141 / 457
Современные технологии и автоматизация в машиностроении
141
Расчёт показал, что форма мод для первой и второй гармоники собственных колебаний представляет
изгиб, а для третьей и четвертой кручение и сложный изгиб соответственно (рис. 5) [7]. Из проведен-
ного динамического расчета для случая импульсного приложения нагрузки длительностью импульса
2,5
10
-6
секунды следует, что в обрабатываемых деталях возникают напряжения порядка 15 – 20 МПа.
а)
б)
в)
Рис. 5. Формы мод образца при разных гармониках собственных колебаний:
а – первая (вторая); б – третья; в – четвертая.
Практические расчеты влияния квазиупругой среды на процесс колебаний выполнялись при
помощи конечно элементного пакета ABAQUS 6.11 с заданной импульсной нагрузкой, распределен-
ной по объему детали 0,059 Н/мм
3
и коэффициентом трения 0,015. Проведенные расчёты показали,
что величины напряжений в ПС при взаимодействии с квазиупругой средой повышаются до 25-30
МПа.
Удельная величина микропластической деформации, обуславливающей микросглаживание
микронеровностей, за один энергоимпульс при мгновенном воздействии частиц технологической
жидкости определяется выражением:
HB
Э KK
Sm Ra
,
где
– удельная величина микродеформации за один энергоимпульс, мкм;
Sm Ra
K K
,
– коэффициен-
ты, учитывающие геометрические размеры исходного микропрофиля обрабатываемой поверхности,
Э
– энергия соударения частиц обрабатывающей среды с обрабатываемой поверхностью, Дж;
HB
–
микротвёрдость обрабатываемой поверхности.
Таким образом, теоретически обоснована возможность осуществления АООКУС и её влияния
на качество поверхности, но это требует экспериментального подтверждения. Для этого необходимо
разработать акустическую вибрационную установку и методику экспериментальных исследований.
Экспериментальные исследования проведены на разработанной установке для реализации способа и
показали как его техническую осуществимость, так и эффективность в соответствии с поставленной
целью [9, 10]. Например, экспериментально исследованная зависимость параметров шероховатости
от времени обработки приведена на рис. 6, 7.
а)
б)
Рис. 6. Изменение микропрофиля и кривая Аббота до и после обработки :
а – исходная, б – после обработки