Повышение эффективности разрезания листовых  неметаллических  материалов водоледяными струями высокого давления (29.03.2010)

Автор: Бурнашов Михаил Анатольевич

0,00020 0,001 0,0006

8,23 0,0011

9,10 0,00136

0,002 0,0014 0,007443 14,71 0,00203 0,01052 13,23 0,00294 0,012897 13,89

0,003 0,0029

18,24 0,00403

16,81 0,0066

0,00025 0,001 0,00096

11,99 0,0014

12,01 0,0018

0,002 0,002 0,01163 17,45 0,00284 0,01645 17,26 0,0042 0,020152 16,98

0,003 0,00423

25,25 0,006

25,82 0,0083

0,00030 0,001 0,00106

17,41 0,0018

17,85 0,0027

0,002 0,00222 0,016748 24,09 0,0034 0,02368 25,36 0,0046 0,029018 23,84

0,003 0,0047

36,55 0,0069

35,24 0,00932

Анализ представленных данных показывает, что глубина реза вначале возрастает с увеличением давления воды, а затем стабилизируется на определенной величине. Дальнейшее повышение давления воды к существенному росту глубины реза не приводит. Таким образом, на определенной глубине реза, постоянной для данного диаметра насадки, в струе происходит таяние всех ледяных гранул, что приводит к снижению режущей способности струи и стабилизации глубины реза (рис. 3).

Экспериментальные исследования по изучению влияния скорости перемещения инструмента Vп на глубину реза h проводились при диаметрах насадки dо= 0,00020; 0,00025 и 0,00030 м и давлении воды Ро = 100 МПа; расстоянии от среза коллиматора до образца материала l0 = 0,0040 м; отношении диаметров коллиматора и насадки dк/dо = 5.

Анализ полученных результатов показал, что глубина реза уменьшается с ростом скорости перемещения инструмента по зависимости близкой к гиперболической (рис. 4).

Подобное явление можно объяснить тем, что при уменьшении подачи технологического инструмента время воздействия водоледяной струи на единицу площади поверхности ЛНМ становится больше, и как следствие, увеличивается глубина проникновения струи.

В качестве обобщающего показателя эффективности резания использовался показатель энергоёмкости резания, определяемый как отношение гидравлической мощности, затраченной на рез в единицу времени, к величине приращения площади боковой поверхности реза. Графики зависимости скорости приращения боковой поверхности реза от скорости перемещения инструмента для различных значений диаметра отверстия насадки представлены на рис. 5.

Анализ полученных данных показал, что энергоемкость процесса разрезания ЛНМ с увеличением скорости перемещения инструмента вначале уменьшается, достигает своего минимума, а, затем, увеличивается, т. е. изменяется по зависимости, близкой к параболической.

Наличие точки минимальной энергоемкости процесса резания ЛНМ (максимальной скорости приращения боковой поверхности реза) соответствует рациональной скорости перемещения инструмента для данного диаметра струеформирующей насадки.

С целью получения значений рациональной скорости перемещения инструмента для данных условий и соответствующих им максимальных скоростей приращения боковой поверхности реза были построены аппроксимирующие зависимости, которые исследовались на экстремум.

= 0,0030 м

Рис. 4. График зависимости глубины реза h (м) от скорости перемещения инструмента Vп, (м/с) для различных показателей твердости по Шору НSА:

1 – для НSА = 24; 2 – для НSА = 32; 3 – для НSА = 42;4 – для НSА = 56; 5 – для НSА = 67; 6 – для НSА = 78; 7 – для НSА = 83

В результате обработки экспериментальных данных была получена формула для расчета рациональной подачи технологического инструмента с принятым диаметром струеформирующей насадки:

. Для получения обобщающих количественных зависимостей использован графоаналитический метод, который позволил обобщить объем экспериментальных данных с учетом внутренних качественных и количественных связей между параметрами зависимости.

В табл. 5. указаны диапазоны изменения основных факторов процесса резания ЛНМ.

Таблица 5 - Диапазоны изменения основных факторов процесса резания ЛНМ

, м 0,002 – 0,003

Скорость перемещения инструмента - Vп, м/с 0,005 – 0,02

Показатель твердости образцов резины МБС по Шору НSА 32-78

Часть критериев в процессе экспериментальных исследований не менялись. К числу неизменяемых факторов относятся следующие: l0, dк/dо.


загрузка...