автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности операций плоского шлифования путем применения сборных комбинированных шлифовальных кругов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КС.'ИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСИ31!У ОБРАЗОВАНИЮ

Ульяновский государственный технический университет

РГБ ОД

- 5 СЕН 1994

На правах рукописи

ПС1'ГИН Грнй Рлтальегич

УДК 621.922.079 (083.8)

¡¡ог..".:з:-:е с у-гятигнсош сп2глг;::1 п.чссусго ^т.тсеуп'Л путеч ¡игаЕгл сесрпкх кс::гл-:;рсззлш пч^селжд

КРУГОВ

Спег.нл-ъностъ 05.02.03 - Технология мостостроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой стэпепи кандидата технинос:с:г;'. пау::

Ульяновск, 1994

Работа выполнена на кафедре "Технология машиностроения" Ульяновского государственного технического университета

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники доктор технических наук, профессор ХУДОЕИН Л.В.

Орициалысле оппоненты: доктор технических наук, профессор

ПОЛЯНСКОВ В.В.

кандвдат технических наук, доцент 5ЕД0Т0В Г.Д.

Ведущее предприятие: АО "Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков (УЗТС)"

Защита диссертации состоится 27 сентября 1994 г. в 10 часс на заседании специализированного совета К.064.21.02 в Первом учебнол корпусе Ульяновского государственного технического университета по адресу: 432703, ул. Энгельса, 3.

Птюсн:,! Вас принять участке в обсуждении работы и направит! Еол отзне на автореферат (в двух экземплярах), заверенный печатью по адресу: 432700, Ульяновск, ГСП, ул. Северный Взпец, 32. УПУ.

С диссертацией шглю ознакомиться в библиотеке УГТУ.

Автореферат разослан " /_1994 г.

Учении се!фетарь специализированного совета

капдвдат технических наук, профессор

В.З.Гурьяних

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Шлифование является аиболее распространенным методом окончательной обработки загс— обок, формирующим заданное качество поверхностей деталей. Шли-ование обеспечивает, как правило, точность размеров, формы и зроховатость поверхностей. Однако при шлифовании в зоне обра-этки возникают высокие температуры, приводящие к образована эда дефектов, внешне проявляющих себя как ггрияоги и трещины, яним из методов предотвращения шлифовочных дефектов является экменение кругов с прерывистой рабочей поверхностью, обеспечива-цих снижение тепловой и силовой напряженности процесса плифова-•1я и возможность увеличения производительности обработки. Еместе тем, поверхности,, шлифованные прерывистыми кругами, зачастую <еат микронеровности большей высоты по сравнении с поверхкостя-!, шлифованными сплошными кругами, при прочих равных условиях, ?о требует введения в технологический процесс дополнительной юрации с целью обеспечения малой шероховатости поверхности. В |.честве такой операции во многих случаях целесообразно исполь->вать шлифование кругами на основе каучухосодер^ащ'с:: свлзок. [како такие круги из-за эластичности связки не всегда з сссто-гии исправить погрешности форм обрабатываемой поверхности, слоящиеся на предыдущих операциях, что требует использования ¡сс в мплексе с "жесткими" шлифовальными кругами.

Объединить достоинства прерывистых и эластичных кругов мо-'Г появившиеся в последнее время сборные комбинированные ал вольные круги (СКШК), представляющие собой многократно испсльзу-ый корпус (планшайбу, фланцы), на котором установлены съемные есткие" абразивные элементы относительно крупной зернистости

целью обеспечения высокопроизводительного съема материала на рвом этапе цикла шлифования) и абразивные эластичные элементы лкой зернистости (для обеспечения высокого качества злифован— й поверхности), работающие попеременно либо одновременно (рис. . Такие круги позволяют реализовать двухэтапный цикл шитфоза— я (в случае последовательной работы крупно- и мелкозернистых разивннх элементов), либо трехэтапный цикл, на втором этапе тсрого одновременно участвует в работе и крупно-, и мелкозер-зтые элементы. СКШК позволяют объединить в одну операция пред-

Л -

Рис. I. Принципиальная с>:е;. сборного комбишфовакного п. фовального круга: I - корпу 2, 3 - соответственно круш: и излкозершстыз .абразивные

элемента. \ „

варительное и окончательное шлифование. Однако известно очень !.:ало работоспособных конструкций СКШК, а технологические воз-моглости их изучены в весьма малой степени.

Автор защищает:

1. Результаты теоретико-окс-периыенталышх исследований процесса формирования микронеровностей поверхностей, шшфуег-ок СКШК, математическую ¡,:одэль шероховатости поверхности, шлакованной СКШК.

2. Ковке конструкции СКШК.

3. Методику экспериментальных исследований операций плоского шлифования СКШК.

4. Результаты экспериментальных исследованпй-'технохогичз& ких воэмоаиостеГ: СКШК. • .

5. Результаты ошлтно-прогллшенных испытаний -и внедрения СКШК в производство.' ..

Цель работы: Повысить эффективность. оперзций плоского шлифования путец рационального пр;шешшхя ношх конструкций скшк. • ■

Для достикения поставленной цзлп.в работе рзпены следующие задачи: ■ _ . ' ' .

1. Созданы работоспособнее конструкта: СКЕК.

2. Теороткчэски.к аксшр;.кенталько исследован ызхшшзы формирования цикрогермзтрии поверхности заголовок, шх&уеноЗ ; СШС.

3. Ваявжаш технологические возшзюсхи СЖ£ 'ка"операциях-плоского шшфовашш и разработаны роко:.юкдадпп по isc рациональному применению. . •• '

4. Проведены опытно-про1.21алзкнкз испытания, новый СКШК -вне дран в цроизводство. •

Научная но виз на. Разработана математическая модель сероховатости поверхности, шлифованной СКШК, позволяла! рассчитать значения параметра. /?я в зависимости от материала обрабатываемой заготовки, характеристик абразивных элементов

КПЗ, psr.ir.ia шп?$0в2кяя.

Прздлогена копая конструкция СОК, с помо-цьэ которой элела-зс'оитально пгявлено злиякяе характеристик рабоч:« эломэнтоа руга на показатели процесса пллТ'озания, а тате уетоатгла экспе-гсгенталыпк исследований операций плоеного плл^оазнил С1П1С.

Еттлзлзга толнологпнзенне зозмоалости СКРТ пря пхссксм аш!и заготовок из разллшпл; катерлалоз.

Разработала па уроппз изобретении га:-'а :-снс-:ру::ц::" сбор>п.:л о!?бкнярогашп£< шпг^озалыатх кругов, сбеспечига::::;;::;: асзг'сл-гссть зтсна/пгческого упрявлзпяя пяяяеч п.тзаиозаплл.

Прздлслзл рад пр:чя:"гг.т^ "Ь'-го "а"гтн : с с т: с а-ру:: пт с л устройств для нироподачи заготоаон при лли'овзнил, ааторелими саи™

раальст""'"!, сСзспз'-'п.тд'!:; гзсз'хглссгь стгг—г^рохонатсстп

Л!:;!0зг!1;::~: г.огзрнлеоган.

Пгахг.геес.гал ценность п реализации р\еот а прс:д-^логУССгл:

I. На оеногапл:! результатов тесгат:а*ос:;;п: л з:;сг"р'л:-'с--1гал;.-7гс :;ссладо~^::::" донаазна гоэ:голгост:> гг;р'е:::п:н:сго ::спольэоз"лп1Я Ра™.! на о лег'^л: на: лие'Н'пао "1 *;- ~-^

'лбагн позголгт: г'бгать рт.нензлггне: :::з ::"гзит-:е:"ет:н; рабе:":; елн'ентоз а законности ог "атери-

.;•?. и зац.""*:н;го нзнзеа':~ г.ог.срлдсстлЛ дг-т'-лз:":.

3. Сп'лло-прсл'л'.гактг-з !:с1:'ггэ!п:л СЮ ::с:;с;ру:а;:а; Ул.ПЛ на ¡г.зрзшндл плоеного лл:,зо::анил гаготоаол па стал:! ОСТ, 45... О Уа ДО "УЗ 1С", а т.тлг па сгорашлл плослого алп$0£ип:{ аагстс-ттэ стали /.ОХ22Н1-3, /.'?£,♦ 41... "А на Ульлнсзснсм радиояа'иопси •ззодв подтвердили еразлтлспссть тзгяк кругоэ.

Л п р -о б а т| г: л р а бот и. Ослокллз рззультати доло-"ЗП1 и прэдсг;з1:лз:а1 па 'гл^тко-телнинесной нсгТгорзнгцит! ".'.'икро-ле:;трс::инл л гзллпострсенлп", УямнозсйпЯ г-птр мигсроэлэктро:п!~ :л я азтогптяз.ипи в наллностроении, 1992, .областной впетазпе пучко-с-о:япп:зс::ого таорлзстаа, г. Ульлтюзс::; 19=9; наели тс-тех-Л5ЧЗСК1К ксп*эрз!щпя:: Ульлнэаского политехнического института в :С89-1994 годах; научно-технтгческ'.к семинарах кафедр "Технология •атглпосгрсепня" п "Геталлорепудие станки и инструменты" Удьяноп-лгого полптохшгезелого ндстптута э 1991-1594 годах.

П у б л п л а а « л. По та-**а диссертант опублилозано 10 гзчатнллс'работ, .в тем числа I пахгнг и 4 алтсрс:::л: ссэдетэльст-:а иа кпоорзтетш.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы (189 наименований) и приложений, включает 112 страниц машинописного текста, 12 таблиц и 65 рисунков. ,

Сборные комбинированные шлифовальные круги

На кафедре "Технология машиностроения" Ульяновского поли-, технического института создана гамма сборных комбинированных шлифовальных кругов (один из которых в качестве примера представлен на рис. 2), реализующих автоматический переход от одного этапа цикла шлифования к другому.

Круг состоит из корпуса I, на котором закреплены крупно- . зернистые абразивные элементы 2. В корпусе I установлены пакеты термобиметаллических пластин 5, несущие эластичный слой 4 с закрепленным на нем мелкозернистым абразивным слоем 3, причем .

каждая пластина из0Л1ф0вана от другой и соедин

/ 2 3 Ц £ на через провод

расположенные . внутри корпуса ' и токосъемник с источником питания. ,Все элемент круга закрыты крышкой 6. СКШК работает следующим образом: основная часть припуска снима-

Рис. 2. Сборный комбинированный шлифоваль- .' " ется с заготовка ный круг по а.с. 1696290 крупнозернистыми

. ' элементами 2.

Термобиметаллические пластины 5 в это время обесточены, а дияме? крупнозернистых элементов 2 больше диаметра расположения мелкозе рнистых элементов 3, ввиду чего последние участия в работе не пр нимают. Затем, на термобиыеталличаские пластины 5 подают электри

¡еский ток, под действием 'которого они нагреваются и увеличива-зт свою длину, что приводит к выдвижению мелкозернистых элемен-?ов 3 на диаметр, больший диаметра расположения крупнозернистых >лементов 2. Врезная подача механизмами станка на этом этапе докла шлифования не осуществляется, происходит лишь микроподача елкозернистых абразивных элементов 3, вследствие чего снижаются вибрации в технологической системе прежде всего за счет иск-ючения перемещений узлов станка обладающих большой массой и шерционностью. После достижения заданного уровня шероховатости юверхности и размеров заготовки пластины 5 обесточиваются, >ни охлаждаются и принимают свои исходные размеры. СКШК готов к )бработке следующей заготовки. Электрический ток можно подавать ю на весь пакет пластин 5, а лишь на одну или две из них, что >беспечивает возможность регулирования жесткости мелкозернистых 1бразивных элементов, что бывает необходимо при обработке неко-?орых заготовок, например, тонкостенных, выполненных из хрупких ютериалов и др.

Кроме вышеописанного круга - представителя ряда СНШ с ав-■оматическим переходом от одного этапа цикла шлифования к дру-■ому, спроектирован и изготовлен сборный комбинированный плифо-¡альный круг для проведения экспериментальных исследований, кке->щий ручное управление циклом шлифования (рис. 3). Этот СКШК :остоит из корпуса 3, на котором жестко закреплены крупнозернистые элементы I. В пазах корпуса 3 установлены с возможностью >адивнального перемещения мелкозернистые абразивные элементы 2, фичем величина этого перемещения определяется разностью диаметров отверстий в элементах 2 и шпилек 4, установленных в корпу-:е круга 3. Внутри абразивных элементов 2 расположены пружины • ¡, одним концом опирающиеся на шпильки 4, а другим - на опоры 7, принадлежащие подвижным мелкозернистым абразивным элементам !. Таким образом обеспечивается постоянный контакт опор 7 с ко-шческой поверхностью гайки 8, навинченной на корпус 3 с возмо-сностью осевого перемещения по последнему. Вся эта конструкция ¡акрывается крышкой 5. Основная часть припуска удаляется с за-'отовки крупнозернистыми абразивными элементами I. Гайка 8 в 1ТО время находится з положении, показанном на рис. 3, а мелко-юрнистые элементы 3 "утоплены" относительно крупнозернистых 'лекентоз I и участия в работе не принимают. Затем вращение Ж3{ прекращается, гайку В, имеющую коническую наружную поверх-

ность, навинчивают на корпус 3, через опоры 7 мелкозернистые абразивные элементы 2 выдвигаются на определенную величину. Возоб-

Рис. 3. Сборный комбинированный шлифовальный 1фуг

новляется вращение круга и окончательное качество поверхностного слоя формируется либо мелкозернистыми элементами 2, либо крупно-и мелкозернистыми элементами I и 2 одновременно (в зависимости о величины радиального вццвижения элементов 2). Затем процесс шлиф вания прекращают, гайку 8 возвращают в исходное положение и ыелк зернистые элементы 2 под действием пружин б "устанавливаются" в исходную позицию.

Естественно, что более эффективны СКШК с автоматическим переходом от одного этапа цикла шлифования к другому. Помимо того что этот переход происходит без прерывания процесса шлифования, крупнозернистые элементы определенное время работают в режиме вы хакивания, а выдвижение мелкозернистых элементов происходит с ми кроподачей, что само по себе уже обеспечивает снижение высоты ыикронеровностей шлифованной поверхности до двух раз. Последнее установлено с помощью оригинальных устройств для микроподачи заготовок при плоском шлифовании (а.с. 1604582, 1773703, патент 1797564). Устройство по рис. 4 состоит из основания 6, на которо] с помощью шарнира 7 закреплена наклонная пластина 2, а также нагревательный элемент, контактирующий с наклонной пластиной 2, ко> торая своим верхним концом через шарнир 4 соединена с верхней плитой I, на противоположном конце которой установлен нагревате-

-9 т-

/ 9 3

Рис. 4. Устройство для микроподачи заготовок при шлифовании по а.с. 1604582

ный элемент 8. На верхней плите I расположено приспособление я установки и закрепления заготовок 3. При нагревании одинако-¡с элементов 5 и 8 верхняя плита I, несущая заготовку 3, совер-эт плоскопараллельное перемещение ВЕерх, осуществляя тем самым 5знув микроподачу.

Помимо всего прочего, СКШК экономичнее "сплошных" стандарт-с кругов, коэффициент использования абразивных материалов Ка горых весьма низок - не.более 0,5. СКШК работают абразивными члентами почти до полного изнашивания последних - Ка = 0,75 -).

Кроме того, диаметр "сплошных" кругов по мере их изнаягива-I в процессе шлифования и правки уменьшается, что ведет к'сними рабочей скорости крута, а вследствие этого -к ухудшения юства . шлифованных поверхностей или необходимости снижения 'изволительности обработки. Режимы шлифования СКШК практичес-не изменяются до полного износа абразивных элементов.

Теоретико-экспериментальные исследования механизма

формирования шероховатости поверхности, шлифованной СКШК

Рассмотрим процесс плоского шлифования заготовки комбиниро-нкм кругом на этапе, когда в формообразовании микропрофиля абатызаемой поверхности заготовки принимают участие крупнолистый и мелкозернистый рабочие профили круга (РПК) одновре-ТО.

С заготовкой свяжем декартову систему координат, у которой ось абсцисс перпендикулярна направлению продольной подачи заготовки и параллельна оси вращения шлифовального круга (рис. 5). 2 ( £ ) - ордината профиля заготовки в точке 6 &[О, £3 , где £ - базовая длина профиля. Поскольку на процесс шлифования оказывает влияние масса трудно учитываемых факторов, ¿Г (^следует

Рис. 5. Схема образования микропрофиля поверхности, шлифованной СКШК: I - заготовка; 2 - круг; 3, 4 - соответственно крупно- и мелкозернистый РПК; 5 - Средняя линия микропрофиля поверхности . ■ „ .

рассматривать как некоторую случайную функцию; при этом большинство параметров шероховатости будут.являться неслучайными характеристиками

Х[£)з 1(1) - ордината профиля, который мог бы получиться в точке £ при шлифовании заготовок отдельно крупно- и мелкозернистый РПК. Тогда ~Е=т1п (X, У). Известно, что даже при наличии небольшой волнистости распределение ординат профиля обработанной заготовки близко к гауссовскому. Значит можно считать, что Х(1), * 2(1)- стационарные гауссовские случайные функции. Это означает, что их математические ожидания и дисперсии » зависят от ^ ,а средние квадратические отклонения совпадают с параметром шероховатости.

Пусть /у (х) , - соответственно функции распреде-

:ния случайных величин Х(£»), У{^<>), где Ь0 - некоторая

тсированная точка на базовой длине. Предполагая некоррелиро-инность Х(£) , , можно доказать, что

"V. Ж

(I)

Случайные величины X (¿а), пОимепт нормальный закон определения, поэтому

;е <3> и а^СЗг - соответственно математические ожидания и {сперсии случайных функций

Х(6), УХО;

функция Лапласа.

Для функции Лапласа получена апроксимация

Г / /

•j-e ~-jtec/rux<0

J f -xX?

■fr—r-e шеслиХ>0

J~2 - >

Поэтому, с учетом (2), формула (I) в случае ¿^¿>0/ принижет вид

j> 'С е? "

,г<а,\

t-fe

/-•i-e

соответственно значе-

я я параметра для Ait) и ut}.

В случае формула (3) может быть записана по анало-

ин. Теперь величину параметра R^ иероховатссти шлифованной по-ерхности можно найти по зависимости

оо

Rl=[(z-mJdF(z),

де m2=^zc/F(z)

Произведенные с учетом формулы (3) расчеты показывают, что

а-я'

+

Л-М-4) " Affî-J?/

где а=ог-а{ ;

т Л* РА'а: в*'* (5)

Параметр ¿? , входящий в формулы (4) и (5), есть расстояние между средними линиями крупнозернистого и мелкозернистого РПК, составленных из абразивных элементов различной зернистости. Если теперь считать, что в формировании профиля шлифованной поверхности принимают участие абразивные элементы обоих РПК, то согласно правил!'' "трех сигм",

причем Rг>R/ .Щтл этом формула (4), путем выделения главных членов, преобразуется в приближенную формулу

Rl~Wf * 0,0065R¿+ Q05¥Rf-R3j (б)

где Rf и R¿ - соответственно значения параметра Rq шероховатости поверхности, сформированной при шлифовании отдельно мелкозернистыми и крупнозернистыми абразивными элементами.

От параметра можно перейти к параметру Ra шероховатости, учитывая, что Ra ^ 0,8 и подставляя в формулу (б) вместо значения 1,25'Ra :

где Rqí и Ra¿ - соответственно значения параметра /ñ? шероховатости поверхности, полученные при шлифовании отдельно мелкозернистым и крупнозернистым рабочими профилями шлифовального круга.

На практике удобнее пользоваться при установке относительного положения крупнозернистых и мелкозернистых элементов не параметром G , а параметром ¿2v - расстоянием между линиями выступов РПК.

Анализ формулы (7) показывает, что при шлифовании сборным комбинированным шлифовальным кругом обоими РПК одновременно шероховатость шлифованной поверхности практически полностью определяется мелкозернистой компонентой. Зависимость (7) позволяет рассчитать шероховатость поверхности, шлифованной СКШК определенных характеристик и решать обратную задачу - выбрать характеристики СКШК и режимы шлифования, обеспечивающие требуемую шерохо-

¡.■гость шлифованных поверхностей; значения Rat , Roj-, ßa - мож-> принять по справочной литературе или рассчитать по известным тематическим моделям шероховатости А.В.Королева, Ю.К.Новосело-1, Г.Р.Муслиной и др.

Экспериментальные исследования эффективности применения сборных комбинированных шлифовальных кругов

Экспериментальные исследования выполняли с целью проверки эавильности теоретических разработок и выявления технологичес-IX возможностей СКШК на операциях плоского шлифования.

Исследования проводили по двухэтапному и трехэталному цик-iM шлифования. При двухэтапном цикле шлифования основная часть зипуска снимается крупнозернистым РПК, оставшаяся часть припуска шляется мелкозернистым РПК с обеспечением заданного уровня ше->ховатости шлифованной поверхности. Трехэтапный цикл шлифования эдертит дополнительно промежуточный этап, на котором оба РПК гаствуют в формировании микропрофиля поверхности заготовки од-)вре!/.енно.

Использовали СКШК следующих характеристик:

92А16НСШ0К5/АСМ40/28-PI2-100 %;

92A25HCMIЮК5/АСМ40/28-Р12-100 %;

92AI6HCMII0K5/AC280/63-P9-I00 %;

92A25HCMI10К5/AC2S0/63-P9-I00 %.

В качестве базы для сравнения пригемали результаты илифова-!я стандартном абразивны;* кругом ПП 300x^x25 92А16НС1Ш0К5.

Шлифовали образцы из сталей ЗОХГСА, HRCg 30...35; 40Х, 35...40 и I2XI8H9T, НЙСЭ 35...40.

Режимы обработки: окружная скорость круга = 35 м/с; зезная подача мелкозернистых элементов СКШК = 0,002 мм/дв-ход; эезную подачу крупнозернистых элементов СКШК Jy^ и сплошного эуга варьировали в пределах от 0,002 до 0,01 мм/дв-ход; ско-;сть продольной подачи V$. - от 2 до 16 м/мин.

Установлено, что' при двухэтапном цикле шлифования СКПН ра-этает как прерывистый круг, сохраняя все достоинства последне-з и пренде всего меньшую тепловую и силовую напряженность процес-1 по сравнению с сплошными кругами. Так, при шлифовании образцов з стали ЗОХГСА, HRCS 30...35 при S^ = 0,01 мм/дв-ход и V? = 16 'мин получены следующие результаты: контактная температура Тк и

- 1м -

температура поверхностных объемов материала заготовки То при шлифовании СКШК меньше в (1,7 - 2,8) раза, чем при шлифовании сплошным кругом (столбцы I, 2 на рис. 6, а, б), а силы Ру и Рц меньше в (2-2,2) раза (I, 2 на рис. 6, в, г).

¿00 "С

Ш

¿60 /30

тх

го

—

—

—

/ 2 3 * £ 6 7 в 9

"С 60

зг

м

36

та

20

S

а

§

И ¿0

/6 /2 3 РуН О

6

7

&

В

18 М /5\

(2

9

6

Рг3 О

7

3

Рис. 6. Контактная температура Тк (а), температура поверхностных объемов материала заготовки То (б), силы Ру (в) и Р2 (г): I - стандартный круг ПП92А16Н СМП0К5; 2 - 9 - СК

На втором этапе трехэтапного цикла шлифования (при ¿7^= 0) СКШК работает как сплошной композиционный круг. По мере увеличения Лу СКШК все более приобретает свойства прерывистого круга, состоящего из одних крупнозернистых элементов. Так, нзпример, при <Эл/ = О (4 на рис. 6) Тк = 365°С, То = 45°С, Ру = 22Н, Р2 = 13 Н, а при ¿7^ = 0,04-Л^ (8 на рис. 6) Тк = 180°С, То = 34°С, Ру = 10 Н; Рг = 7„5 Н, т.е. температуры и силы уменьшились в 1,4 - 2,2 раза, что

7

»

Чрактеризует СКШК как прерывистый (при Ом = 0,04/^? ; где % - зернистость крупнозернистых элементов СКШК в мим). Столбцы ,6, 7 - соответственно = 0,01/14 ; 0,020,03/% .

На втором этапе двухэтапного и на третьем этапе трехэтапно-> "циклов шлифования СКШК работает как прерывистый мелкозернис-гй круг с относительно малыми значениями сил резания и темпера-ф (3, 9 на рис. 6). Это подтверждает и измерения микронеровно-?ей поверхностей, шлифованных на различных этапах двух- и трех-?апного циклов шлифования. Шероховатость после первого этапа двух-'апного цикла шлифования Да = 0,53 мкм (2 на рис. 7), что в 1,3 !за хуже, чем шероховатость после шлифования сплошным кругом

0,6 мкм 0,5

= 0,4 мкм, I на рис. 7). На втором этапе трехэтап-го цикла шлифования (при ✓ = 0) Да = 0,3 мкм, и да-нейшее увеличение (7л/ (5, 6, на рис. 7 - соответственно 0,01/^; 0,02-Д^ ; 0,03-до 0,04'/4 (8 на рис. 7) иводит к росту шероховатости имерно до значений Да при ифовании прерывистым крупно-рнистым) кругом (0,53 мкм, 2 рис. 7).

Окончательное шлифование -орой этап двухэтапного цик-шлифования ( Яй =0,28 мкм, на рис. 7) или третий этап зхэтапного. цикла ( Да - 0,26 и, 9 на рис. 7) - обеспечи-

0,4

0,3

8

о,/

Рис. 7. Среднее арифметическое отклонение профиля

Да-, т - стандартный круг ПП 92А16НСМ17К5; 2 - 9 - СКШК; = 35 м/с; . = 16 м/мин; 0,002 ш/дв.ход; = 0,01 мм/дв.ход; мате-• риал заготовок - сталь ЗОХГСА,

зт минимальное значение Да я любых исследованных режимах шлифования заготовок из всех ма-риалов.

Весьма малая разница в значениях шероховатости поверхности зле -второго этапа двухэтапного ( Дц =0,28 мкм), второго эта-трехэтапного (при О*/ = 0 Да 0,3 мкм) и третьего этапа зхэтапного ( Да = 0,26 мкм) циклов шлифования доказывает пра-тьность положения о том, что при одновременной работе крупно-делкозернистых элементов шероховатость шлифованной поверхности штически полностью определяется мелкозернистой компонентой >очего профиля СКШК.

Зависимость других высотных параметров шероховатости ( Яг \\Rmax ) от элементов редкма сшгфования аналогичны описании:.! ви-шз, а шаг по вершинам неровностей профиля £ определяется только зернистостью абразивных элементов, составлявших рабочпГ: профиль СКШК. Волнистость шлифованной повзрхноеп: формируется г.а первом этапе цикла шлифования крупнозорлкстили ";::есткгс:;:" абраз кишки элементами и последующая обработка иехл;озеракстч:.:;; эластичны:.:;; элементами практически пз оказывает на взлич;шу V/- никакого влияния .

ЗЛКйШШЗ

В результате выполненных тоорзшЕО-оксязр.агзнг'алькгГг исследований получены следующие новыз научнее ьааодо и драк,лкосш;з результаты:

1. Аналитические пухе:; получзка гат&^доздская (4) -(7), описывавшая влшвз па изрохосатость шкроьшюй погср,:-ности свойств материала обрабатываемой заготовки рс^.;::.:ов и;:;;зо-вашя, характеристик крупно- и

тов СКШК. Через значен;:;; Ял , соо.гвзтству.ощ^з раодеяько::у ванпю абразивнс-ш элекзнтааа рмсзагг: характерами::, сослаа>.,ю-цшли СКШК, вычисляется итоговое • значение Яа поьэрхносга, скованной этим кругом.

Выполнена экспериментальная проьор;:а оддвиатеости иатаг^тк-ческой модели шероховатости шшзоиашой поеорлпэагк р^гии::;::: условиям шлифования. Расхождение расчз'п.игх л о::спер;:.1з;ггаль;г^; значений Яа не превышает 33 %. '

Полученная математическая нодель ыоиз-г быть использогли как для выбора характеристик СКШК и режимов екЛювокм» о£ссп^- ' чивавдих требуеыув шероховатое "ь шшфоваккоп поазрхкост;: деталей, так и для решения обратной за, чи - расчета Яа поверхности, пдц-фованной СКШК с абразивными элемзнтами извастках характеристик.

2. Разработаны конструкции СКШК (а.с. },'■ 1696220 и 1726525), обеспечивающие автоматический переход от одного этапа цикла шлифования к другому.

В экспериментах использованы СКШК с неавтоматизированным переходом от одного этапа цикла шлифования к другому.' Показана их эффективность на операциях плоского шлифования в условиях действующих машиностроительных производств.

Разработаны на уровне изобретений три устройства для микроподачи заготовок на операциях плоского шлифования (а.с. № 1604582, 1773703'и патент !Г= 179554), обеспечивающих повышение качества шлифованных поверхностей деталей.

3. Установлено, что применение СКШК для окончательного шлифования заготовок обеспечивает получение высококачественных деталей. В экспериментальных исследованиях и при опытно-промышленных испытаниях получали = (0,1 - 0,15) мкм при отсутствии каких-либо дефектов поверхностного слоя и достаточно высокой производительности обработки.

4. Экономическая эффективность-применения СКШК на операциях плоского шлифования обеспечивается тремя фактора!ли: I) совмещением двух операций - предварительного и окончательного ллифова-ния - в одну; 2) повышением качества шлифовшшьх поверхностей (уменьшение шероховатости, отсутствие дефектов поверхностного слоя); 3) погпшзнием производительности шлифования путем интен-скфикацтш рзЕТКОЗ резания и сокращения тем сакъм машинного времени. '

Проведены опытно-прог^гялешята испытания экспериментальных конструкций СКШК на УЗТС и на Ульяновском радиолскповсм заводе, результата которых подтвзргдают оффективность применения СКШК на операциях плоеного плифогани!! заготовок.

По тег.з диссертации спубляяовгш еле,дающие работы

1.' A.c. 1604582, СССР, 13И Е243 47/20. Устройство для ютяро-подачи заготовок iipn плтгровании / Л.В.Худобпн, Е.А.Карев, О.З.Шстпн, З.А.Эерзпситов, (СССР), 4415752/30-03; Заяпл. 26.04. i3: Опубл..07.II.СО, Еэл. 1" 41.'2 с.

2. Пектин D.D. Исследование сффектнвпости операций плифо-спнпя с пепольаопанзгем гзпгроподачн заготовок // Инженерное об-рзогзкко п •прпгэ-техгптчзскнй прогресс. Тез. докл. 24-й научно-технической кенфзрзщгп!. Ульяновск: УлПИ. 1990. С. 29-30.

" 3. A.c. 1623290,' СССР, ?.!Ш1 Е24Д 5/05, 17/00. Комбинированный з.":502альп1гй инструмент / Л.В.Худобпн, Е.А.Карев, Г.Р.Цуслина, Э.И.Правиков, Э.в".Пс1т:п! '(СССР), 1) 755379/03; Заявл. Ol. 11.89; Зпз-бл. 07.12.91, £зл. !> 45. 2 с.

4. Пеигин D.B., Правиков D.M. Исследование возможности повышения эффективности шлифования заготовок путем применения комбинированных шлифовальных кругов // Инженерное образование и научно-технический прогресс. Тез. докл. 25-й научно-технической конференции. Ульяновск: УлШ, 1991. С. 2-3.

5. A.c. 1738625, СССР, В24Д 5/06, 17/00. Комбинированный шлифовальный круг / Л.В.Худобин, Е.А.Карев, D.U.Правиков, Г.Р. Муслина, Ю.В.Псигин (СССР), 4865790/08; Заявл. 10.09.90; Опубл. 07.06.92, Бгал. Р 21. 2 с.

6. A.c. 1773703, СССР, МКИ В24В 47/20. Устройство микроподачи заготовок при шлифовании / Л.В.Худобин, Е.А.Карев, Ю.В. Псигин (СССР), Р 4869093/08; Заявл. 25.09.90; Опубл. 07.11.92, Еюл. № 41. 2 с. *

7. Правиков D.M., Псигин D.B., Карев Е.А., Муслина Г.Р. Технологические возможности комбинированных шлифовальных кругов/ Сборник научных трудов. Ульяновск: УлПИ. 1992. С. 86 - 93.

8. Псигин D.B. Комбинированные шлифовальные инструменты // Микроэлектроника в машиностроении. Тез. докл. научно-технической конференции. Ульяновск: НПК УЦМ. 1992. С.-63.

9. Маценко П.К., Псигин D.B. Об одном методе оценки шерохо-'ватости поверхности // Инженерное образование и научно- технический прогресс. Тез. докл. 27-й научно-технической конференции. Ульяновск: УлПИ. 1993. С. 6 - 8.

10. Патент 1797564, СССР, МКИ В24В 47/20. Устройство микроподачи заготовок при шлифовании '/ Л.В.Худобин, Е.А.Карев, Ю.В. Псигин (СССР), № 4955581/08; Заявл. 17.06.91; Опубл. 23.02.93, Бал. Р 7. 3 с.

Офсетная лаб.УлГТУ. Заказ 531. Тирак 120.