Дослідження сил лобового опору, що виникають в магнітно–абразивному інструменті при обробленні циліндричних деталей в кільцевій ванні
Вантажиться...
Дата
2022
DOI
doi.org/10.20998/2079-004X.2022.2(6).03
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Розроблено методику та виконано систематичні дослідження по вимірюванню сил лобового опору, що виникають в магнітно-абразивному інструменті (МАІ) при обробленні циліндричних деталей діаметром 16 мм і висотою 30 мм, виготовлених з пара-, феро- та діамагнітних матеріалів, в кільцевій камері діаметром 200 мм з робочою висотою 30 мм при швидкостях оброблення в діапазоні 1 – 3 м/с, магнітній індукції в робочих зонах, що змінюється в діапазоні 0,2 – 0,25 Тл. Показано, що сили опору суттєво залежать від магнітних та реологічних властивостей магнітно-абразивного інструменту. При магнітно–абразивному обробленні (МАО) лобовий опір для немагнітних деталей практично однаковий і не залежить від швидкості оброблення, а зі збільшенням магнітної індукції у робочих зонах має місце його лінійне зростання. Коефіцієнт збільшення лобового опору, що визначається магнітним полем, для порошків розміром частинок 400/315 мкм становить 960 Н/Тл, а для розміру 200/100 мкм – 720 Н/Тл. Показано, що сили лобового опору при МАО феромагнітних зразків змінюються в діапазоні від 160 до 220 Н та в 1,2 – 1,45 разів вищі, ніж для немагнітних деталей, що пов'язано з дією сил магнітного походження, особливостями взаємодії структурних елементів МАІ з оброблюваними поверхнями та формуванням зон заклинювання між поверхнею деталі та полюсними наконечниками кільцевої ванни. Встановлено періодичну зміну сил опору МАІ оброблюваній деталі поблизу їх середнього значення, а при підвищених швидкостях МАО понад 2 – 2,5 м/с зафіксовані нестійкості, пов'язані з періодичним зменшенням амплітуд коливань сил опору внаслідок перебудови, зміни розмірів та об'ємів структурних елементів магнітно-абразивного інструменту та умов їх взаємодії з оброблюваними поверхнями.
The method has been developed and systematic studies have been carried out to measure the drag forces, that exerted by a magneto-abrasive tool on machined cylindrical parts with a diameter of 16 mm and the height of 30 mm, made of para-, ferro- and diamagnetic materials, in an annular working zone with the diameter of 200 mm with the working height of 30 mm at machining speeds in the range of 1 - 3 m / s, magnetic induction in the working areas varying in the range of 0.2 - 0.25 T. It is shown that the drag forces significantly depend on the magnetic and rheological properties of the magneto-abrasive tool. During magneto-abrasive finishing (MAF), the drag force for non-magnetic parts is almost the same and does not depend on the machining speed, and with an increase in magnetic induction in the working areas, its linear growth takes place. The coefficient of magnification of drag force determined by the magnetic field, for powders with a particle size of 400/315 µm is 960 N/T, and for a size of 200/100 µm it is 720 N/T. It is shown that the drag forces during the MAF of ferromagnetic parts vary in the range from 160 to 220 N and are 1.2–1.45 times higher than for non-magnetic parts, which is due to the action of forces of magnetic origin, the features of the interaction of structural elements of MAT with machined surfaces and the formation of blocking up zones between the surface of the part and the pole pieces of the annular bath. The periodic change in the drag forces of the MAT of the workpiece was established near their average value, and at elevated MAF speeds of more than 2–2.5 m/s, instabilities were recorded associated with a periodic decrease in the oscillation amplitudes of the drag forces as a result of rearrangement, changes in the dimensions and volumes of the structural elements of the magneto-abrasive tool and the conditions of their interaction with the machined surfaces.
The method has been developed and systematic studies have been carried out to measure the drag forces, that exerted by a magneto-abrasive tool on machined cylindrical parts with a diameter of 16 mm and the height of 30 mm, made of para-, ferro- and diamagnetic materials, in an annular working zone with the diameter of 200 mm with the working height of 30 mm at machining speeds in the range of 1 - 3 m / s, magnetic induction in the working areas varying in the range of 0.2 - 0.25 T. It is shown that the drag forces significantly depend on the magnetic and rheological properties of the magneto-abrasive tool. During magneto-abrasive finishing (MAF), the drag force for non-magnetic parts is almost the same and does not depend on the machining speed, and with an increase in magnetic induction in the working areas, its linear growth takes place. The coefficient of magnification of drag force determined by the magnetic field, for powders with a particle size of 400/315 µm is 960 N/T, and for a size of 200/100 µm it is 720 N/T. It is shown that the drag forces during the MAF of ferromagnetic parts vary in the range from 160 to 220 N and are 1.2–1.45 times higher than for non-magnetic parts, which is due to the action of forces of magnetic origin, the features of the interaction of structural elements of MAT with machined surfaces and the formation of blocking up zones between the surface of the part and the pole pieces of the annular bath. The periodic change in the drag forces of the MAT of the workpiece was established near their average value, and at elevated MAF speeds of more than 2–2.5 m/s, instabilities were recorded associated with a periodic decrease in the oscillation amplitudes of the drag forces as a result of rearrangement, changes in the dimensions and volumes of the structural elements of the magneto-abrasive tool and the conditions of their interaction with the machined surfaces.
Опис
Ключові слова
магнітно-абразивне оброблення, магнітно-абразивний інструмент, сила лобового опору, магнітна індукція, кільцева робоча зона, magneto-abrasive finishing, magneto-abrasive tool, drag force, magnetic induction, annular working area
Бібліографічний опис
Дослідження сил лобового опору, що виникають в магнітно–абразивному інструменті при обробленні циліндричних деталей в кільцевій ванні / В. С. Майборода, Д. Ю. Джулій, Ю. Й. Бесарабець, І. В. Слободянюк, К. О. Заставський // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Технології в машинобудуванні : зб. наук. пр. = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Techniques in a machine industry : col. of sci. papers. – Харків : НТУ "ХПІ", 2022. – № 2 (6). – С. 16-22.