на древесине и древесных материалах: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.05 / Завражнова Ирина Анатольевна. - М., 2015. - 211 с.

49. Зверовщиков А.Е. Технологическое обеспечение качества поверхностей деталей при многофункциональной центробежно-планетарной объемной обработки: дис.... д-ра техн. наук: 05.02.08 / Зверовщиков Александр Евгеньевич.

- Пенза, 2013. - 566 с.

50. Ибатуллин И.Д. Кинетика усталостного разрушения твердых сплавов /И.Д. Ибатуллин, Н.С. Нассиф // Вестник СГАУ. - №2 (10). - Часть 2. - Самара: СГАУ, 2006. - С. 228-234.

51. Ибатуллин И.Д. Моделирование изнашивания и оценка кинетических параметров разрушения материалов: дис...канд. техн. наук: 05.02.04 / Ибатуллин. Ильдар Дугласович. - Самара, 1996. - 178 с.

52. Ибатуллин И.Д. Кинетический критерий повреждаемости и разрушения поверхностных слоев, деформируемых трением / И.Д. Ибатуллин // Вестник СГАУ. - №2 (10). - Часть 2. - Самара: СГАУ, 2006. - С. 204-209.

53. Ибатуллин И.Д. Кинетика усталостной повреждаемости и разрушения поверхностных слоев: монография / И.Д. Ибатуллин. - Самара: Самар. гос. техн. у- т, 2008 - 387 с.

54. Ибатуллин И.Д. Совершенствование кинетической модели усталостного изнашивания поверхностей трения / И.Д. Ибатуллин, Д.Г. Громаковский, А.Г. Ковшов // Вестник СГАУ. - №2 (10). - Часть 2. - Самара: СГАУ, 2006. - С. 217222.

55. Иванов В.В., Лебедев В.А. Технология формирования декоративных покрытий на деталях из алюминиевых сплавов в условиях вибрационной обработки // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2005. - № 10.

56. Кайзер Д. Статистическая термодинамика неравновесных процессов / Д. Кайзер. - М. 6 Мир, 1990. - 608 с.

57. Киселёв С. П. Полирование металлов / Л.; Машиностроение, 1967. -

108 с.

58. Кизель В.А. Отражение света. - М.: Наука, 1973. - 351 с.

59. Костецкий Б.И., Натансон М.Э., Бершадский Л. И. Механохимические процессы при граничном трении. - М., Наука, 1972. - 292 с.

60. Копылов Ю.Р. Виброударное упрочнение / Ю.Р. Копылов / Воронежский институт МВД России. - Воронеж, 1999. - 386 с.

61. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. - М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

62. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, В.С. Комбалов. - М.: Машиностроение, 1977. - 525 с.

63. Крупеня Е.Ю. Моделирование процесса виброотделки детали средами органического происхождения / Е.Ю. Крупеня, В. А. Лебедев // Вестник Донского Государственного технического университета. Т. 10, № 1. - 2010. - С.55.

64. Крупеня Е.Ю. Спектр разновидностей применения сред в технологии вибрационной обработки деталей / Е.Ю. Крупеня, А.П. Шишкина // Наукоемкие комбинированные и виброволновые технологии обработки материалов: сборник трудов международной научно-технической конференции, 9-12 октября. - Ростов н/Д: ДГТУ, 2013. - С. 200-205.

65. Крупеня Е.Ю. Применение низкочастотных колебаний в технологическом процессе вибропротирки средами органического происхождения / Е.Ю. Крупеня., А.П. Шишкина, Т.М. Штанько // Современные тенденции развития и перспективы внедрения инновационных технологий в машиностроении, образовании и экономике: материалы II Международной научно-практической конференции, г. Азов, 2015 г. - Ростов н/Д: ДГТУ, 2015. - С. 111-117.

66. Крупеня Е.Ю. Вибропротирка деталей средами органического происхождения с применением низкочастотных колебаний / Е.Ю. Крупеня, А.П. Шишкина, Н.С. Макарова // Современные аспекты развития науки, образования и модернизации промышленности: сб.тр. Всерос. науч. -практ. конф. Технические науки (г. Таганрог, 20 мая 2016). - Ростов н/Д: ДГТУ, 2016. - С. 182-186.

67. Крупеня Е.Ю. Повышение эффективности вибрационной отделочной обработки деталей на основе применения сред органического происхождения : дис. ... канд. техн. наук : 05.02.08 / Крупеня Евгений Юрьевич. - Ростов-на-Дону, 2011. - 194 с.

68. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. - М.: ГТТИ, 1953.- 786 с.

69. Литовка Г.В. Вероятностно-статистическая система геометрических параметров гранул абразивного наполнителя как научная основа управления показателями вибрационной обработки: дис. д-ра техн. наук: 05.02.08 / Литовка Геннадий Васильевич. - Благовещенск, 1996. - 364 с.

70. Лебедев В.А. Технологические предпосылки применения сред органического происхождения в технологии виброобработки деталей / В.А. Лебедев, Е.Ю. Крупеня, А.П. Шишкина // Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки: сборник трудов международной научно-технической конференции (г. Ростов н/Д, 28 февраля 2013). - Ростов н/Д: ДГТУ, 2013. - С.147-154.

71. Лебедев В.А. Применение сред органического происхождения в технологии подготовки поверхности для нанесения покрытия / В.А. Лебедев, А.П. Шишкина // Аспекты развития науки, образования и модернизации промышленности: материалы XIII регион. науч.-практ. конф. учреждений высш. и сред. проф. образования, г. Таганрог, 21 мая 2015 г. - Ростов н/Д: ДГТУ, 2015.- С. 292-296.

72. Лебедев В.А. Эффективные технологии отделки поверхностей деталей на основе вибрационной обработки в органических средах / В.А. Лебедев, А.П. Шишкина // Современные аспекты развития науки, образования и модернизации промышленности: сб. тр. Всерос. науч.-практ. конф. Технические науки (г. Таганрог, 20 мая 2016). - Ростов н/Д: ДГТУ, 2016. - С. 166-168.

73. Лебедев В.А. Повышение качества виброотделки поверхностей высокоточных деталей средами органического происхождения / В.А. Лебедев, Шишкина А.П., Крупеня Е.Ю. // Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева. - №2(41) -Рыбинск: РГАТУ, 2017. - С.132-137.

74. Лукьянов В.С., Рудзит Я.А. Параметры шероховатости поверхности. -М.: Издательство стандартов, 1979. - 162 с.

75. Мартынов А.Н. Основы метода обработки деталей свободным абразивом, уплотненным инерционными силами. - Саратов: Изд-во Саратов. унта, 1981. - 212 с.

76. Марченко Е.А. Структурные изменения при разрушении металлов в условиях трения / Е.А. Марченко // Физика износостойкости поверхности металлов: сб. - Сост. А.Е. Романов. - Л.: ФТИ, 1988. - 229 с. - С. 89-93.

77. Мельников Ю.Ф. Светотехнические материалы // Учебное пособие для техникумов. - М.: Высшая школа, 1976. - 151 с.

78. Мельникова Е.П. Исследование технологических возможностей виброабразивной технологии (ВиАО) в условиях авторемонтного производста. / Вопросы вибрационной технологии / Межвузовский сборник научных статей. Изд. центр ДГТУ/ Ростов н - Дону. 2004. - С. 87 - 90.

79. Малкин Д.Д. Выбор абразивной среды для удаления заусенцев вибрационным методом / Д.Д. Малкин, Ю. А. Конопляников // Часы и часовые механизмы. - 1965. - № 2.

80. Мицай Л.В. О методах определения блеска лакокрасочных покрытий// Лакокрасочные материалы и их применение. - 1963. - № 6.

81. Мешков В.В. Основы светотехники // Издание второе, переработанное. Часть первая. - М.: Энергия, 1979. - 367 с.

82. Мороз В.М. Особенности изменения шероховатости поверхности при вибрационно - центробежной обработке (ВЦО) в среде байкалита / В.М. Мороз, А.М. Кондратюк// Оптимизация и интенсификация процессов отделочно -зачистной и упрочняющей обработки // РИСХМ. - Ростов н/Д, 1987.

83. Новоселов Ю.К., Татаркин Е.Ю. Обеспечение стабильности точности деталей при шлифовании. - Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 1988. - 128 с.

84. Обрадович К.А., Солодухо Ф.М. Рефлектометрический метод измерения шероховатости поверхности// Измерительная техника. - 1975. - № 1. - 179 с.

85. Орлов Е.А. Фотоэлектрический блескомер ФБ-2// Лакокрасочные материалы и их применение. - 1963. - № 2.

86. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для техн. вузов / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, И.А. Буше, И.А. Буяновский и др. - М.: Наука и техника, 1995. - 778 с.

87. Павлов П.А. Основы инженерных расчетов элементов машин на усталость и длительную прочность / П.А. Павлов. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1988. - 252 с.

88. Политов И.В. Вибрационная обработка деталей машин и приборов. / И.В. Политов, Н А Кузнецов - Л., Машиностроение, 1965-166с.

89. Полянский В.К. Оптические свойства шероховатых поверхностей и тонких мутных слоев: дис. ... канд. физ. - мат. наук / Полянский В.К. - Черновцы, 1969. - 154 с.

90. Пришивалко А.П. Отражение света от поглощающих сред. - Минск: АН БССР, 1963. - 430 с.

91. Политов И.В. Вибрационная очистка, шлифование, полирование деталей / И. В. Политов. - Л.; ЦНИИТмаш, 1962.

92. Польцер Г. Основы трения и изнашивания / Г. Польцер. - М.: Машиностроение, 1984. - 264 с.

93. Пришивалко А.П. Отражение света от поглощающих сред. - Минск: АН БССР, 1963. - 430 с.

94. Рыбин Б.М. Совершенствование технологических процессов формирования прозрачных матовых покрытий на древесине: дис ... докт. техн. наук: 05.21.05 / Рыбин Борис Матвеевич. - М., 1998. - 411 с.

95. Русинов М.М. Техническая оптика// Учебное пособие для вузов. - Л.: Машиностроение, 1979. - 488 с.

96. Регель В.Р. Кинетическая природа прочности твердых тел / В.Р. Регель, А.И. Слуцкер, Э.И. Томашевский. - М.: Наука, 1974. - 560 с.

97. Самарцев А.Г. Изучение и сравнительный анализ технического уровня оптикомеханических приборов. Методы отделки деталей фото- и -химоаппаратуры // Рукопись отчета по теме ГОИ. - М., 1971. - 121 с.

98. Самарцев А.Г., Синицкая Н.С. Оптикомеханическая промышленность. -1960. - №12. - С. 176

99. Самарцев А.Г., Чекмарев В.М. Отражение света рифленой поверхностью // Оптикомеханическая промышленность. - 1974. - № 11. - С. 3-5.

100. Самодумский Ю.М. Исследование режущих свойств абразивных сред при вибрационной обработке: дис....канд. техн. .наук / Самодумский Юрий Михайлович. - Томск, 1973. - 174 с.

101. Санамян В.Г. Повышение интенсивности процесса вибрационной обработки деталей за счет увеличения давления в рабочей камере: дис.. канд. техн. наук: 05.02.08 / Санамян Валерий Геворкович. - Ростов-н/Д., 1997. - 262 с.

102. Справочная книга по светотехнике // Под редакцией Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 472 с.

103. Субач А.П. Определение параметров загрузки контейнера объёмной вибрационной обработки. - Рига: Знание, 1973. - Вып. 27 - С.61 - 72.

104. Суслов А.Г. Качество машин. Справочник в 2- х томах т. М.; Машиностроение. 1995. - 192с.

105. Тамаркин М.А. Технологические основы оптимизации процессов обработки деталей свободными абразивами: дис. ... д-ра техн. наук: 05.02.08 / Тамаркин Михаил Аркадьевич: - Ростов-н/Д, 1995. - 310 с.

106. Трилисский В.Д. и др. Объемная центробежно-ротационная обработка деталей / НИИмаш, М., 1983. - 53с.

107. Топорец А.С. Зеркальное отражение от шероховатой поверхности // Оптика и спектроскопия. - 1964. - т. 16. - вып. 1. - С. 102.

108. Теоретические и прикладные проблемы рассеяния света // Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровных поверхностях. - Минск: Наука, 1972.

109. Топорец А.С., Мазуренко М.М., Игнатьева М.Г. Пространственное распределение света, рассеянного сильно мутными стеклами и шероховатой поверхностью // Оптикомеханическая промышленность. - 1974. - № 11. - С. 5-7.

110. Топорец А.С. Зеркальное отражение поляризованного света от шероховатой поверхности // Оптикомеханическая промышленность. - 1968.— №7. - С. 1-4.

111 . Топорец А.С. Фотометрический метод определения средней высоты микронеровностей шероховатой поверхности // Оптикомеханическая промышленность. - 1969. - № 6. - С. 60-64.

112. Федоров В.В. Термодинамические аспекты прочности и разрушения твердых тел / В.В. Федоров. - Ташкент: ФАН, 1985. - 175 с.

113. Фляйшер Г. Энергетический метод определения интенсивности износа / Г. Фляйшер // Исследования по триботехнике. - М: НИИМАШ, 1975.

114. Черепанов Г.П. Механика разрушения и кинетическая теория прочности / Г.П. Черепанов // Пробл. прочности. - 1989. - №11. - С. 3-8.

115. Членов В. А., Михайлов Н.В. Виброкипящий слой. - М., Наука, 1972. -

325 с.

116. Членов В. А., Михайлов Н. В. Сушка сыпучих материалов в виброкипящем слое. М., Стройиздат, 1967.

117. Шмальц Г. Качество поверхности. - М.-Л.: Машгиз, 1941. - 312 с.

118. Шевцов С.Н. Компьютерное моделирование динамики гранулированных сред в вибрационных технологических машинах. Ростов н/Д. Издательство СКНЦ ВШ - 194 с.

119. Шишкина А.П. Вибрационная обработка прецизионных деталей / А.П. Шишкина, С.В. Пархоменко // Сборник научных работ Азовского технологического института. - Ростов Н/Д: ДГТУ, 2008. - Стр. 42-47.

120. Шишкина А.П. Перспективы применения гранулированных сред органического происхождения в технологии виброобработки деталей / А.П. Шишкина, В.А. Лебедев, Е.Ю. Крупеня // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Шлифабразив-2014: сборник статей Международной научно-технической конференции г. Волжский, 9-11 сентября 2014 г. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2014. - С. 131-133.

121. Шишкина А.П. Технико-экономические предпосылки применения сред органического происхождения для получения функциональных покрытий в условиях виброволновых технологических систем / А.П. Шишкина, Е.Ю. Крупеня, В.А. Лебедев // Волновые, виброволновые технологии в машиностроении, металлообработке и других отраслях: сборник трудов международного научного симпозиума технологов-машиностроителей и механиков (Ростов на-Дону, 7-10 октября 2014 г.). - Ростов н/Д: ДГТУ, 2014. - С. 362-364.

122. Шишкина А.П. Применение сред органического происхождения для улучшения экологичности технологического процесса подготовки поверхности для нанесения покрытия / А.П. Шишкина, Е.Ю. Крупеня, Ю.Г. Еськов // Интегрированные, виброволновые технологии в машиностроении, металлообработке: сборник трудов по материалам международного симпозиума технологов-машиностроителей (Ростов н/Д, 30 сентября - 3 октября 2015г.). -Ростов н/Д: ДГТУ, 2015. - С. 475-478.

123. Шишкина А.П. Основные подходы к моделированию процессов виброотделки органическими гранулированными средами / А.П. Шишкина, Е.Ю. Крупеня, Н.С. Макарова // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации): мат-лы докл. VI Всерос. науч.-техн. конф. с. междунар. участием (Иркутск, 25-25 апреля, 2016 / под. ред. С.А. Зайдеса. -Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. - С.453-458.

124. Шишкина А.П. Эффективность вибрационной отделочной обработки деталей гранулированными органическими средами / А.П. Шишкина, В.А. Лебедев // Наукоемкие технологии на современном этапе развития машиностроения: материалы VIII Международной научно- технической конференции 19-21 мая 2016 г. - М.: Технополиграфцентр, 2016. - С. 262-264.

125. Шишкина А.П. Особенности виброотделки поверхностей деталей органическими гранулированными средами / А.П. Шишкина, Е.Ю. Крупеня, И.В. Давыдова // Перспективные направления развития финишных методов обработки деталей; виброволновые технологии: сборник трудов по материалам международного научного симпозиума технологов - машиностроителей (Ростов-на-Дону, 14-17 сентября 2016г.). - Ростов н/Д: ДГТУ, 2016. - С. 257-258.

126. Шишкина А.П. Моделирование процесса виброотделки поверхностей деталей косточковыми гранулированными органическими средами / А.П. Шишкина, А.В. Николаев, Е.Ю. Крупеня // Виброволновые процессы в технологии обработки высокотехнологичных деталей: сборник трудов. - Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2017. - С.27-29.

127. Шевцов С.Н. Моделирование динамики гранулированных сред при вибрационной отделочно-упрочняющей обработке: дис. ... д-ра техн. наук: 01.02.06, 05.02.08 / Шевцов Сергей Николаевич. - Ростов-на-Дону, 2001. - 322 с.

128. Шумячер В.М. Физико - химические процессы при финишной абразивной обработке. Монография / ВолгГАСУ. Волгоград, 2004. - 161 с.

129. Ящерицын П.И. Повышение эксплуатационных свойств шлифованных поверхностей / Минск. Наука и техника, 1966. - 378 с.

130. Ящерицын, П. И. Финишная обработка деталей уплотненным потоком свободного абразива [Текст] / П. И. Ящерицын, А. Н. Мартынов, А.Д. Гридин. -Минск: Наука и техника, 1978. - 224 с.

131. Babichev I.A., Prokopetch G.A. Formation of regular microrelief on surface while processing by multicontact vibrohitting tool | 2th International Technological-Scientific Conference. Polska/ Gorz:Wlkp / Lubniewice, 1993. P. 275278.

132. Bennet H., Portens I., J. Opt. Soc. Am., 51, 123, 1961.

133. Bennet H., Opt. Soc. Am., 53, 1389, 1963.

134. Bideau D., Hansen A. Disorder and Granular Media, Elsevior, (North Holland, Amsterdam), 1993, 178 p.

135. Bielmeyer W., Davidson G., J. Paint Technol. 41, 1969, 647.

136. Bremen C.E., Ghosh S.. and Wassgren C.R. Vertical oscillation of a bed of granular material //J. of Appl. Mech. - 1996, - Vol. 63,- No. 1. - pp. 156-161.

137. Coppersmith S.N. et al. Model for force fluctuation in bead pacs // Phys. Rev.E. - 1996 - Vol.53.-No.5. Pt. a. - pp. 4673-4685.

138. Lee, C. Evolutionary Modelling and Optimization of Grinding Processes / C. Lee, Y. Shin // International Journal of Production Research, 2000. - Vol. 38.

139. Lichthardt U., Peltz G., EinGert zur Messung des Glanzvermogens, Tarbe und Lack, 3, 1970.

140. Hasunuma H., Nava I., J. Phis. Soc. Japan, 11, 69, 1956.

141. Jaeger M„ Nagel S.R., Behringer R.P. Granular solids, liquids, and gases //Rev. Mod. Phvs.- 1996.-Vol.68,- pp. 1259-1273.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

£ГУ по НИР и ИД,

Полушкин О.О.

«Технология»

Русанов А.В.

АКТ

промышленных испытании влияния вибрационно-отделочной обработки на повышение качества антикоррозионных покрытий

Комиссия в составе специалистов ООО РТЦ «Технология»: зам. директора по качеству Зацепилина А.Н. и представителей ДГТУ: профессора кафедры «Технология машиностроения» Лебедева В.А., начальника отдела НИИ «Вибротехнология» ДГТУ Пастухова Ф.А. и аспиранта кафедры «Технология машиностроения» Шишкиной А.П., составила заключение о результатах промышленных испытаний влияния вибрационно-отделочной обработки на повышение качества антикоррозионных покрытий.

Нанесение антикоррозионного покрытия осуществлялось гальваническим методом на шайбы защитные АВИМ 711.341.047-01, изготовленные из Стали 20 ГОСТ 1050-88. В качестве технологической среды для покрытия использовался цинковый раствор.

Технология подготовки поверхности перед покрытием предусматривала отделочную обработку, которая проводилась по двум вариантам: 1) виброобработка в гранулированных абразивных средах ПТ 10x10 до достижения Яа=0,32 мкм; 2) виброобработка в гранулированных абразивных средах ПТ 10x10 и виброобработка в гранулированных органических средах из скорлупы ореха. Виброотделка проводились на лабораторно-промышленном оборудовании модели СВТ-5, с применением режимов, назначаемых с учетом технологических рекомендаций, предлагаемых в диссертационном исследовании.

Коррозионная стойкость покрытий определялась в соответствии с утвержденной на предприятии методикой.

В результате проведенных испытаний установлено, что применение вибрационной обработки косточковыми органическими средами в технологии подготовки поверхности под покрытие позволило повысить коррозионную стойкость поверхности шайб в 1,3 раза.

От ДГТУ:

Профессор, каф. «ТМ»

В.А.Лебедев

От ООО РТЦ «Технология» зам. директора по качеству

А.Н.Зацепилин

Приложение 2