«Методика сравнения и оптимизации условий для магнитно-абразивного полирования»

Y. M. Baron, S. L. Ko and J. I. Park
Перевод с английского: Гонопольский Н. Я.

Источник: http://www.premalab.re.kr

       В данной работе, предлагается сравнения и оптимизации условия для магнитно-абразивной обработки (МАО) , с учетом основных закономерностей в процессе MAО. Формулы для расчета критериев оптимизации создаются, когда процесс MAО используется для полировки, удаления заусенцев и других целей. Применение техники показано в эксперименте по оптимизации условий для удаления заусенцев после сверления методом MAО.

      Магнитно-абразивной обработка (МАО) используется для различных целей: полировки, удаления заусенцев, удаления дефектного слоя с поверхности, и т.д. В большинстве случаев, в этом методе используется магнитно-абразивный порошок (порошок), абразивный инструмент .

       Результаты MAО зависит от следующих условий которые необходимы для выполнения этой операции: конструкция оборудования и магнитного индуктора, характеристики магнитно-абразивного порошка, и режимы которые используются [1].

      Для разработки конкретной операции МАО необходимо сравнить изменение индуктивности, состав и зерно МАП и значение режимов с проведением опыта в рабочей среде. Чтобы сравнить результаты магнитно-абразивной обработки в различных условиях необходимо разработать и обосновать объективные критерии. Попытки выполнения этой задачи уже были предприняты [2].

       Эта работа является продолжением исследования, которые дали основание нового комплекса критериев для сравнения магнитно- абразивных порошков, в условиях магнитно-абразивной обработке, и конструкции оборудования.

      Методика сравнения Результатов MAО.Основные закономерности процесса МАО. Сравнение условий MAО будет объективным, если они получены с использованием основных закономерностей процесса. В MAО, припуск удаляется через магнитно-абразивной воздействия порошка. MAО не является линейным процессом. Чем больше его продолжительность, тем меньше интенсивность удаления материала [См. q (τ) в Рис. 1].

      Рисунок 1- Диаграммы основных закономерносте процесса MAО

      Причины этого уменьшения снимаемого материала поведение порошка и уменьшение его количества в рабочем зазоре или зоне. Зависимость массы удаленного припуска на продолжительность MAО является зависимостью производительности, как показано ниже:

      Где q – мг/см² является удалены массой от 1см² области рабочей поверхности за время τ; q₁, мг / (см 2 x мин) удалены массой от 1 – см² в первую минуту (1 секунда или 1 час может быть выбран в качестве единицы времени), и m < 1 является показателем который описывает уменьшение производительности процесса МАО.

      Когда целью MAО является скругление края заготовки, основной постоянной является радиус ρ от продолжительности MAО ρ = F (τ) аналогично уравнению. 1:

      где r_e – радиус (мм) края после τ мин. МАО; r_e1 – мм. радиус после одной минуты МАО, и z – показатель степени.

      Одновременно с удалением припуска или края скругления, происходит снижение шероховатости (полировка) рабочей поверхности в процессе MAО.

      Основная постоянная R_a = F (τ), будет зависимость (рис. 1): R_a = R_a-в – τ^yk_r, (3), где Rа относится к шероховатости рабочей поверхности после τ минут полировки; R_а-в – параметр R_a от исходной шероховатости до MAО, и k_Р, мкм / мин и у параметров зависимости.

      Когда MAО используется для удаления заусенцев, зависимость высоты заусенцев h_B от продолжительность MAО из h_B = F (τ) выглядит следующим уравнением:

      где h_B, мкм высота заусенцев после MAО продолжительностью τ; h_B-in мкм начальная высота заусенцев; k_h и τ_X параметры, описывающие твердость заусенцев и условие снятия заусенцев.

Сравнение критериев

       Задача удаления припуска может быть включена в технологическую операцию удаления дефектного слоя, краски, или окалины. Высота удаляемого слоя обычно находится в диапазоне 1-10 мкм. Именно поэтому она удобна для измерения удаленного припуска, особенно когда заготовка (или экспериментальных образцов) малых размеров. Уравнения. 1 выводится во время эксперимента, в котором меняется только один параметр, а остальные являются постоянными.

      Конструкция магнитного индуктор может быть также изменения из условий эксперимента. Параметры q₁ уравнения. 1 начальная производительность и показателя m < 1 отметка снижение производительности, когда продолжительность MAО растет. Это можно увидеть в следующей производной:

      Величина q_i учитывает удаленную массу в течение одной минуты . Как видно, что фактически конкретная q_i производительность c меньше показателя m. Так как параметры, q_i и m, могут быть использованы в качестве косвенных критериев для сравнения переменных параметров МАО.

      Более точные сравнения и оптимизация может быть выполнена с помощью следующей техники, которая применяются на примере MAО, т. е. от вала цилиндрической поверхности и n частоты вращения вала были изменены в ходе эксперимента, и уравнение. 1 было получено для каждого значения n. Таким образом могут быть получены обе зависимости, q₁ (n) и m (п). Время, необходимое для удаления же с учетом конкретных массы q, что и в формуле. 1, могут быть определены следующим образом:

      Необходимо использовать известный математический метод определения частоты вращения, обеспечивающей минимальный период времени, за который необходимо удалить припуск определенной массой q, так нужно определить частную производную и приравнять ее к нулю:

      Затем необходимо решить уравнение. 7, относительно частоты вращения n. Применение уравнения. 1 для выбора более эффективных магнитно-абразивного порошка показано в статье «Характеристика магнитно-абразивного отделочного метод и его применение для снятия заусенцев». В этом случае критерием для сравнения, Продолжительности MAO, τ = T_R-fin (рис. 1) для желаемой шероховатости Ra = R_a-пfin, могут быть получены из уравнения. 8, как показано ниже:

      Сравнение критерия для удаления заусенцев магнитно-абразивной обработкой. Критерием является время, необходимое для полного снятия заусенцев, τ_D-fin, которые могут быть получены подстановкой h_B = 0 в уравнении. 9, как показано в следующем уравнения (см. рис 1.):

      Методика, описанная выше, была проверена экспериментально при удалении заусенцев на стальных образцах после сверления.

Вывод

      Разработанная методика для сравнения магнитно-абразивных порошки и другие параметры позволяет определить оптимальные условия для полировки, удаления заусенцев, скругление края, и т.д. Кроме того, она позволяет выбрать более эффективный порошок и индуктор для MAО. Он использует следующие критерии для сравнения и оптимизации: начальная производительность, q_{1; показатель m для удаления припуска; время τр-fin для полировки; время τd-fin для полного удаления заусенцев и т.д.}

Список литературы

1. Y. M. Baron. Technology of Abrasive Finishing in the Magnetic Field. Leningrad: Mashinostroenie, 1975, 128 p. (Rus).

2. Y. M. Baron. Magnetic Abrasives and Magnetic Treatment of Products and Cutting Tools. Leningrad: Mashinostroenie, 1986. 172 p. (Rus).

3. Sung-Lim Ko, Jeong Won Chae, Jung Il Park, Yury Michailovich Baron, and Vladimir Sidorovich. Polishuk. “Development of an Effective Magnetic Abrasive Deburring Method using a Vibratory Table.” Proc. on the 7th Int. Conf. “Burr Formation, Deburring and Surface Finishing,” 2004, Berkeley, CA, USA, pp. 355-363 (Eng).