автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Совершенствование процессов формообразования сферических поверхностей оптических деталей с применением УЗК и пневмоцентробежной обработки

РГи ОЛ

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ Т ' ПАЛ ОТ АКАДЕМИЯ

УДК 629.0184.621.923.74.048.6

ФИЛОНОВА Марина Игоревна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ УЗК И ПНЕВМ0ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОБРАБОТКИ

05.03.01 - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструменты

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1997

Работа выполнена на. кафедре "Конструирование и производство приборов" Белорусской государственной политехнической академии.

Научный руководитель

Официальные одпоненты:

доктор технических наук профессор М.Г.Киселев.

доктор технических наук, профессор Н.Б.Спиридонов;

кандидат технических наук, доцент,лауреат госпремии СССР Ю.Ф.Ляшук,

Оппонирующая оргаиивация

- ШТИОС и ВТ

Защита состоится " 1997 г. в &

часов на

заседании специализированного совета в Белорус-

ской государственной политехнической академии по адресу: 220027. г. МИНСК, Пр. Ф. Скорины, 66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГПЛ,

Автореферат разослан

■' 1997 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, яоиент

В.И.Кдевэович © Филонова,М.И., 199?

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа . В обпей проблеме совершенствования процессов механической обработки деталей машин и приборов,технологического оборудования и инструментов в последнее время выдвигаются требования снижения энергопотребления и материалоёмкости. В связи с этим всё большее значение приобретает поиск новых технических решений,нетрадиционных методов обработки, сочетающих в себе использований разнообразных физических и химических явлений и эффектов.

Немаловажное значение при этом приобретает исследование наилучшего сочетания массовых,геометрических,кинематических и энергетических характеристик технологической системы.При отсутствии материальных средств на изготовление и апробацию промышленного образца.а часто и времени на нахождение оптимальных соотношений,на первый план втаодат методы численных исследований на основе математических моделей.Такие теоретические исследования во многом помогают решать проблемы практического использования и поиска наилучшего сочетания параметров новых способов обработки,станков и инструментов.

Связь работы с крупными научными программами .темами выражается в конкретных предложениях при разработке новых технических решений,защищенных авторскими свидетельствами.Эти разработки были проведены при выполнении хоздоговорных работ с Минским 1МТИ0П и Вологодским оптико - механическим заводом.Исследования по интенсификации процессов поверхностной обработки в условиях обкатки проведены в соответствии с планом работы в разках Республиканской лрограумы "Инструмент".

Цель и задачи исследования : совершенствование традиционных и создание новых способов.устройств.станков и инструментов для обработки оптических деталей,разработка математических моделей и алгоритмов численных исследований для поиска наиболее рационального сочетания их параметров,обеспечивающих повышение производительности процесса и качества обработанной поверхности путём применения ультразвука и среды под давлением.Исходя из этого в работе решены следукщие задачи .-предложена математическая модель .объясняющая эффекгивность использования ультразвука.разработан способ,совершенствован инструмент и решен вопрос

автоматизации обработки стеклянных шариков с применением среды под давлением, а такие создана имитационная математическая модель .позволившая найти наиболее рациональное сочетание геометрических .кинематичеажх и массовых, характеристик. устройства, обеспечивающих снижение динамической нагруженности,энергопотребления и повышение производительности обработки шариков для мккрооптики.

Научная новизна полученных результатов.Разработана математическая модель,позволяющая .установить, количественную связь меиду знергосшовшга и амплитудными характеристика),« системы УЗК с массово - геометрическими,кинематическими и упругими свойствами гоны контакта промежуточного элемента в процессе обкатки.

Выявлены количественные связи интенсивности сьёма припуска с конфигурацией рабочей поверхности инструмента для пневмоцеит-робежной обработки иариксЕ.а также массово - геометрическими и кинематическими параметрами устройства.Разработаны на основе этих связей математические модели,позволяющие•реализовать численные исследования процессов формообразования сферических поверхностей в части поиска наиболее рациональных сочетаний кинематических и размерных характеристик,обеспечивающих повышение производительности при снижении энергозатрат и динамической нагруженности устройства.

Практическая значимость полученных результатов .Расширены технологические возможности использования методов обкатки для поверхностной обработки 8а счет рационального сочетания параметров УЗК и кинематики шарика в рабочей зоне.Разработан новый способ шаржирования • .поверхностей и станок для его осуществления. Предложены новые устройства и схемы станков для обработки сферических поверхностей- оптических деталей.Разработан способ пневмоцентробежной обработки шариков,а также проведены теоретические и экспериментальные исследования«которые позволили предложить направления интенсификации процесса формообразования стеклянных шариков из заготовок,имеющих форму,отличьую ьт сферической (кубическую,эллипсоидную и т.п.).Результаты работы использованы в учебном процессе,в частности, на основе предложенных технических решений поставлены новые лабораторные работы. Разработанные математические модели используются в курсовых и

дипломных проектах.

Экономическая значимость полученных результатов заключается в возможности {юрмообразования сферических и асферических изделий из неметаллических _ материалов (камня,керамики и т.п.),тлеющих самую разнообразную исходную форму.Экономическая целесообразность предлагаемого метода основана на использовании вместо традиционного электромеханического привода станков энергии среды под давлением (в частности,сжатого воздуха). Этим достигается снижение материалоёмкости технологического оборудования яз - за отсутствия необходимости в традиционных передаточных и исполнительных механизмах.Снижается такке и энергопотребление из - за существенного сокращения количества промежуточных элементов в кинематической цепи "Привода станка.

Основные положения диссертации,выносимые на защиту : новые технические решения,обеспечивающие повышение производительности процессов и качества обработанных сферических поверхностей при снижении, энергопотребления и материалоёмкости технологического оборудования;

алгоритмы численных исследований,позволяющие найти наилучшие сочетания геометрических, массовых и кинематических характеристик предлагаемых устройств,обеспечивающих повышение производительности процесса и качества обработанных поверхностей;

теоретико-экспериментальные исследования эффективности обработки стеклянных шариков со сложной кинематикой и методика количественной оценки динамической нагруженности устройства;

У результаты экспериментальных исследований новых технических решений с оптимальными геометрическими и кинематическими параметрами.

Личный вклад соискателя заключается в разработке конкретных параметров новых способов,устройств и станков,а также математических моделей и алгоритмов численных исследований,позволяющих решать некоторые проблемы интенсификации процессов поверхностной обработки в условиях обкатки.

Апробация результатов диссертации .Результаты исследований докладывались на научно - технических конференциях Белорусской политехнической академии в 1988,1992,1995г.,а тагае на Международной конференции "Колебания и волны в экологии,технологичес-

ких процессах и диагностике",Минск,1893, на Международной научно - технической конференции "Отделочно - упрочняющая технология в машиностроении",Минск,1994 , на ¥евдународной научно -технической конференции' "Совершенствование процессов финишной обработки в машине- и приборостроении,экология и защита окружающей среды",Минск,1995, на научно - технической конференции,посвященной 75 -- летию БГПА,Минск, 1995.

Опубликованность результатов.Результаты диссертации опубликованы в 5-ти статьях журналов: "Известия АН БССР", "СТИН" , "Оптический журнал",в 6-ти сборниках тезисов докладов конференций, в 3-х авторских свидетельствах.

Структура и объём диссертации .Диссертация состоит из введения, четырёх глав,основных выводов и содержит 83 страницы ма-шшошсбого чекста, 3 таблицы, 31 рисунок,список использованных источников из 94 наименований и приложения на 19 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена оценка современного состояния проблемы формообразования поверхностей оптических деталей.Дано обоснование необходимости поиска новых способов обработки и совершенствования математических моделей процессов поверхностной обработки.

В' первой главе в основу обвора и анализа литературы и патентных источников положены геометрические и кинематические особенности известных технических решений,определяющие их перспективность .

Предложена классификация схем станков и устройств но кинематическому признаку,позволяющая Еыделить направление поиска совершенствования технологического оборудования.

Показана перспективность схем обработки с планетарным слолишм движением инструмента (да наличии двух вращательных) в отличие от сочетания вращательного с возвратно-вращаталышм,положенного в основу большинства станков,используемых в оптико-механической промышленности.

Затронуты особенности управления процессом окончательной обработки.

Показала проблематичность использования некоторых схем

станков для обработки сферических поверхностей диаметром 15мм и менее,а также перспективность использования УЗК в процессах поверхностной обработки методом обкатки.Показана возможность повышения эффективности воздействия УЗК при наличии виброударного резонанса ("свободного" шарика) .Применение УЗК эффективно и в процессах обработки шариков.Во всех случаях использование УЗК в процессах поверхностной обработки наиболее эффективно при наличии параметрических резонансов,когда частота изменения упругих и инерционно-массовых свойств тела качения становится соизмеримой с частотой собственных колебаний системы.

Проведён анализ возможности формообразования сферических поверхностей в потоке среды под давлением во взвешенном состоянии при отсутствии поступательного движения.Сделан вывод о том,что такой режим обработки для стеклянных шариков неприемлем, в особенности если исходная эаготовка имеет кубическую форму.

Проведён анализ направлений совершенствования пневмоцент-робежной обработки шариков методом обкатки.Наиболее приемлемым для обработки стеклянных шариков является способ,при котором заготовки размещают между двумя соосно расположенными инструментами с коническими рабочими поверхностями и вращают их вокруг оси инструментов посредством среды под давлением,направленной тангенциально рабочим поверхностям.Такой способ отличается стабильностью качества обрабатываемых поверхностей и простотой конструкции инструмента.

Во второй главе приведены результаты исследований по совершенствованию математических моделей и повышению эффективности процессов поверхностной обработки е условиях обкатки с использованием УЗК.

Предложено рассматривать рабочую зону контакта шарика (инструмента или обрабатываемой детали) как активный элемент

колебательной системы.В понятие добротности и резонанса введены

*

переменные характеристики (геометрические и кинематические), происходящие с шариком и зоной контакта при качении с периодически изменяющейся нагрузкой.Анализ экспериментальных исследований процессов поверхностной обработки с использованием УЗК.указывает на нестабильность параметров качества процесса. Часто это объясняется тем,что оценка эксплуатационных харак-

теристки УЗК проводилась без учёта массово - геометрических и кинематических .характеристик шарика и упругих свойств зоны контакта.

Практика применения ультразвуковых колебаний указывает на возможность интенсификации как процессов обработки шариков,так и в случае использования их в качестве инструмента для поверхностной упрочняющей обработки.

Обвдюсть рассматриваемых процессов может быть сведена к оценке динамических сил и моментов,обусловленных сочетанием скоростей Уео,переносного и относительного Уг движений,а также жесткостных характеристик зоны контакта (рис.1).Перемещение

Рис., ).' Динамическая модель виброударного контактного взаимодей- • ствия в процессе обработки (обкатки); 1 - приведенная ыас^ га; 2 - шарик; 3 - прувины, имитирующие податливость зоны контакта; 4 - обрабатываемая поверхность

центра О на величину Зо в направлении Уо® и перемещение его на величину Зг в направлении Уг связаны соотношением 1Г » Зг/Уг = « Бо/Уо-Эффект воздействия УЗК характерен изменением кинематического радиуса гк » \0в /и ..Это означает,что момент инерции 1с шарика относительно оси,проходящей через точку С,будет переменным (рис.1) .'Тогда кинетическая энергия шарика массой т Т = 1/2 1с<1>2 = 1/2(10 + яг2!<)и)2, будет величиной переменкой, зависящей от угла поворота у.Здесь 10 - осевой. момент инерции относительно параллельной оси.проходящей через точку 0..

Учитывая,что ёг/с!? = Уг/м ,и то,что сЗТ/с!ч> = Мл, получено уравнение динамического момента,связквающее_ массовые 10,тп и кинематические м, в = сЫсИ, Уг = с!гк характеристики шарика с параметрами системы УЗК:

Мд = (10 + 1Т1Г)<2)е + и гк т.

Это выражение дает возможность • объяснить эффект поверхностной обработки методом обкатки с использованием УЗК и наметить пути наиболее рационального сочетания их параметров.

В отличие от колебательных процессов:в наием случае рассматривается воздействие на систему кратковременных повторяющихся импульсов.После приложения очередного импульса тпУ смещение х сохраняет своё значение,но скорость мгновенно меняется на величину (тп/т)Уг и определяется соотношением

ТПп

х * - р Хс?з1п рс + х0сог рЬ + -- Уг .

ш

/-

где р = ]/ с/т - частота собственных колебаний в направлении X (рис. 1).Здесь (пп ~ приведенная масса:

о Уео и

Ид » т + 10(— )2 + т (--)2 +----,

уг Уг на2 ■

где в и а - сжимаемость среды и скорость звука - энер-1гия единицу объёма звуковой волны.

Полученные соотношения позволяют во многом объяснить возникновение устойчивых низкочастотных колебаний,определяющих эффект использования УЗК в процрссах .поверхностной обработки.

В третьей главе рассматривается возможность интенсификации процессов обработки стеклянных шариков за счёт усложнения их кинематики.Это осуществляется за счёт сообщения инструменту .двух возвратно-вращательных движений вокруг осей,.точка пересечения которых не совпадает с осью' симметрии инструментов (рис.2).На шарик в процессе его обкатывания по рабочим поверх-

Рис.2.Схема движения системы координат связанной с обра-

батываемой деталью 1,при наличии сложного движения плоскости 2, совпадающей о центрами шариков,со скоростями ыг и «з

ностям инструмента со скоростью мг действует сила

Г = - т.(аг + а^ ч- ак),

где аг = (мГ1х7г)+(е1хг) =_ ++(Гг^Ц+(%-<г);

ах. = + шз)х ?г.Здесь V« «г*? ;70 = («г + <»>з)х Ц еь«!;

- угловые ускорения и скоростаг-относительного и переносного движений соответственно.Скорость переносного движения

Шв = <и2 + ИЗ.

Векторные уравнения записаны в проекциях на оси подвижной системы XI У} Ъ\ и не поденной системы Хо ^о 2.0 координат. Первая система координат позволяет исследовать энергосиловые характеристики процесса обработки и возможности оптимизации соотношения геометрических 1,1,г и кинематических щ,и>2>ь>з характеристик параметров устройства^. Вторая позволяет оценить динамическую нагружениость устройства в соответствии с этими'параметрами.

Предложена конструкция рабочей зоны инструмента,обеспечивающая интенсификацию процесса формообразования при использовании заготовок некруглой формы,даже в виде отходов оптического производства Лакой инструмент позволяет совместить грубое,среднее и топкое шлифование.Результаты обработки кубических заготовок с размером ребра 10мм с использованием сжатого воздуха 0,36 МПа представлены на рис.3.

Эксперименты показали,что производительность процесса во многом определяется кинематикой заготовки в рабочей зоне.Разработана конструкция автоматической линии для обработки шариков с использонанием апробированных способов и устройств.

В четвертей главе приведены результаты численных и экспериментальных исследований процесса обработки стеклянных шариков.

Проведён анализ экспериментальных исследований по определению технологических характеристик и рациональных режимов ультразвуковой доводки стальных и стеклянных шариков матого диаметра. При использовании УЗК производительность процесса и точность обработанных шариков увеличиваются в первые Ю - ГЛ минут, после чего эффективность воздействия УЗК несколько снижается. Ударно -фрикционный контакт шариков с доводочными дисками

Рис.3.Изменение 3 длины диагонали (1,2) и размеров ребра О'и 2') кубической Багетовки с неподвижным (1 и 1') и вращающемся со скоростью 5,2с"1 нижним диском (2,2' )

приводят к выравниванию разноразмерное™ обрабатываемых деталей в партии в теч'ение первых пяти минут:

Увеличение статической нагрузки приводит к уменьшению хрупкости.При нагрузках на шарик менее 0,6Н помимо ультразвуковых колебаний возбуждаются низкочастотные колебания с частотой 500 - 2500 Гц и амплитудой 0,12мкм. Такой виброударный резонансный режим способствует увеличению съёма припуска,но точность обработанных деталей уменьшается.При нагрузках на шарик больше 16Н влияние используемой системы УЗК на процесс доводки практи-

чески не сказывается. Зависимость точности обработанных шариков от частоты вращения доводочного диска указывает на то,что в исследуемом диапазоне масс.размеров и сил наиболее выгодным является диапазон 150 - 225 об/мин.

Анализ, использования УЗ К для обработки стеклянных шариков указывает на возможность повышения производительности процесса их предварительной обработки иа кубических заготовок с размером грани 12-15 ш.При этом исходные заготовки в начале подвергались кругленио. Верхний диск был изготовлен из материала Д16Т твёрдостью 60НВ.Нижний диск изготавливался из латуни ДС 59 - 1Л твёрдостью ЗОНВ.Обработка проводилась в V-образной канавке с углом при вершине 90°.В условиях проводимых экспериментов максимальная точность обработки достигалась при нагрузке 0,15Н/иар и окружной скорости нижнего диска 0,7 - 1,0 м/с.

Проведен расчёт результирующей максимальной силы Гщах, воздействующей на заготовки в рабочей зоне при реализации метода ЩО с усложнённой кинематикой инструментов.При этом устаноз-лено.что для эффективного использования предложенного способа переносная скорость изделий должна составлять не менее 62,8 с"1.

Показано,что при любой скорости и] в исследуемом диапазоне действующая на шарик сила практически совпадает с- прямой, про-1 ходящей через центр рабочей зоны и центр заготовки, т.е. в методе ПЦО реализуется процесс формообразования шариков из заготовок некруглой формы по оптимальной схеме.

Определено, что наиболее выгодное значение скоростей воа-вратно-вращательного движения «инструментов вокруг осей Хг и Чг составляет соответственно 17,8 и 12,6 с"1.

Выявлено, что Ртах возрастает с увеличением диаметра инструментов и в меньшей степени зависит от их удаления I. относительно точки пересечения осей Хг и Уг.Поэтому для уменьшения динамической нагруженкости устройства целесообразно применять минимальное значение I, а при выборе диаметра инструмента следует принимать во внимание тип производства и технические возможности изготовления инструментов того или иного диаметра,учитывая , что с увеличением рабочей зоны возрастает интенсивность съёма припуска и количество одновременно обрабатываемых заготовок.

Обосновано, что на практике метод пневмоцентробежной обработки шариков при усложнённой их кинематике может быть успешно реализован на серийных станках мод, Ш, если их снабдить несложным устройством,не содержащим дополнительного привода.

Проведенные экспериментальные исследования подтвердили теоретический вывод о том, что производительность обработки шариков в поле сил инерции возрастает, если инструментам сообщить два возвратно-вращательных движения вокруг взаимно перпендикулярных осей, причем увеличение частоты этих движений также способствует интенсификации процесса. Ери этом замечено, что точность геометрической формы шариков и шероховатость их поверхности определяются зернистостью алмаза в рабочих участках и практически не зависят от остальных факторов.

Выполнена оценка динамической нагруженное™ устройства для обработга* стеклянных шариков с усложнённой их кинематикой.Показано, ч^о сила,действующая на опоры устройства, определяется, в основном, колебаниями инструментов вокруг оси Х-г, а на её величину в большей степени сказывается количество заготовок в рабочей зоне и в меньшей - масса жструментор. Что же касается крутящих моментов, возникающих в опорах устройства, то установлено, что они зависят преимущественно от амплитуды колебательных движений инструментов, при этом максимальное значение моментов не совпадает с оптимальной величиной упомянутой амплитуды. Последняя из выявленных характеристик процесса является положительным фактором принятого способа формообразования шаровидных деталей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.В результате проведенного ацадиза технических решений в области обработки сферических поверхностей оптических деталей установлено,что формообразование стеклянных шариков диаметром до 16 мм наиболее эффективно., проводить с наложением ультразвуковых колебаний и использованием .среда под давлением . 2.Разработана математически модель, устанавливающая количественную связь между энергосиловыми и амплитудными характеристиками системы УЗК с её массово~геоь'=грическимк,а также упругими

свойствами рабочей зоны.контакта как активного элемента колебательной системы.Это позволило выявить условия,обеспечивающие стабильность параметров качества г. повышение производительности процесс;-, обработки. -

3.Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования метода пнёвмоцентробекнок обработки стеклянных иариков с усложнённой их кинематикой,позволяющего, повысить производительность процесса на 40 X, а также снизить металлоёмкость технологического оборудования и его энергопотребление болёе чем в 3 раза по сравненью с традиционными методами обработки, в том числе и с наложением ультразвуковых колебаний. '

4.Предложен метод,разработано и апробировано устройство, позволяющее повысить скорости составного движения заготовки в рабочей зоне.На основе численных исследований выявлены рациональные геометрические, кинематические и массовые параметры входных звеньев исполнительного механизма, позволяющие повысить производительность процесса формообразования.Проведенные исследования положены в основу лабораторной работы по кинетике формообразования стеклянных шариков из вагоговок некруглой формы.

5.На основе численных и экспериментальных исследований показано, что эффективность использования лневмоцентробежной об-' работки с усложнённой кинематикой заготовок зависит от соотношения частот составного колебательного и переносного движений соответственно инструментов и заготовок, которое следует выбирать в пределах от 1/25 до 1/20 на стадии предварительной обработки и назначать в диапазоне .от 1/2 до 1/4 при проведении финишных операций формообразования.

6.Установлена функциональная связь сил и крутящих моментов, действующих на опоры ставка, с геометрическими, кинематическими и массовыми характеристиками выходных звеньев исполнительного механизма.На основе численных исследований выявлены режимы,обеспечивающее снижение динамической нагруженности оборудования .

7.Разработан и освоен в производстве инструмент для пнев-моцентробежной обработки с усовершенствованно:1- рабочей зоной в виде шарового пояса.П<?лучены аналитические зависимости для расчёта геометрических параметров данного инструмента и ширины рабочих участков предварительной и окончательной обработки, По!са-

вшга, что предложенное техническое решение позволяет увеличить прозвоцительность процесса формообразования стеклянных шариков из заготовок некруглой формы на 15 X .

Список опубликованных автором работ по теме диссертации

1.А.С.1093499 СССР.МКИ В 24 В 13/00.Устройство для обработки, оптических поверхностей/И.П.Филонов,И.И.Дьяков, В.М.Климович и М.И. Филонова/СССР/.- N3571128/08; Заявлено 1.04.83;Опубл. 23.05.84.Евл.N19.

2.Л,С.1110613 СССР,МНИ В 24 В 13/00.Устройство для обработки оптических поверхностей деталей / И.П.Филонов, И.И.Дьяков, В.М.Климович , М.Я.Филонова /СССР/ .- N3598264/08 ; Заявлено 3.06.83.Опубл.30.06.84.Бюл. N32.

3.А. С.1332688 СССР.МКИ В24В 57/00. Способ шаржирования диска и станок для его осуществления.М.Г.Киселёв,М.И.Филонова/СССР/

- N3986276/31 - С8;3аявл.б.12.15;0публ.22.04.37,Вол.N 32.

4.Киселёв М.Г..Филонова М.И.Математическое моделирование виброударного резонанса в процессах ультразвуковой поверхностной обработки материалов/' Весц1 АН БССР. Сер. физ. -техн.наук. - Минск,1987. - 15с.- Деп.в ВИНИТИ 06.11.87,N7774

- В87.

5.Киселев М.Г..Филонова М.И.Методика количественной оценки эффективности процесса виброобкатывания// Весцз АН БССР. Сер. ($13. тэхн. навук. Минск. 1Я87.- Ис.-Деп.в ВИНИТИ 06. И.87,N 7777 - В 87.

6.Филонова М.И..Киселёв М.Г.Динамика контактного взаимодействия при оСработке шариков с использованием ультразвуковых колеОаиий//Колебания и болны в экологии,технологических процессах и диагностике:Тез.докл.международной конф.- Минск 1993.- с. 131.

7.Филонова М.И.Совершенствование рабочей зоны инструмента для изготовления стеклянных шариков//Соиершенствование процессов финишной обработки в машине - .и )фиборос.троении, экология и защита окружающей среды:Тез. докл. международной научно-тех-нич.конф.-Мн.,1995.- с.150.

З.Козерук А.С. .Филонова М.И. Устро/ттво для гшевмоцентробежной обработки шариков//СТИН.-1995.- '0.

9.Заявка N 01104.- 01.А, МКИ В 24 В 37/00. СпосоС обработки шариков/ А.С.Козерук, М.И.Филонова (РБ).- Заявлено 17.01.94. Опубл. 15.12.95,Официальный бюллетень N 4 (ч. 1),с *22. • 10.Коверук A.C..Филонова М.И.,Чембрович В.И.Технология производства микролинз и товаров народного потребления из отходов оптической прошиленности//Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии: Тез. докл.второй научно-техн.конф.-Гродно, 1996.

И.Козерук A.C. .Киселев М.Г. .Филонова М.И.Исследования процесса формообразования стеклянных шариков при сложном движении // Оптический журнал.-1996.-N12.-с.58 - 61. 12.Заявка N1896.А,МКИ В 24 В 11/02.Автоматическая линия для об работки.шариков/А.С.Козерук.М.И.Филонова (РБ). - Заявлено 23. 05.94.;0публ. 06,официальный бюл, N 3.C.27, 13.Козерук A.C..Филонова М.И..Климович Ф.Ф..Ветчинкина Т.Л.Куз-нечик В.О.Технология производства микрооптики! Учебно -методическое пособие. -Ми. :БГПА ,1997.

Автор выражает глубокую признательность и искреннюю благодарность кандидату технических наук, доценту А. С. Коз еру ку за научные конультации и помощь при проведении эксперимента.

16 .

Р Э 3 Ю М Е

ЗНлонава Марына I гарауна. "Удаскалаль ванне працэсау фор-маутварэння сферичных паверхняу аптычных дзталяу з лрымяненнем УГХ 1 пнеумацэнтрабежнага алрацава?ня"

Ключавые словы:сферичныя пзверхт, шкляные шарык!,ультра-гукавня х1станн1,!1неумацэнтрабежная апрацоука.дынам1чная нагру-жанасць.гЛнематыка загатоук!.

Праведзены анал!з тэхн!чных рашэнняу у вобласц! апрацоук1 сферычннх паверхня^ дзталяу 1 установлены ,• характер уплыву ультрагукавых останняу 1 пнеумацзнтрабежнай апрацо'/к! на фор-маутварэнне шкляных шарыкау дыяметрам да 15 мм.Распрацавана ма-тзматычная мадэль,якая устанавливав сувязь латж знэргас1лавым1 1 ачшптудньш характарыстыкам1 с1стэмы УГХ з яе масава-геамег-рычньш.а таксама пругкасным1 уласц!васцям1 рабочай зоны кан-такта як актыунага элемента калыхальнай састэмы.Гзта дазвол1ла выяв]ць умовы, вабяспечваючыя стабг.чьнасць параметра? якаап I навышэння прадукдыйнасщ працэса алрацоук!.Тэарэтычна абгрунта-вана 1 экспериментальна падцверджана зфектыунасць выкарыстання метада пнеумацэнтрабежнай алрацоук! шкляных шарыкаУ з усклад-ненай 1х кзнематыкай.дазваляючага зс-тотна павнсЛць прадугашй-насць градэса.а такса).1а знЫць кеталас-шстасиь тэхначаг1чнага абсталявання 1 яго энзргаспажнвакне у лараунанн! в традыцыйньш метадам1 апрацоук1. у тым л1ку х з накладаннем ультрагукавых х1отанняу.Вылулсны раииянальння геачетрычныя.к1н<?матычкыя 1 ма-савыя параметры уваходных ввенняу выканаучага мехаюгма, як1я дазваляюць павыс1иь прадукпыйнасць формаут варэння. Распрапаванн 1 внпрабаваны у ьытЕОрчасид шотруменг для пнеумацэнтрабежнай апрацоукл.якл дазваляе ЮТэнс!Ф1 шраваць нрацэс формаутварэння икляных шарыкау з загатогж някруглай Формы 1 адкходау античных матэрыялау. Матэрыялн - лисгртамйнай работы знамш прымянеине таксама у уучзбннм працэсе на Цедрах прыборабуда'?н1чага факультета БДГМ.

17

РЕЗЮМЕ

Филонова Марина Игоревна. "Совершенствование процессов формообразования сферических поверхностей оптических деталей с применением УЗК и пневмоцентробежной обработки"

Ключевые слова; сферические поверхности, стеклянные шарики, ультразвуковые колебания, пневмоцентробежная обработка, динамическая нагруженность, кинематика заготовки.

Проведен анализ технических реиений в области обработки сферических поверхностей оптических деталей и установлен характер влияния ультразвуковых колебаний и пневмоцентробежной обработки на формообразов.-гние стеклянных шариков диаметром до 15 мм. Разработана математическая модель, устанавливающая количественную связь между энергосиловыми и амплитудными характеристиками системы УЗК с ее массово-геометрическими, а также упругими свойствами рабочей зоны контакта как активного элемент 1 колебательной системы. Это позволило выявить условия, обеспеч I-вающие стабильность параметров качества и повышение производительности процесса обработки. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования метода пневмоцентробежной обработки стеклянных шариков с усложненной их кинематикой, позволяющего существенно повысить производительность процесса, а также снизить металлоемкость технологического оборудования и его энергопотребление по сравнению с традиционными методами обработки, в том числе и с наложением ультразвуковых колебаний. Выявлены рациональные геометрические, кинематические и массовые параметры входных звеньев исполнительного механизма, позволяющие повысить производительность формообразования. Разработан и испытан в производстве инструмент для пневмоцентробежной обработки, позволяющей интенсифицировать процесс |{юрмообразсвания стеклянных шариков из заготовок некруглой формы и отходов оптических материалов. Материалы диссертационной работы наши применение также в учебном процессе на кафедрах приборостроительного факультета ВГПА.

SUMMARY

Filonova Warina Igorevna. "The Improvement of Prosses of Making Spherical Surfaces Optical Parts by Using SSW and Pneumatic-Centripetal Working"

Key words: spherical surfaces, glass bails, supersound waves, pneumatic-centripetal working, dynamics load, kinematics of workpiece.

The analysis of technical solutions in the space of working spherical surfaces optical parts was carry out and character of influence supersound waves and pneumatic-centripetal working for making glass balls to 15 mm ■In diametr was making. Mathimatica] model which conect energyforces and waves characteristics of system SSW with Its mass-geometrical and also elastic propeties contact area as active part of wave system. This allows to receive conditions which provide stable parametrs of quality aid increasing of productivity process of working. The-oreticalv substantiate and verify by experiment the advantage of using the method of pneumatic-centripetal working glass balls with complicate kinematic, which allows increase the productivity of process and also decrease the mass of process plant and its energetics-using to compare with traditional methods of working inklude supersound waves,rational geometrical, kiriematical and mass parameters of entering links of executive mechanism, the increasing of productivity of manufacturing process was received. Trie tool for pneumatic-centripetal Yiorking was manufactured and tested. This tool allows to raise the rate of process naking glass balls from workpiece with not spherical surfase and wasted of optical materials, This dissertation was using also for teaching in the chairs of device building department of B3PA.