Development and research of a mathematical model of a waterjet cutting plant
Keywords:
waterjet processing, product quality, cutting mode, mathematical model of the waterjet cutting plant, dynamic processesAbstract
Currently, there are various methods of cutting materials in the industry. These methods are mainly used in blank production. But recently there appear progressive technologies that are used in almost all industries. One of these methods is the technology of waterjet cutting. With waterjet processing, it is not always possible to obtain the desired accuracy and quality of a product processed. Improving the accuracy and quality of the parts obtained by waterjet cutting, significantly reduce the cost of the manufactured part. In this regard, optimizing the parameters that affect the processing workflow in waterjet cutting in order to improve quality and accuracy is currently an urgent task. The purpose of this work is a theoretical study, modeling of the plant and dynamic processes of waterjet cutting. The method of comparative analysis is applied in this paper – the method of comparing two or more objects of research (phenomena, objects, ideas, results, etc.). According to the tasks set, a mathematical model of a waterjet cutter plant has been developed, which is implemented in the MatLAB software product. For the compiled mathematical model, the range of values of the system parameters was calculated. As a result of theoretical studies of the influence of the system parameters on the vibration characteristics, a variant of setting the parameters was identified, in which minimal vibrations of the workpiece and the cutting head were observed. In the future, it is planned to modernize the waterjet cutting unit, both in the mechanical part and in the control part. In the mechanical part of the plant, the displacement system rigidity is provided. In the control system of the plant, the guides’ deformation control will be introduced depending on the processing zone.
References
Моргунов Ю.А., Федотов А.А., Швычков Д.В. Применение гидроабразивной резки при обработке сложнопрофильных поверхностей деталей // Главный механик. 2010. № 7. С. 24–27.
Гидростатическая передача винт-гайка // helpiks.org : сайт. URL: https://helpiks.org/5-97348.html (дата обращения: 24.09.2020).
Гидроабразивная резка материалов // Технологии Точного Моделирования : сайт. URL: https://ttm66.ru/news/istoriya-gidroabrazivnoj-rezki (дата обращения: 24.04.2019).
Голиков В.А., Анфиногентов В.В. Расчетная схема определения геометрических и гидродинамических характеристик водяных струй моечных машинок танкеров // Судовые энергетические установки : науч.-техн. сб. Одесса : ОНМА, 2011. Вып. 28. 162 с.
Старцев В.А. Физико-механическое обоснование параметров гидромониторной разработки россыпей направленным бурением скважин : дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург, 2018. 119 с.
Барсуков Г.В. Повышение эффективности гидроабразивного резания на основе дискретного регулирования состояний технологической системы : дис. … д-ра техн. наук. Орел, 2006. 411 с.
Барсуков Г.В. Исследование погрешности формы при резании листовых материалов гидроабразивной струей // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения : сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. 2003. С. 449–455.
Шпилев В.В. Повышение эффективности процесса гидроабразивной резки листовых деталей путем оптимизации режимов обработки и параметров струи рабочей жидкости : дис. … канд. техн. наук. Саратов, 2012. 147 с.
Математическое моделирование технологических процессов сборки и механической обработки изделий машиностроения : учебник для вузов / В.В. Кузьмин и др. М. : Высшая школа, 2008. 279 с.
Керамглас : офиц. сайт. URL: https://www.garnet-abrasive.ru/ (дата обращения: 25.09.2020).
Степанов Ю.С., Бурнашов М.А., Головин К.А. Прогрессивные технологии гидроструйного резания материалов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. 318 с.
Harris I. D. Abrasive Water Jet Cutting and its Applications at the Welding Institute // Welding Institute Research Bulletin. 1988. Vol. 19. P. 42–49.
Бреннер В.А., Пушкарев А.Е., Головин К.А. Исследование гидроабразивного разрушения горных пород // Экология и безопасность жизнедеятельности. Изв. Тул. гос. ун-та. 1997. Вып. 3. С. 94–97.
Гидрорезание судостроительных материалов / Р.А. Тихомиров, В.Ф. Бабнин, Е.Н. Петухов и др. Л. : Судостроение, 1987. 164 с.
Кишко А.А., Верченко А.В. Возможности уменьшения брака при гидроабразивной резке фасонных деталей // Высокие технологии в машиностроении : материалы Всерос. науч.-техн. интернет-конф. / отв. редактор А.Ф. Денисенко. Самара : Самар. гос. техн. ун-т, 2016. С. 30–32.
Барсуков Г.В., Журавлева Т.А., Михеев А.В. Повышение качества гидроабразивного резания деталей из стеклотекстолита на основе предварительного диагностирования состояния обрабатываемого материала // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2014. № 5 (307). С. 65–71.
Разработка технологических рекомендаций по гидроабразивному резанию стеклотекстолита / Т.А. Журавлева, Г.В. Барсуков, О.А. Короткий и др. // Радиопромышленность. 2014. № 4. С. 153–165.