Исследование влияния жесткости конструкции на точность и качество деталей, полученных на установке гидроабразивной резки

Цель магистерской диссертации является исследование влияния жесткости конструкции на точность и качество деталей, полученных на установке гидроабразивной резки. В процессе исследования проводился ряд экспериментальных исследований по определению точности обработки в разных зонах резания при разных режимах, определена статистическая жёсткость системы гидроабразивной обработки. В результате исследования установлен характер погрешностей обработанных поверхностей деталей, получаемых при использовании технологии гидроабразивной резки, выявлены причины появления погрешностей обработки поверхностей деталей, оптимизированы параметры, влияющие на качество и точность обработки, получена математическая модель установки гидроабразивной обработки.

Введение 17
1 Обзор литературы 20
1.1 Анализ существующих способов обработки материалов 22
1.2 История возникновения гидроабразивной обработки 22
1.3 Анализ особенностей гидроабразивный технологии 23
1.4 Анализ особенности ресурсов используемые при гидроабразивной
технологии 25
2 Объект и методы исследований 32
2.1 Объект исследований 32
2.2 Методы исследований 35
3 Расчет и аналитика 37
3.1 Моделирование установки гидроабразивной резки 37
3.1.1 Расчетная часть 38
3.1.2 Составление системы уравнений 48
3.1.3 Составление структурной схемы 53
3.2. Исследование точности и качество изготовления детали «подвес» при
гидроабразивной обработке из нержавеющей стали 60
3.3 Исследование точности изготовления детали «стенка передняя» при
гидроабразивной обработке из нержавеющей стали 71
3.4 Экспериментальное исследование статической жесткости устройства
перемещения режущей головки гидроабразивной установки 80
4 Результаты проведенного исследования 84
4.1 Результаты математического моделирования 84
4.2 Результаты исследования точность и качество деталей, полученных на
гидроабразивной установке 88
4.3 Повышение точности и качества деталей, полученных на установке
гидроабразивной резки 89
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 91
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований 91
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 91
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 92
5.1.3 Swot – анализ 94
5.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 97
5.2 Планирование научно-исследовательских работ 99
5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 99
5.2.2 Спределение трудоемкости выполнения работ 100
5.3 Бюджет научного исследования 104
5.3.1 Расчет материальных затрат 104
5.3.2 Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ
5.3.3 Расчет амортизации специального оборудования 105
5.3.4 Расчет основной заработной платы 106
5.3.5 Дополнительная заработная плата 108
5.3.6 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 108
5.3.7 Накладные расходы 109
5.4 Определение ресурсоэффективности научного исследования 109
6 Социальная ответственность 112
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 112
6.2 Производственная безопасность 114
6.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов 115
6.3.1 Микроклимат 115
6.3.2 Уровень шума на рабочем месте 116
6.3.3 Уровень вибрации на рабочем месте 117
6.3.4 Освещенность на рабочем месте 119
6.3.5 Электробезопасность 120
6.4 Требования во время работы гидроабразивного станка 121
6.5 Экологическая безопасность 122
6.5.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 122
6.5.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 123
6.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 124
6.6.1 Анализ чс, которые может инициировать объект исследования 124
6.6.2 Анализ чс, которые могут произойти во работы гидроабразивной
установки 125
6.6.3 Обоснование мероприятий по предотвращению чс и разработка
порядка действия в случае возникновения чс 125
Заключение 127
Список публикаций студента 129
Список использованных источников 130
Приложения 135

В результате выполненной работы на основе доступных литературных ис-
точников был произведен анализ развития гидроабразивной технологии на рос-
сийском и зарубежном производстве. По поставленным задачам, разработана ма-
тематическая модель гидроабразивной установки, которая реализована в про-
граммном продукте MatLAB. Для составленной математической модели был
произведен расчёт диапазона значений параметров системы. В результате теоре-
тических исследований влияния параметров системы на вибрационные характе-
ристики, был выявлен вариант установки параметров, при котором наблюдались
минимальные вибрации заготовки и режущей головки.
В ходе экспериментального исследования были определены жесткости си-
стемы позиционирования инструмента установки гидроабразивной резки, точно-
сти и качества обработки при ГАР. Определено влияния жесткости системы по-
зиционирования инструмента установки гидроабразивной резки на точность и
качество поверхностей получаемого изделия и определение пути повышения
точности. По результатам проведенного исследования даны рекомендации по по-
вышению точности и качества деталей.
В дальнейшем планируется провести ряд исследований по модернизации
гидроабразивной установки и оптимизации параметров сил резания, вибрацион-
ных процессов, влияющих на точность и качество обработки при ГАР.
В разделе «Социальная ответственность» были рассмотрены опасные и
вредные факторы, влияющие на здоровье, самочувствие работающего и безопас-
ность труда, а также разработаны мероприятия по их устранению. Большинство
опасных и вредных факторов удалось устранить и значительно снизить их нега-
тивное влияние. В целом можно отметить, что условия труда на рассматривае-
мом участке являются достаточно комфортными и безопасными, что способ-
ствует снижению показателей травматизма, а также благоприятно влияет на по-
вышение производительности труда.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсо-
сбережение» определен коммерческий потенциал и перспективность проведения
данного научного исследования с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбе-
режения, произведен расчет бюджета НИ, определена экономическая эффектив-
ность исследования.
Список публикаций студента

1. Нозирзода Ш. С. Повышение точности гидроабразивной обработи // Ин-
новации в информационных технологиях, машиностроении и автотранспорте:
сборник материалов III Международной научно-практической конференции, Ке-
мерово, 14-17 Октября 2019. – Кемерово: КузГТУ, 2019 – C. 178-181.
2. Нозирзода Ш. С. Перспективы развития гидроабразивной обработки // Со-
временные материалы и технологии новых поколений: сборник научных трудов
II Международного молодежного конгресса, Томск, 30 Сентября-5 Октября 2019.
– Томск: ТПУ, 2019 – C. 339-341.
3. Нозирзода Ш. С. Исследование точности изготовления детали «подвес»
при гидроабразивной обработки из нержавеющей стали // Россия молодая: сбор-
ник материалов XI Всероссийской научно-практической конференции с между-
народным участием, Кемерово, 16-19 Апреля 2019. – Кемерово: КузГТУ, 2019 –
C. 1-6.
4. Нозирзода Ш. С. Обеспечение точности при гидроабразивной резки // Ин-
новационные технологии в обучении и производстве: материалы XIV Всерос-
сийской заочной научно-практической конференции: в 3 т., Камышин, 15 Ноября
2019. – Волгоград: ВолгГТУ, 2019 – C. 36-39.
5. Нозирзода Ш. С. Исследование влияния жесткости системы позициони-
рования инструмента установки гидроабразивной резки на точность и качество
поверхностей получаемого изделия / Ш. С. Нозирзода; науч. рук. С. Е. Бухан-
ченко // Современные проблемы машиностроения: сборник научных трудов XII
Международной научно-технической конференции, г. Томск, 28 октября – 1 но-
ября 2019 г. — Томск: Изд-во ТПУ, 2019. – [С. 366-372].
6. Нозирзода Ш.С. Исследование влияния системы СПИД на точность и ка-
чество деталей при гидроабразивной резки/ XVIII Всероссийская конференция-
конкурс студентов и аспирантов: Тезисы докладов / Санкт-Петербургский гор-
ный университет. СПб, 2020. С.334. (15-17 апреля 2020 г.).