UDK 621 Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
The article discusses the features of the granu-lometric characteristics of processing media made from natural materials and their influence on the quality of finishing processing of parts of electronic equipment under vibration processing conditions. It is shown that the presence of wedge-shaped tops, different in size and angular position relative to each other, makes it possible to consider the granule as a tool that performs cutting and has access to various surfaces of the workpiece. Recommendations for the selection of the granulometric characteristics of the pro-cessing media are offered.
VIBRATION MACHINING, NATURAL PROCESSING MEDIA, SURFACE QUALITY.
|
DOI:
|
|
|
УДК 621.048
|
|
|
05.02.08 – технология машиностроения
|
|
|
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ СРЕД ИЗ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ВИБРООТДЕЛКИ ДЕТАЛЕЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
|
EFFICIENCY OF APPLICATION OF GRANULATED MEDIA FROM NATURAL MATERIALS FOR VIBRATION DECORATION OF PARTS OF RADIO ELECTRONIC EQUIPMENT |
|
Тамаркин Михаил Аркадиевич д.т.н., проф., зав. кафедрой технологии машиностроения Донского государственного технического университета, РФ
|
Tamarkin Mikhail Arkadievich doctor of technical sciences, prof., head. department of mechanical engineering technology, Don State Technical University, RF
|
|
ст. преподаватель кафедры технологии машиностроения Донского государственного технического университета, РФ e-mail: elenkolg@list.ru
|
senior lecturer of the Department of Mechanical Engineering of the Don State Technical University, RF e-mail: elenkolg@list.ru
|
|
Лебедев Валерий Александрович к.т.н., проф., и.о. зав. кафедрой металлорежущих станков и инструментов, Донского государственного технического университета, РФ
|
Lebedev Valerii Aleksandrovich cand. of tech. sc., professor of the department of metal cutting machines and tools of the Don State Technical University, RF |
|
Шишкина Антонина Павловна к.т.н., доцент кафедры технологии машиностроения Технологического института (филиала в г. Азове) Донского государственного технического университета, РФ
|
Shishkina Antonina Pavlovna cand. of tech. sc., associate professor of the department of mechanical engineering technology of the technological institute (branch in Azov) Don State Technical University, RF
|
|
Аннотация В статье рассмотрены особенности гранулометрических характеристик обрабатывающих сред из природных материалов и их влияние на качество отделочной обработки деталей радиоэлектронной аппаратуры в условиях вибрационной обработки. Показано, что наличие различных по размеру и угловому расположению относительно друг друга клиновидных вершин позволяет рассматривать гранулу в виде инструмента, осуществляющего резание и имеющего доступ к различным поверхностям обрабатываемой детали. Предложены рекомендации по выбору гранулометрических характеристик обрабатывающих сред.
|
Annotation The article discusses the features of the granulometric characteristics of processing media made from natural materials and their influence on the quality of finishing processing of parts of electronic equipment under vibration processing conditions. It is shown that the presence of wedge-shaped tops, different in size and angular position relative to each other, makes it possible to consider the granule as a tool that performs cutting and has access to various surfaces of the workpiece. Recommendations for the selection of the granulometric characteristics of the processing media are offered. |
|
Ключевые слова: ВИБРАЦИОННАЯ ОБРАБОТКА, ПРИРОДНЫЕ ОБРАБАТЫВАЮЩИЕ СРЕДЫ, КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ.
|
Keywords: VIBRATION MACHINING, NATURAL PROCESSING MEDIA, SURFACE QUALITY. |
|
1Автор для ведения переписки |
|
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
Наличие в конструкции деталей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) различных нетехнологичных элементов, таких как глухие отверстия с резьбой, участки сопряженных под различными углами поверхностей, мелкоразмерные пазы и отверстия, зачастую обусловлено служебным назначением приборов РЭА и создает значительные затруднения при их механической обработке, особенно на финишных отделочно-зачистных операциях технологического процесса их изготовления. Применение для решения этой проблемы виброабразивной обработки не позволяют в полной мере реализовать её решение из-за правильной формы гранул рабочей среды, используемой для обработки [1-13].
Установлено, что форма и размер гранулы рабочей среды определяют возможность контакта гранулы с поверхностями особенно на участках, имеющих ограниченный доступ. Повысить проникающую способность абразивных гранул возможно путем придания им специальной формы (тетраэдр, звездочка и т.п.). Однако такой подход к расширению технологических возможностей абразивных гранул влечет за собой повышение себестоимости их изготовления и снижению износостойкости в процессе эксплуатации [10-16]. В этой связи представляет научный и практический интерес использование на операциях вибрационной отделочно-зачисткой обработки деталей РЭА гранулированных рабочих сред из природных материалов, получаемых в результате дробления косточек плодовых деревьев (скорлупа грецких орехов, косточки фруктов и др.) или натуральных минералов (доломит, байкалит, гранит, мрамор, диабаз и др.). В качестве специфических особенностей сред из природных материалов можно выделить обладание режущей способностью, однородность структуры гранулы, достаточно высокая поверхностная плотность (не ниже 1,2 г/см3) и, как следствие, высокая износостойкость, малый вес. Это позволяет в процессе виброабразивной обработки исключить деформации маложестких элементов детали и обеспечивает доступность к обработке сопряжённых поверхностей детали с ограниченным доступом [17].
Установление гранулометрических свойств этого вида обрабатывающих сред, определяющих их технологические возможности для вибрационной отделочной обработки деталей РЭА, является целью настоящих исследований.
2 Материалы и методы
Предметом исследования являлись рабочие среды, полученные в результате дробления натурального минерала Байкалит и косточек плодовых деревьев.
Байкалит – голубовато-зелёная или тёмно-зелёная разновидность минерала диопсид. Присутствие зеленоватых оттенков обусловлено наличием хрома. Байкалит представляет из себя кремнистую породу – мелкозернистый кварцит (микрокварцит), размер агрегатной структуры зерен кварца составляет 1,5-3 мкм с наличием резких границ между ними. Месторождение породы Байкалит находится в бухте Заворотная на Байкале. Также к Достоинством природной рабочей среды из Байкалита является его низкая себестоимость, которая обусловлена доступностью и широким распространением минерального сырья, применением недорогостоящих средств и способов переработки, высокой износостойкостью гранул и неограниченным сроком их хранения. Вследствие того, что у кристаллов Байкалита отсутствуют плоскости спайности, при их дроблении не происходит образование однородной и определенной структуры, в связи с чем, полученные гранулы имеют неправильную геометрическую форму. Гранулы представляют собой многогранники с гладкой поверхностью сопряженных граней, выступающие заостренные части которых различаются как по форме, так и по размеру (рис. 1) и являются режущими элементами. Дробленные гранулы Байкалита отличаются достаточно высокой твёрдостью (5,5-6,5 по шкале Мооса).
Рабочие среды из косточек плодовых деревьев, в отличие от сред из минерального сырья, имеют растительную структуру, механические и гранулометрические характеристики которых формируются в процессе созревания, последующей переработки и хранения. Гранулы косточковых сред не имеют абразивной составляющей, но при этом характеризуются до-
1. Babichev, A. P. Fundamentals of vibration technology / A. P. Babichev, I. A. Babichev. –2nd ed., Rev. and add. – Rostov n / a: Publishing Center DSTU, 2008. – 693 p.
2. Burshtein I. E. and others. Volumetric vibration processing / Burshtein I E, Balitskiy V V, Dukhovskiy A F. – M. : Mechanical Engineering, 1981. – 52 p.
3. Babichev A. P. The use of vibration technologies in the operations of finishing and stripping of parts / A. P. Babichev, P. D. Motrenko, L. K. Gillespie et al. – Rostov n / a : Publishing Center DSTU, 2010. – 285 p.
4. Tamarkin M. A., Tishchenko E. E. Fundamentals of optimization of processes of processing parts with free abrasive (scientific monograph) / Saarboniken / Jermany : LAP LAMBERT Academic Publishing, 2015, 133 p.
5. Shevtsov, S. N. Computer modeling of the dynamics of granular media in vibration technological machines / S N Shevtsov. – Rostov n / a : SKNTs VSh, 2001. – 194 p.
6. Tamarkin M. A., Tishchenko E. E. Current state and prospects for the development of processing methods in granular working environments. Science-intensive technologies in mechanical engineering №. 9 (111), 2020 pp. 12-20.
7. Hamouda, K., Bournine, H., Anatoliy Babichev, Saidi, D., Amrou, H. : Effect of the Velocity of Rotation in the Process of Vibration Grinding on the Surface State / Materials Science, 52 (2), 216-221 (2016).
8. Prokopets G. A. Automation of the technological process of vibration processing as one of the ways to improve its reliability. In the collection : Prospective directions of development of finishing methods of processing parts; vibration wave technologies Sat. works based on the materials of the international scientific symposium of mechanical engineers. Don State Technical University. 2016. S. 216-218.
9. Bremen, C. E. Ghosh, S. and Wassgren, C. R. Vertical oscillation of a bed of granular material // J. of Appl. Mech. – 1996 – Vol. 63, № 1. – P. 156-161.
10. Finishing operations in mechanical engineering: a reference book ; under total. ed. P. A. Rudenko. 2nd ed., Rev. and add. Kiev : Technics, 1990. 150 p.
11. Melnikova E. P., Prokopets G. A., Prokopets A. A. Ensuring the quality of products based on the substantiation of the finishing method and its reliability. J. : Hardening technologies and coatings. Volume : 16. Number : 9 (189), 2020, p. 427-432.
12. Ivanov A. N. Determination of the intensity of metal removal and change in the quality of the surface of parts during finishing, cleaning and hardening processing in screw rotors / A. N. Ivanov, O. R. Oksanych, G. V. Serga // Fundamental foundations of physics, chemistry and dynamics of science-intensive technological systems for forming and assembling products : collection of articles. tr. scientific. symposium of mechanical engineering technologists / Don state. tech. un-t. – Rostov on Don, 2019. – P. 170-179.
13. Shumyacher V. M. Mechano-chemical processes of interaction between an abrasive tool and a workpiece during metal grinding / V. M. Shumyacher, A. V. Slavin // Mechanical engineering technology. 2008. №. 1. S. 29-32.
14. Yusupov G. Kh. The influence of physical and chemical phenomena on the relationship of abrasive grains with the processed material in the cutting process. Yusupov, S. A. Kolegov // Intelligent systems in production. 2010. №. 1 (15). – S. 206-209.
15. Zverovshchikov, A. E. Expansion of technological capabilities of volumetric centrifugal-planetary processing / A E Zverovshchikov // Science-intensive technologies in mechanical engineering. – 2013. – №. 7 (25). – S. 17-23.
16. Blekhman, I I, Lavendel, E. E, Goncharevich, I. F. Behavior of bulk bodies under the influence of vibrations // Vibrations in technology. – M : Mechanical Engineering, 1979. – T. 4. – 78-98 p.
17. Lebedev, V. A., Krupenya, E. Yu., Shishkina, A. P. Section 7. Increasing the efficiency of vibration finishing processing of parts based on the use of organic media // Progressive engineering technologies, equipment and tools. Volume V I. Collective monograph. / Ed. A. N. Kirichik. – M : Publishing house "Spectrum", 2015. – P. 268-326. DOI 10.14489 / 4442-0107-7.
18. Increasing the efficiency of vibration processing by combining processing media / M. A. Tamarkin, E. N. Kolganova, Yu. V. Korolkov, V. M. Troitsky // Science-intensive technologies in mechanical engineering. – 2021. – №. 6 (120). – S. 12-17. DOI 10.30987 / 2223-4608-2021-6-12-17.
19. Nosenko V. A. Intensity of contact interaction and transfer of materials during grinding and microscratching of refractory metals / V. A. Nosenko, A. V. Fetisov, S. V. Nosenko, V. O. Kharlamov // Science-intensive technologies in mechanical engineering. 2017. №. 10 (76). S. 9-17.
20. Tamarkin M. A., Soloviev A. N., Nguyen V. T. Finite-element modeling of thermoelastic contact interaction in abrasive surface treatment of machine parts // Ecological Bulletin of Scientific Centers of the Black Sea Economic Cooperation. 2019. №. 1. P. 51-58.
