автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Создание информационной базы для управления процессом плоского шлифования периферией круга на основе многокритериальной оптимизации параметров обработки

Стрелков Алексей Борисович

СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ ПЕРИФЕРИЕЙ КРУГА НА ОСНОВЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

05.02.07 - Технология и оборудование механическойи физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 9 ГЕН 2011

Иркутск 2011

4853630

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет»

Научный руководитель:

Кандидат технических наук, доцент Солер Яков Иосифович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Промптов Александр Иннокентьевич,

Защита состоится «13» октября 2011 года в 12— часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.02 при ГОУ ВПО«Иркутский государственный технический университет» по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, корпус «К», конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет», с авторефератом - на официальном сайте университета vvww.istu.edu.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим высылать по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, ИрГТУ; учёному секретарю диссертационного совета Д 212.073.02 Салову В.М. e-mail: sa|ov^istu,edu

Автореферат разослан «7» сентября 2011 г.

кандидат технических наук, доцент Беломестных Александр Сергеевич

Ведущая организация:

ОАО "ИркутскНИИхиммаш

г.Иркутск

Учёный секретарь диссертационного совета, к.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время разработаны различные алгоритмы для адаптивного управления процессом шлифования. Однако отсутствует информационная база, на основе которой возможно автоматизированное управление данным процессом. На практике технолог для назначения режимов резания использует нормативно-технические документы, составленные на основе заводского опыта и расчётных зависимостей, в основном полученных на базе пассивного эксперимента, не позволяющего оценить значимость и адекватность моделей. Элементы режима резания выбирают последовательно из таблиц, составленных без учёта взаимного влияния технологических факторов и реальной податливости шлифуемых деталей. В связи с этим при внедрении в производство они требуют дополнительной корректировки.

На эксплуатационные свойства машин существенное влияние оказывают микро- и макрогеометрия поверхности деталей. Однако по параметрам макрогеометрии отсутствуют не только опытно-статистические данные, но и какие либо расчётные зависимости. В связи с изложенным точность формы практически не регламентируется и принимается гипотеза, что она всегда входит в допуск на размер обрабатываемой заготовки.

Для процесса шлифования характерна крайне высокая нестабильность, которая обусловлена неориентированным расположением зёрен в черепке круга, большим рассеянием их углов резания и разновысотностью в радиальном направлении. В таких условиях для повышения точности принимаемых решений целесообразно использовать статистические методы и теорию планирования эксперимента, которые совместно с программными продуктами ускоряют и повышают качество управления процессом шлифования как на стадии технологической подготовки производства, так и при его отладке на рабочем месте.

В настоящее время предложена новая концепция, известная под названием «метод робастного проектирования». Она исключает значительную часть интуитивных решений и трудоёмких натурных испытаний. Эта концепция включает три этапа: системное проектирование (контроль качества на стадии проектирования технологического процесса(ТП)); параметрическое проектирование (контроль качества на стадии производства) и проектирование качества. При робастном проектировании акцент обеспечения качества деталей переносится со второго этапа на первый, что снижает трудоёмкость изготовления изделий и повышает их конкурентоспособность в условиях рыночной экономики. Однако их контроль на стадии проектирования развит не так полно, как при изготовлении, и требует дополнительных исследований. Системное проектирование следует вести на основе активного эксперимента с варьированием технологических переменных не менее, чем на трёх уровнях, а для интерпретации наблюдений использовать многомерный дисперсионный анализ с факторами, которые не являются случайными величинами. Многоуровневая матрица плана эксперимента повышает робастность проектирования ТП, обеспечивающего из-

готовление деталей требуемого качества с минимальными затратами. Данное исследование посвящено проработке первого этапа робастного проектирования.

Цель работы: создание информационной базы для многокритериального управления процессом плоского шлифования периферией круга на основе последовательного симплекс-планирования с автоматизацией итераций.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- Для прогнозирования состояния качества поверхности и точности формы в формате З-Опровести поиск моделей многомерного дисперсионного анализа, включающих значимые основные эффекты, эффекты взаимодействий различного порядка и поправочные коэффициенты, учитывающие разнообразные условия обработки.

- Создать расширенную базу данных, позволяющую сократить сроки технологической подготовки производства, повысить её качество и обеспечить автоматизированное управление процессом шлифования на станках с ЧПУ.

- Уточнить роль операционных припусков в формировании микро- и макрогеометрии поверхности при многопроходном шлифовании абсолютно жёстких и податливых деталей.

- С использованием статистических методов получить углублённое представление о влиянии технологических факторов на микрорельеф и погрешности формы обрабатываемых деталей.

-На базе уточнённых моделей провести многокритериальную оптимизацию процесса шлифования с учётом конструктивных и технологических признаков, позволяющую управлять параметрами обработки операционной партии деталей в целом.

-Повысить надёжность технологической подготовки, в том числе путём правильного поиска центра эксперимента и минимизации стандарта ошибки.

Методы исследований. Работа выполнена на базе научных основ технологии машиностроения, теории шлифования металлов и робастного проектирования.

Научная новизна работы:

1. Получены математические модели параметров микро- и макрогеометрии, которые наряду с традиционными элементами режимов резания отражают многопроходность процесса абразивной обработки и податливость шлифуемых деталей.

2. Решена задача многокритериального технологического управления процессом плоского шлифования с минимизацией ошибки на базе симплекс-планирования с привлечением программных продуктов, которая позволяет гибко моделировать процесс шлифования в широком диапазоне с учётом изменяемых требований к целевым функциям.

3. Дана комплексная оценка эффективности шлифования деталей из коррозионно-стойких сталей кругами из кубического нитрида бора, электрокорунда нормальной и высокой пористости с применением параметрических и непараметрических методов статистики.

4. Решена задача повышения точности прогнозирования микро- и макрогеометрии детали путём введения в параметрические модели поправочных коэффициентов, учитывающих отклонение распределений наблюдений от нормальности и гетероскедастичности в связи с случайным характером рассеяния формы и режущих элементов зёрен, их разновысотности и толщин среза.

5. Определена степень влияния технологических параметров и условий шлифования на качество шлифуемых деталей на уровне значимости а=0,05.

6. Показана возможность прогнозирования отклонений поверхности в формате 37) от установочной базы деталей, что позволяет повысить точность сборки соединений и машин путём совмещения прямой по ГОСТ 24642-81 с настроечным размером на обработку.

Практическая ценность работы. Разработаны технологические рекомендации для авиастроения, судостроения и химической промышленности для маятникового шлифования, податливость технологической системы и повышающие качество шлифуемых деталей путём оптимизации технологических параметров. Реализована многокритериальная оптимизация процесса шлифования по параметрам микро- и макрогеометрии на основе статистических моделей с учётом служебного назначения детали, многопроходности съёма припуска и податливости технологической системы. Установлено, что наибольшую стабильность процесса шлифования обеспечивают круги из кубического нитрида бора высокой пористости, а наименьшую - инструменты из традиционных абразивов стандартной пористости.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Модели многомерного дисперсионного анализа с фиксированными факторами, которые наряду с традиционными элементами режима резания (глубиной, продольной и поперечной подачами) учитывают особенности маятникового шлифования, связанные с последовательным съёмом операционного припуска, реальную податливость заготовок и направление её варьирования.

2. Решение задачи многокритериальной оптимизации процесса шлифования в системе, позволяющей гибко регулировать количество и значимость целевых функций с учётом различных конструктивных и технологических особенностей деталей на различных этапах шлифования в силу её открытости.

3. Техническое решение моделирования переменной жёсткости заготовок в широком диапазоне, снижающее трудоёмкость подготовки эксперимента.

4. Использование непараметрических методов статистики для уточнения моделей многомерного дисперсионного анализа, поскольку для этого нового направления в статистике до сих пор отсутствует теоретическая база, обеспечивающая реализацию активного эксперимента.

5. Результаты повышения эффективности плоского шлифования путём оптимизации технологических методов и приёмов: зернистости, твёрдости и пористости круга, концентрации зёрен кубического нитрида бора, схемы врезания круга в деталь (попутное или встречное), способа задания поперечной подачи (мм/дв. ход или мм/ход), выхаживающих проходов, которые явились основой для разработки технологических рекомендаций.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международных и всероссийских научно-технических конференциях: «Высокие технологии в машиностроении» (г.Самара, 2006); «Материалы и технологии XXI века» (г.Пенза, 2007, 2008); «Механики-XXI веку» (г.Братск, 2007); «Новые материалы и технологии в машиностроении» (г.Брянск, 2009); «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза, 2007, 2008,2010).

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы апробированы и используются на ЗАО «Энерпред», г. Иркутск, а также в учебном процессе для студентов машиностроительных специальностей Иркутского государственного технического университета.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации насчитывает 159 страниц, содержит 40 таблиц, 64 рисунка, библиографический список из 173 наименований и 6 приложений. Общий объём работы 190 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, показана научная новизна и практическая ценность работы. Приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен тематический обзор, проведённый на основе анализа отечественных и зарубежных литературных источников, сформулирована цель работы и обозначены пути её достижения.

Показан фундаментальный вклад в технологическое обеспечение качества деталей машин при шлифовании, внесённый В.Ф. Безъязычным, Ю.М. Зубаревым, Д.Г. Евсеевым, А.Н. Коротковым, С.Н. Корчаком,Б.А.Кравченко, З.И. Кремнем, Г.В. Литовка, Г.Б Лурье, E.H. Масловым, A.A. Маталиным, Н.В. Носовым,А.Н. Резниковым, Э.В. Рыжовым, С.С. Силиным, В.К. Старковым, А.Г. Сусловым, В.А. Хрульковым, Л.В. Худобиным, A.C. Янюшкиным, П.И. Яще-рицыным и др.

Проведённый анализ исследований по теме диссертации позволил сделать следующие выводы:

1. Проблема повышения качества продукции в машиностроении является актуальной, поскольку связана с обеспечением надёжности и долговечности машин. В условиях мелкосерийного производства на завершающем этапе изготовления высоконагруженных и ответственных деталей широкое распространение имеет маятниковое шлифование периферией круга. В связи с изложенным повышение эффективности данного процесса является одним из приоритетных направлений в общем, химическом и авиационном машиностроении.

2. Выявлена проблема по комплексному обеспечению параметров поверхностного слоя деталей машин, обеспечивающих качество выпускаемой продукции с учётом её дальнейшего функционального назначения. Это усугуб-

ляется тем, что большинство исследований в области шлифования посвящено изготовлению изделий общего машиностроения.

3. Жёсткость детали не входит в регламент её аттестации и не учитывается при технологической подготовке производства.

4. В рассмотренных исследованиях используется крепление плоских деталей на магнитном столе станка с погрешностью базирования, равной нулю. В производственных условиях многие детали не обладают магнитными свойствами и (или) не имеют надёжных установочных баз, что требует использования приспособлений при шлифовании. Данный вопрос с позиции точности изготовления изделий до настоящего времени остаётся малоизученным.

5. Выбор величины операционного припуска при маятниковом шлифовании ведётся только с позиции дифференцированного устранения погрешностей предшествующей обработки. При этом остаётся нераскрытым его роль в генезисе формирования погрешности формы и шероховатости шлифуемой поверхности.

6. Отсутствуют сведения о погрешностях формы и аналитические зависимости для их прогнозирования с учётом особенностей выполняемой операции.

7. Нестабильность процесса шлифования обусловлена непостоянством формы и геометрии режущих кромок зёрен, их разновысотностью, которые обуславливают непостоянство суммарного сечения среза. Эти явления относятся к случайным процессам и требуют привлечения теоретико-вероятностных методов интерпретации экспериментальных данных.

8. Рекомендации по регулированию качества обычно разрабатываются дифференцированно для каждого параметра в отдельности. При интегральном подходе к этому вопросу со стороны части исследователей принято использовать детерминированные модели, не позволяющие варьировать значимость целевых функций с учётом конструкции детали и технологии её шлифования.

9. Отсутствует информационная база данных для автоматизированного выбора режимов шлифования плоских деталей различной номенклатуры.

Это позволило сформулировать цель работы и задачи, которые необходимо было решить для достижения поставленных целей.

Во второй главе содержатся сведения об оборудовании, средствах измерений для проведения экспериментальных исследований, методике их проведения, а также используемый математический аппарат реализации опытов и интерпретации экспериментальных данных.

Для исследования были выбраны две марки высокопрочной коррозионно-стойкой стали: 08Х15Н5Д2Т (ВНС-2)-сгИэГ = 1350 МПа; ¿=12%; £=220 ГПа; 13Х15Н4АМЭ (ВНС-5У-<7ИЗГ = 1390 -ь 1650 МПа; <5=15%; £=220 ГПа. Данные материалы используются в авиационной промышленности для изготовления ответственных высоконагруженных деталей, подверженных при эксплуатации атмосферным воздействиям. Исследование вели на образцах с постоянными размерами £>><1=35x40 мм, шлифуемых по торцовой поверхности, с использованием СОЖ- 5%-й раствор водной эмульсии Аквол-б (ТУ 0258-024-00148843-

98), подаваемой с расходом 7-10 л/мин.Для регулирования податливости деталей было изготовлено приспособление переменной жёсткости, имеющее рамную конструкцию- Переменная податливость приспособления и, следовательно, детали обеспечивалась варьированием высоты рёбер рамы и их поджимом болтами на различном удалении от установочной базы стола станка. Поворотом приспособления на 90° обеспечивалось моделирование направления податливости шлифуемой детали в двух взаимно ортогональных направлениях, совпадающих с векторами подач(q = 1,2):1 - поперечной sn; 2 - продольной s„p. Шлифование «абсолютно жёстких» деталей (/ -> оо) вели на магнитной плите станка. В работе использованы круги: из кубического нитрида бора (КНБ)1А1 200x20x76x5 - стандартной пористости СВЮ0 (100/80-200/160) СТ1 К27 I00/YÍ.V30 160/125 С1 К27100,СДА'30 100/80 СТ1 К27150;высокой пористости JIKB50 160/125 СТ1 КС10 12 100/КФ40;электрокорундовые высокой пористости 1 250x25x76 - 25A F60L 10 Р5КФ40; 25A F46 М 10 V5 КФ40; 25A F46 L 10 V5 КФ35;электрокорундовые стандартной пористости - 1 450x63x190 25А F60 К 1 ПО, 1250x25x76 24А F46 Кб Vil, 1 250x25x76 24А F6Q Кб VII, 1250x25x76 25А F46К6 F20, 25А F60K6V20 согласно ГОСТР 52781-2007.

Параметры шероховатости по ГОСТ 25142-82 оценивали в двух взаимно ортогональных плоскостях на профилометре Surtronic-Зи измерительной системе на базе профилографа-профилометра мод.252 завода «Калибр». Направление измерения микрорельефа отражено дополнительным индексом g. Индексы giií/в стандартном обозначении параметра даны в сочетании (g,q).

Макрогеометрию плоской поверхности оценивали параметрами (ГОСТ 24642-81): EFL, EFE, TFL и TFE. Измерения отклонений от прямолинейности EFLV, <р = 0°; 330°вели в формате 3D с помощью микрокатора 2-ИПМ (ТУ 2234-229- 89) с ценой деления 1 мкм. Использование среднего элемента взамен прилегающей прямой позволило получить дополнительную информацию о реальном расположении поверхностей собираемых деталей: +EFL9-вогнутости, -EFLV- выпуклости. Эта прямая расположена параллельно установочной базе деталей, поэтому измеряемая величина EFE фактически соответствует суммарному отклонению от параллельности и плоскостности ЕСАЕ.

При многомерном дисперсионном анализе (МДА)в зависимости от решаемых задач для описания и изучения поверхности средних отклика использованы следующие типы планов: полный факторный план (ПФП) 24; дробный факторный план типа 25'1; смешанный план 24-3'; центральный композиционный ротатабельный униформ план (ЦКРУП) с ПФП типа 24 в его ядре. Обработку экспериментальных данных вели с привлечением программы State-EaseDesign-Expert. Технологические параметры: скорость круга vK =28 м/с, продольная подача .5^=2-40 м/мин, поперечная подачалп=0,5-Н5 мм/дв. ход, глубина резания /=0,005-Ю,025 мм, операционный припускг=0,1-Ю,3 мм, жёсткость/=380-И1220 Н/мм - для кругов КНБ;ик =35 м/с, 5пр=4-И2 м/мин, s„=4-8 мм/дВ. Ход, í=0,004-0,01 мм, 2=0,КО,3 мм, 7=875^11220 Н/мм - для электрокорундовых кругов. В моделях нормированным факторам присвоены обозначения: <4-snp, B-sn, C-t, D-z, £-7.Полученные модели МДА были прове-

рены на адекватность, по отношению «сигнал - шум», а так же на наличие мультиколлиниарности и выбросов. При необходимости прибегали к трансформированию исходной модели методом максимального правдоподобия. Это позволяло получить состоятельные, эффективные и асимптотически нормально распределённые оценки.

Многокритериальную оптимизацию целевых функций велиметодом симплекс-планирования, в котором искомые точки симплекса были предсказаны по полученным моделям с автоматизацией итераций. Для оценки надёжности полученных решений и выбора наилучшего из них использованы функции толерантности:

IV Ч1/ЕЯ

1/Ея

/ IV \ */

-п-в ■

4=1 /

(1)

где й — интегральная (полная) функция толерантности для всех целевых функций, включённых в оптимизацию; йк, к — 1; у/ — дифференциальная функция толерантности для к-го выходного параметра процесса; Я = 1; 5 — ранги, присваиваемые экспериментатором целевым функциям с учётом их важности в обеспечении качества продукции.

Для повышения точности прогнозирования поверхности отклика и расширения области использования базовых моделей в них введены поправочные коэффициенты. Для их поиска воспользовались однофакторным дисперсионным анализом (ОДА). Обработку результатов исследования вели с привлечением программы&а/Мса 6.1.478.Технологические условия для проведения ОДА: >'к=28 м/с, 5пр=6 м/мин, 5п=4 мм/дв. ход, (-0,005 и 0,01 мм, г=0,1 мм- при работе кругами из КНБ;ук=35 м/с, ¿пр:=7 м/мин, s„=l мм/дв. ход, /=0,015 мм, 2=0,15 мм-при работе абразивными кругами.

Однофаеторный дисперсионный аналю

I

Проверка однородности дисперсии ло критериям Хартли, Кохрсги и Клр-ьктга

I

Проверка закона нормальности распределении по критериям Колмогорива-Смнркова (01 и Шжшро-Уилкв (¡V).

№

I

ИЛ

есЛИ Но'. О"! = =• •• = Ок

Нет

[1лрамс1рнчеокяя стпнсша

I

Влияние уроиня флХТОрОВ м среднюю 07>аш»

1

Неплрамсгричсскл* статистика

4-

Л 1шжсс1всшшй средних

Крн герий Крдексла-Уоллиса 01)

Мн «же* 1 венный аиалю молили

Рис.] Алгоритм поиска наиболее вероятных значений случайных величин

На рис.1 представлен алгоритм поиска наиболее вероятных точечных оценок случайных величин (СВ). ОДА и МДА основан на предположении, что наблюдаемые СВ имеют гауссово распределение и однородные дисперсии. Это повышает мощность параметрических критериев. Однако изучаемые наблюдения далеко не всегда им подчиняются. Это вызвало необходимость использовать непараметрические методы, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с гауссовскими: не накладывают ограничений на СВ (меньшая чувствительность к «шумам»), имеют более широкое поле приложений, меньшую чувствительность к грубым ошибкам, попавшим по той или иной причине в случайную совокупность. При проведении множественного анализа средних использованы апостериорные тесты: наименьшей существенной разности, Шеффе, Ньюмени-Кеулса, Тьюки, Дункана и Бонферрони. Для непараметрических статистик роль классического ОДА выполняет критерий Краскела-Уоллиса (//). Для окончательного поиска ожидаемых медиан использован ранговый критерий Миллера.

Ожидаемое представление поверхности отклика имеет вид:

У = /04; В; С; £>; Е) ■ кт- к, (2)

где/(Л; В; С; О; Е) —базовая регрессия; кт —поправочный коэффициент для базовой модели, учитывающий погрешности параметрических статистик; к- произведение поправочных коэффициентов: 8

к — | | к( — к3 • кТ • кК ■ кпор ■ квр ■ кп ■ квых • км. (3)

¿=1

В (3) /с;, 1 = 1;8 учитывают:/;, — зернистость круга;&т — его твёрдость; кК - концентрацию зёрен КНБ для кругов;£пор — пористость круга; /свр — врезание круга на глубину / по схемам встречного и попутного шлифования; кп — задание поперечной подачи на двойной и одинарный ходы; &вых — влияние выхаживающих проходов; к„ — марку материала детали.

Расчёт поправочных коэффициентов в (2) и (3) вели по схемам:

кт = = (тус)/(ту6аз),

где тубаз — прогнозируемая медиана для базового варианта шлифования; ту1 — таже медиана, учитывающая (3);у(- — прогнозируемая средняя.

Для оценки стабильности процесса шлифования использовано соотношение:

кзо = №а3)/(5ОД, (4)

где 5£>Г1аз и 50; — соответственно выборочные стандарты отклонений базового и сравниваемого вариантов.

Так, при к30 < 1в (4) имеем стабильность базовой схемы обработки выше, чем при иных условиях шлифования.

Третья глава посвящена прогнозированию поверхностей откликов для параметров шероховатости и отклонений формы с использованием моделей МДА с пригонкой по методу наименьших квадратов и максимального правдоподобия.

К примеру, при шлифовании кругами CBN 30 160/125 СТ1 К27 100 деталей из стали 13X15H4AM3 с различной продольной жёсткостью была предсказана модель наибольшей высоты неровности профиля, характеризующего микрорельеф поверхности в направлении поперечной подачи: Rmaxi2=7A^+0,593A+0,698B-0,22QD-l,073E-0A374A2-0,3l5B2-0,209D2- (5) -0,353А2В+0,96\А2Е-0,457АВг, мкм-в нормированном виде;

878+1,466Jnp+0,889^+23,6867-1,296х10-4у-0,12313V-0,035.Л -69,231z2+0,013snpVl,395xl0"6inp2y-0,022inpyn2> мкм-в натуральных величинах.

Наличие в моделях значимых взаимодействий факторов первого - второго порядков приводит к более надёжному предсказанию поведения средних откликов при различных условиях шлифования. Это является существенным преимуществом регрессий по сравнению со степенными зависимостями, широко применяемыми в машиностроении до настоящего времени. Дополнительно в (5) знак и величина коэффициента при значимом эффекте оценивают его вклад в вариацию средней отклика. Так, наибольшая величина коэффициента при главном эффекте£со знаком «-» предсказывает, что увеличение продольной жёсткости детали наиболее значимо отражается на уменьшении ожидаемой величины Rmax 12- На втором месте по значимости в (5) находится поперечная подача Всо знаком «+»,величину которой, напротив, целесообразнее снижать и т.д.Проведённый анализ свидетельствует о целесообразности включения в (5) факторов DwE.

Аналогичные модели в количестве 360 штук были получены и для других параметров микро- и макрогеометрии при различных условиях шлифования.

Для выявления физического смысла результатов, полученных при изучении погрешности формы деталей, проведён генезис их формирования, позволяющий представить суммарное отклонение формы плоских деталей алгебраической суммой элементарных составляющих без учёта их значимости:

6

EFL = ^Г EFLi (6)

i=l

где EFL\- погрешность, обусловленная неравномерным приподниманием продольного стола станка в поперечном направлении, вызванная реверсом поперечной подачи^Т7/^- контактные деформации, связанные с наличием зазоров в стыках сопрягаемых деталей шпиндельного узла; EFLj- погрешность, обусловленная упругой податливостью детали под действием сил резания; EFLar погрешность, вносимая неравномерным съёмом металла в результате непостоянства нормальной силы Ру в процессе шлифования^У^-погрешность, формируемая динамической неуравновешенностью массы шпинделя; EFLg- погрешность базирования, имеющая место при шлифовании деталей в приспособлении.

Выявлена значимость компонентов EFL2 и EFL4 в (6), которые способствуют как увеличению погрешности формы, так и их снижению. С одной стороны, повышение податливости детали уменьшает последствия удара круга при

врезании в деталь, что связано с демпфирующей способностью металла, и сопровождается повышением точности формы. С другой стороны, увеличение жёсткости детали усиливает последствия удара при врезании круга в деталь и ведёт к формированию завалов по краям шлифуемой поверхности, которые яр- . ко проявились во всех сечениях (р = 0°; 330° при глубине /)=0,005 мм.

Рис.2. Влияние операционного припуска г на среднеарифметическое отклонение профиля при шлифовании деталей 13Xi5H4AM3:"l -уг=380 Н/мм; 2 -/ -> оо(Круг CBN 30 160/125 СТ1 К27 100; режим - s„,,=8,2 м/мин: s„=4,5 мм/дв.ход; t=0,02 мм)

Установлено, что для абсолютно жёстких изделий при работе кругами из 1 КБН прогнозируется рост относительной опорной длины во всём диапазоне варьирования г от 0,145 до 0,255 мм, а для маложёстких, напротив, её незначительное снижение. В целом, для повышения несущей способности поверхности маложёсткие детали следует шлифовать при минимальных припусках, а абсолютно жёсткие- при их повышенных значениях. И только при припуске2=0,2 мм, который чаще всего назначают на черновом этапе шлифования, разработку операций следует вести без учёта их реальной податливости. Что касается высотных параметров, то для абсолютно жёстких деталей увеличение операционного припуска вызывает их рост (рис.2, кривая 2). Так, увеличение операционного припуска приводит к возрастанию параметра Ral от 0,697 (0,8*) до 1,12 (1,25*) мкм, т.е. на 3 категориальных величины (КВ) по ГОСТ 2789-73. В то же время для маложёстких деталей с его увеличением наблюдается снижение высотного параметра Rai2 от1,06 (1,25*) до0,95 (1,00*) мкм (кривая 1).

Полученные рекомендации по высотным параметрам шероховатости совпадают с закономерностями формирования геометрической точности шлифуемых деталей.

Известно, что средние шаги S„, слабо коррелированы с технологическими параметрами процесса шлифования, поэтому для них практически отсутствуют расчётные зависимости. Использование МДА позволило такие зависимости выявить, количественно оценить и учесть при проектировании операции. Сопоставляя рис.3,а,б, следует, в первую очередь, указать, что средние шаги в продольном направлении в 7-10 раз превышают свои поперечные аналоги, хотя им в большинстве исследований не уделяется должного внимания.

Как видно из рис.3,о, глобальный минимум параметра §т22 = 222 (250*) мкм предсказан на поверхности отклика при наименьших значениях операционного припуска и жёсткости технологической системы. Отклонение от этой

точки для маложёстких деталей в направлении координатной оси 7 в интервале [0,145; 0,255] мм сопровождается увеличением ожидаемого среднего шага до 242,625 мкм (/'=2660 Н/мм, г=0,255 мм), который однако остался в пределах указанной КВ. Таким образом, для повышения несущей способности поверхностей маложёсткие детали целесообразно шлифовать при наименьших операционных припусках. Минимум функции г — £) возможно обеспечить путём снижения жёсткости технологического звена «деталь-приспособление». Операционный припуск и жёсткость детали практически не оказывают влияния на средние шаги неровностей в поперечном направлении (рис.3,6).

Рис.3. Влияние операционного припуска и податливости детали на параметр Smg2 в поперечном g=l (а) и продольном g=2 (б) сечениях (Круг CBN 30 160/125 СТ1 К27 100; режим -s„p=8,2 м/мин; s„=4,5 мм/де.ход; ¡=0,02мм)

При работе высокопористыми кругами из традиционных абразивов 25А для увеличения опорной длины целесообразно применять зернистостьЛзО с поперечной установкой детали и наибольшим операционным припуском. При том же расположении детали снижение высотных параметров микрогеометрии поверхности обеспечивает увеличение зернистости доМб и минимизация припуска. Обеспечение несущей способности, контактной жёсткости и износостойкости поверхностей не могут быть достигнуты одновременно, т.к. оптимальные значения технологических параметров прогнозируются в разных точках факторного пространства. Для нахождения оптимального решения необходим поиск условного экстремума исследуемых параметров вести с учётом приоритета их значимости.

Выявлены дополнительные резервы управления микро- и макрогеометрией поверхности деталей переменной податливости, в частности, путём совмещения её наибольшей величины с вектором ¿„или искусственным повышением жёсткости технологического звена «приспособление-шлифуемое изделие».

При определённых неблагоприятных условиях ведения операции: отсутствие надёжных установочных баз на детали, большие погрешности базирования в приспособлении и т.д. - погрешности геометрической формы могут выйти за пределы допуска на её размер даже при использовании кругов из КНБ.

В четвёртой главе выполнен поиск поправочных коэффициентов к базовым моделям МДА(З) для повышения надёжности принимаемых решений при различных условий шлифования.

С привлечением параметрических и непараметрических статистик по алгоритму, представленному на рис.1, были проанализированы различные технологические аспекты: влияние зернистостей, твёрдости и пористости круга, концентрации зёрен (для кругов из КБН), схемы врезания круга в деталь, способы задания поперечной подачи (мм/дв. ход или мм/ход), влияние выхаживающих проходов и определение оптимального их числа. Всё это послужило основой для разработки технологических рекомендаций для плоского шлифования деталей периферией круга.

Рекомендации по выбору оптимальных приёмов и методов для комплексного обеспечения выходных параметров процесса микро- и макрогеометрии часто не совпадают. Это касается даже отдельных параметров шероховатости. В частности, для снижения высотных параметров шероховатости следует поперечную подачу назначать на двойной ход, а для увеличения относительных опорных длин профиля, увеличивающих несущую способность поверхности на уровнях р = 20; 80 %, напротив, задавать на одинарный ход. В связи с этим оптимальный вариант технологического решения устанавливается при многокритериальной оптимизации целевых функций.

Пятая глава посвящена многокритериальной оптимизации процесса плоского шлифования на основе моделей МДА. Подтверждена высокая сходимость прогнозируемых и экспериментальных данных.

На основе параметрических моделей микро- и макрогеометрии, полученных в главе 3, и программы State-EaseDesign-Expert реализована многокритериальная оптимизация процесса шлифования с учётом служебного назначения детали и многопроходности съёма припуска. В ходе оптимизации учтены податливость шлифуемых заготовок и направление её варьирования, оказывающие доминирующее влияние на стратегию проведения операций.

Так, при шлифовании абсолютно жёстких деталей из стали 13Х15Н4АМЗ на чистовом этапе обработки кругом СБN30 160/125 СТ1 К27 100 с минимальным припуском 2=0,145 мм были поставлены следующие цели оптимизации: &тах 12<5* из множества £ (2,0*; 2,5*] мкм;Лд10,4*, Ц2 £ (0,32*; 0,4*] мкм; ТРЕТ, и3 £ (0*;16*] мкм;1р ~>тах, р = 10; 50%.Наилучшим было признано решение на режиме шлифования: ^пр=4,22 м/мин, ¿„=3,59 мм/дв. ход, /=0,01 мм, которое обеспечило следующие ожидаемые значения целевых функций: Ла10,4 (0,4*); Я,„а*12,5 (2,5*); Яа20Д5 (0,16*); Птах20М (0,63*); £20(1)4Д1; ¿40(1)21,04; ?5О(1)38,81; С20(2)5Д2; ?30(:2)5Д4; г4О(2Д0,20; г50(2)36,94; ЕРЕ 10,29 (ТЕЕ7). При этом высотные шероховатости Яа\Лтах\ и точность формы предсказаны идеально(знаком * - отмечены КВ по ГОСТ 2789-73). Этому решению соответствует значение интегральной функции толерантности с1=0,486,которое оказалось ниже предельной величины, равной 1,0. Это обусловлено тем, что, с одной стороны, пространство целевых функций £

[Уктах'Уктт]Л = 1; и> задано в программе экстремальными значениями наблюдений, а не их средними. С другой стороны, имеем слабую коррелирован-ность опорных длин с технологическими параметрами, для которых с^ 6 [0,058; 0,416].

2.16

-1!; Ш

в

» 2.50:

0 1 ^ 17 ^ ХОХТ2Х?~2,4 Ъ5"Т,6 2,7"

Kf.-e.vl

а) »)

Рис.4. Гистограммы наблюдений, опытных и ожидаемых средних по результатам оптимизации с наложением кривых нормальног о распределения для параметров Л„1 (а) и(б) при шлифовании абсолютно жёстких деталей из стали 13Х15Н4ЛМЗ

Для подтверждения надёжности результатов оптимизации на указанном выше режиме шлифования были проведены натурные испытания с повторением опытов V = 1; 30 (рис.4,а,б, табл.1). Прогнозируемые средние высотных шероховатостей в обоих направлениях находятся в пределах одной КВ с экспериментальными значениями. На кривые нормального распределения нанесены прогнозируемые средние Ла10,4 и Йтах12,5, которые показывают, что при использовании результатов оптимизации на производстве снижается вероятность неисправимого брака: с 17-19 до 1-2 деталей. Аналогичные результаты получены для точности формы: снижение от плоскостности от ТЕЕ6 до ТЕЕ7 повышает надёжность получения годных деталей в пределах операционной партии.

Таблица 1

Целевыефункции У к по (2) Ук

Яа(), МКМ 0,40 (0,40*)/0,15 (0,16*) 0,372 (0,40*)/0,14 (0,16*)

К-тахт мкм 2,5 (2,5*)/0,54 (0,63*) 2,16(2,5*)/0,51 (0,63*)

8,6/5,13 10,54/17,79

38,8/36,93 43,55/46,11

ЕРЕ, мкм 10,29(77^7) 8,15(77^6)

Примечание - Над чертой поперечные шероховатости (#= 1), под чертой их продольные аналоги (#= 2)

Если в базовые моделиу^ = /(Л; В; С; О), к = 1; IV ввести медианные коэффициенты, учитывающие погрешности параметрических статистик (глава 4), то уточнённые результаты оптимизации примут вид: Да10,39 (0,4*); К2г11/79 (2,0*); Йтах12,5 (2,5*); Дп20Д5 (0,16*); Ёг20,16 (0,16*); Йтах20А9 (0,63*);

¿10(1)1.11; ¿20(1)3,55; ¿зо(1)8,39; ?40(1)20,21; г50(1)38,27; £2о(2)4,16; ¿30(2)4,72; ¿4о(2)Ю,0; £50(2)37,38; ЕРЕ 8,88 (ТБЕЬ). Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности уточнения моделей МДА. Сказанное, в первую очередь, касается высотных характеристик микрорельефа поверхности Яа, Ятах и макрогеометрии, которые стали ближе к средним ук. Наименее эффективно проявила себя проведённая процедур для параметров 1Р, которые слабее остальных коррелированы с технологическими параметрами.

В ЦКРУП, который использован для деталей с переменной жёсткостью, стандарты ошибок (ЗДЕ) для факторов и их взаимодействий не являются постоянными величинами на равном удалении от центра эксперимента независимо от направления. Вид значимой модели влияет на точность параметрических оценок средних и стандартов ошибки, поскольку только оценки коэффициентов при главных эффектах и эффектах их взаимодействий первого порядка не оказываются коррелированными с остальными членами регрессии, в том числе с аддитивной постоянной. В этом случае при оптимизации необходимо отыскать не только режим, позволяющий выдержать заданные выходные параметры процесса, но и обеспечить минимизацию ошибки Ж>£. Ею можно пренебречь в том случае, если все искомые параметры оптимизации имеют большой запас надёжности относительно предельного значения КВ.

Агс.5Поверхности стандартов ошибок (а) и средних отклика (б) для параметра /?,„„, (условия

эксперимента - см.табл.2)

По анализу поверхности SDE(Rmaxl)=f{sn-,snv) программа отыскала точку глобального минимума и нашла решение, удовлетворяющее задачам оптимизации: Rmaxl8,0' и /?аг1,0*, TFE9 при z=0,255 мм, SDE(Ral2) -> минимум, SDE(Rmaxl2)-> минимум, tp -» максимум, р = 10; 50 %. Полученные результаты оптимизации приведены в табл.2 и для параметра Rmía\ на рис.5,б. Результаты оптимизации без учёта SDE приведены в табл.2 ниже, а для параметра Rmax\ на том же рисунке. Точки оптимума для обеих оптимизаций различаются между собой, при этом производительность процесса практически осталась на прежнем уровне, но повысилась надёжность полученного решения (рис.5,а).

Таблица 2

Результаты оптимизации маложёстких деталей (/'=2660 Н/мм) из стали 13Х15Н4АМЭ при шлифовании кругом СВЛ/30 160/125 СТ1К27 100

_(г=0,255 мм)_____

Вид оптимизации Технологические факторы Прогнозируемые параметры

С минимизацией ЖЕ 0,850 £пр=7,4 м/мин; Уп^О мм/ дв. ход; /=0,02 мм ЁаП 1,0 (1,0*); Ж£-(Ка12)0,03; Йтахи7,69 (8,0*); ЗОЕ(Йтах12) 0,14^521,21; 5т12 43,83 (50,0*); Ка220,47 (0,5*); Лтах223,44 (4,0*);Яч220,59; §т22 260,97 (320,0*); ¿20(12)4,41; СЗО(12)10,89; ¿«(12)22,76; ¿50(12)42,18;£20(22}1,98; ¿30(22)7,87; £40(22)17,84; ¿50(22)29,46; Ш 32,38 ( 77^9)

Без учёта 5'РЕ 0,810 ■?пр=6,7 м/мин; £„=4,5 мм/ дв. ход; <=0,016 мм Ка121,0 (1,0*); ,®Я(/?а12)0,04; Д„ш*128,0 (8,0*); Ж£(Дтах12) 0,18;Д,121,25; 5т12 44,35 (50,0*); Йа220,5 (0,5*); Йтм223,34 (4,0*);й,220,6;5т22 261,23 (320,0*); ^20(12)4,67; ¿зо(12)11'32; ¿40(12)22,76; ¿50(12)42,45; ¿20(22)0,92; ¿30(22)6,31; ¿40(22)17,84; е5(К22132,48;ЯР£ 30,33 (ГЯ? 9)

Примечания 1. «*» - категориальные величины шероховатостей по ГОСТ 2789-73 2 Относительные опорные длины 1„ в %, а остальные параметры в мкм

Наибольшую стабильность процесса шлифования обеспечивают круги из кубического нитрида бора высокой пористости, а наименьшую круги из традиционных абразивов стандартной пористости. При этом инструмент из КНБ, обладающий повышенными режущими свойствами, обеспечивает меньшие значения отклонений от плоскостности, особенно для деталей типа плит. С учётом высокой стоимости круги из КНБ, в первую очередь, следует назначать для окончательного этапа обработки высокоответственных деталей. Высокопористые абразивные инструменты целесообразнее использовать в тех случаях, когда шлифуемые поверхности деталей имеют небольшие габариты и к ним не предъявляются строгие требования по плоскостности и прямолинейности. Это связано с интенсивным размерным износом кругов высокой пористости.

В целом, робастное проектирование стратегии плоского шлифования явилось эффективной мерой, поэтому назрела необходимость его более широкого использования в производственных условиях для повышения гарантированного качества изделий.

По результатам проделанной работы составлены рекомендации по назначению режимов плоского шлифования деталей переменной податливости из высокопрочных коррозионностойких сталей, исходя из требуемых параметров шероховатости поверхности и погрешности формы, которые приняты для использования на ЗАО «Энерпред» г. Иркутск, а также в учебном процессе ка-

федры «Технология машиностроения» Иркутского государственного технического университета.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Решена задача многокритериального управления процессом плоского шлифования периферией круга деталей из коррозионно-стойких сталей различной податливости на базе последовательного симплекс-планирования с автоматизацией итераций.

2. Создана расширенная информационная база на основе исходных моделей многомерного дисперсионного анализа с фиксированными факторами и поправочных коэффициентов к ним, повышающая надёжность проектных разработок, сокращающая сроки технологической подготовки производства на этапе запуска нового изделия и открывающая возможность автоматизированного управления процессом плоского шлифования на станках с ЧПУ.

3. Повышена надёжность моделей многомерного дисперсионного анализа дополнительным привлечением непараметрических ранговых методов интерпретации экспериментальных данных, которые свободны от ограничений, накладываемых параметрическими статистиками на случайные величины.

4. Установлено, что оптимизация процесса в условиях минимизации стандарта ошибки обеспечило заданные значения целевых функций и не сопровождалось снижением производительности обработки. При этом сами стандарты ошибки снижены в 1,3 раза, что свидетельствует о целесообразности проведённой процедуры при использовании планов эксперимента, не обладающих свойством ортогональности.

5. Установлено, что увеличение жёсткости технологической системы в исследуемом диапазоне сопровождается снижением высотных параметров шероховатости на две величины стандартного ряда.

6. Для повышения точности формы шлифуемые изделия следует располагать таким образом, чтобы они не имели возможности деформироваться в направлении тангенциальной силы Рг. При этом для обеспечения наибольшей точности изделия целесообразно жёсткость системы поддерживать в интервале у'=473(Н5770 Н/мм. Использование крепёжных станочных приспособлений допустимо только для деталей, не имеющих надёжных технологических баз и не обладающих магнитными свойствами.

7. Выявлена роль операционного припуска при маятниковом шлифовании деталей различной податливости: повышенные операционные припуски обеспечивают снижение геометрической погрешности формы и высотных параметров как на черновых, так и на чистовых этапах обработки маложёстких деталей; для «абсолютно жёстких» деталей отмеченные закономерности требуют минимизации операционных припусков в допустимых пределах. Это позволило более адекватно отразить многообразие явлений формирования микрорельефа и точности формы.

8. Для повышения эффективности процесса шлифования следует использовать: на предварительном этапе шлифования высокопористые круги из бело-

го электрокорунда средней зернистости (F60-F46) и мягкости (СМ2); на окончательном этапе - круги нормальной и высокой пористости из кубического нитрида бора средней зернистости (125/100-160/125), твёрдостью СТ1 и 100%-ой концентрации. Для шлифования длинномерных деталей круги из кубического нитрида бора высокой пористости целесообразно применять и при черновом шлифовании.

9. По результатам одномерного дисперсионного анализа и многокритериальной оптимизации разработаны технологические рекомендации для плоского шлифования ответственных и высоконагруженных деталей из высокопрочных коррозионно-стойких сталей с учётом их податливости и многопроходное™ процесса.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В

СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ В изданиях входящих, в перечень ВАК РФ

1. Стрелков А.Б. АСТП плоского шлифования деталей из ВНС-2 высокопористым абразивным инструментом при нелинейной параметризации податливости / Я.И. Солер, Д.Ю. Казимиров, А.Б. Стрелков // Вестник ИрГТУ. - 2006. - №4(28). - С.75-80.

2. Стрелков А.Б. Разработка информационной базы для управления точностью формы шлифованных плоских деталей из ВНС-2 при нелинейной параметризации их жёсткости / Я.И. Солер, Д.Ю. Казимиров, А.Б. Стрелков //Вестник ИрГТУ. Серия технология машиностроения. - 2006. -№¡4(28). - С.79-87.

3. Солер, Я.И. Исследование несущей способности поверхностей деталей из стали 08Х15Н5Д2Т при многопроходном шлифовании / Я.И. Солер, Д.Ю. Казимиров, А.Б. Стрелков //Технология машиностроения. - 2008. - №1. - С. 19-24.

4. Стрелков А.Б. Прогнозирование макрогеометрии деталей из стали 13X15H4AM3 при плоском шлифовании кругами из кубического нитрида бора / Я.И. Солер, А.Б. Стрелков,Д.Ю. Казимиров // Справочник. Инженерный журнал. - 2009. -№11.- С.26-37.

5. Стрелков А.Б.Робастное проектирование нитридборового шлифования плоских деталей различной податливости из стали 13X15H4AM3 / Я.И. Солер, А.Б. Стрелков //Технология машиностроения. - 2010. - №5. - С.5-14.

В других изданиях

6. Стрелков А.Б. Поиск стохастических моделей шлифования высокопористыми кругами для изучения погрешности формы плоских поверхностей деталей из стали ВНС-2 при нелинейной параметризации их жёсткости / Я.И. Солер, А.Б. Стрелков //Высокие технологии в машиностроении.- Самара: СамГТУ, 2006. - С.551-556.

7. Стрелков А.Б. Статистические методы оценки средних шагов неровностей профиля при плоском шлифовании высокопористым абразивным инструментом деталей из стали 08Х15Н5Д2Т с нелинейной параметризацией жёсткости / Я.И. Солер, А.Б. Стрелков //Материалы и технологии XXI века: Сб. ст. V МНТК. - Пенза: АНОО «ПДЗ», 2007. - С. 87-89.

8. Стрелков А.Б. Статистическая механика формирования шлифованных поверхностей абразивными кругами высокой пористости при нелинейной параметризации жёсткости плоских деталей из стали 13X15H4AM3 / Я.И. Солер, Д.Ю. Казими-

V

ß

ров, А.Б. Стрелков //Механики-XXI веку: Сб. докл. VI ВНТК.- Братск: ГОУ ВПО БрГУ, 2007.-С. 301-309.

9. Стрелков А.Б. Разработка информационной базы для автоматизации изучения процесса шлифования плоских деталей из стали 13X15H4AM3 / ЯИ. Солер, Д.Ю. Казимиров, А.Б. Стрелков, А.Н. Козиенко // Вестник ИРО АН ВШ, 2007. - №2 (12). -С.71-81.

10. Стрелков А.Б. Поиск моделей дисперсионного анализа для прогнозирования микрорельефа плоских поверхностей деталей из стали ВНС-5 при CBN- шлифовании / Я.И. Солер, А.Б. Стрелков //Современные технологии в машиностроении: Сб. ст. XI МНТК. - Пенза: АНОО ПДЗ, 2007. - С. 83-86.

11. Стрелков А.Б. Прогнозирование погрешностей формы абсолютно жёстких деталей из стали ВНС-5 при плоском шлифовании кругами из кубического нитрида бора / ЯМ. Солер, А.Б. Стрелков //Материалы и технологии XXI века: Сб. ст. VI МНТК. - Пенза: АНОО ПДЗ, 2008. - С.109-112.

12. Стрелков А.Б. Выбор рациональной схемы поперечной подачи при CBN-шлифовании плоских деталей из стали ВНС-2 по критерию микрорельефа поверхности / ЯМ. Солер, А.Б. Стрелков, Д.Ю. Казимиров // Современные технологии в машиностроении: Сб. ст. XII МНТК. - Пенза: АНОО ПДЗ, 2008. - С.121-125.

13. Стрелков А.Б. Плоское шлифование кругами «АЭРОБОР» в самолётостроительном производстве I ЯМ. Солер, А.Б. Стрелков, A.B. Прокопьева// Новые материалы и технологии в машиностроении: Сб. ст. 10-ой МНТИК. - Брянск: БГТИА, 2009.-С.115-120.

14. Стрелков А.Б. О роли выхаживания на точность формы деталей из коррозионно-стойкой стали 08Х15Н5Д2Т при шлифовании нитридборовыми кругами / Я.И. Солер, А.Б, Стрелков // Современные технологии в машиностроении: Сб.ст. XIV МНТК. - Пенза: АНОО ПДЗ, 2010. - С. 106 -110.

Подписано в печать 01.09.2011. Формат 60 х 90/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Зак. 174. Поз. плана 34н.

Лицензия ИД№ 06506 от26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ

ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ПРИ ШЛИФОВАНИИ.

1.1.Качество шлифованной поверхности.

1.2.Методы подхода к оптимизации и управлению процессом шлифования.

1.3. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИКО-ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА,ШЛИФОВАНИЯ И УСЛОВИЯ

ПРОВЕДЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Методы поиска наиболее вероятных значений случайных величин

2.1.1. Параметрические методы оценки случайных величин.

2.1.2. Непараметрический дисперсионный анализ.

2.1.3. Многомерный дисперсионный анализ с использованием программы State-Ease Design-Expert.

2.1.3.1. Планы, использованные для описания поверхности отклика

2.1.3.2. Поиск параметрических моделей с использованием методов наименьших квадратов и максимального правдоподобия.

2.2. Многокритериальная оптимизация поверхности отклика (целевых функций).

2.3. Условия проведения физического эксперимента.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ

ШЕРОХОВАТОСТИ И ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ.

3.1. Поиск базовых моделей IМДА.

3.2. Прогнозирование микрорельефа шлифованных деталей с использованием моделей I МДА.

3.2.1. Исследование влияния кругов из КНБ на ожидаемую шероховатость поверхности.

3.2.2. Шлифование кругами из традиционных абразивов высокой пористости.

3.2.3. Шлифование кругами из традиционных абразивов-стандартной пористости.

3.3. Генезис ожидаемой поверхности отклика отклонений формы

3.3.1. Анализ поверхности отклика отклонений< формы при шлифовании кругами из кубического нитрида бора.'.

3.3.2. Анализ поверхности отклика отклонений формы при шлифовании кругами из традиционных абразивов высокой пористости . 783.3.3. Анализ поверхности отклика отклонений формы при шлифовании.кругами из традиционных абразивов стандартной пористости 80' Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЛИФУЕМЫХ ДЕТАЛЕЙТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.

4.1 .Микрогеометрия, плоских поверхностей при шлифовании нитридборовыми кругами.

4.1.1. Влияние зернистости на формирование микрорельефа поверхности.

4.1.2. Влияние твёрдости круга на параметры микрорельефа.

4.1.3. Влияние концентрации зёрен кубического нитрида бора на микрогеометрию поверхности.

4.1.4. Выбор рациональной схемы продольного врезания круга.

4.1.5. Выбор рациональной схемы поперечной подачи.

4.1.6 Влияние выхаживания на микрорельеф поверхности.

4.1.7. Эффективность применения крупнопористых кругов из КНБ

4.1.8. Влияние марок высокопрочных коррозионно-стойких сталей . 103 4.2. Макрогеометрия плоских поверхностей при шлифовании нитридборовыми кругами.

4.2.1. Влияние зернистости на точность формы деталей.

4.2.2. Влияние твёрдости круга на погрешности формы. Ю

4.2.3. Влияние концентрации зёрен КНБ на макрогеометрию поверхности.

4.2.4. Выбор рациональной схемы продольного врезания круга.

4.2.5. Выбор рациональной схемы поперечной подачи.

4.2.6. Изучение влияния выхаживания на макрогеометрию поверхности.

4.2.7. Эффективность применения крупнопористых кругов из КНБ

4.2.8. Поправочные коэффициенты на отклонения формы деталей в зависимости от обрабатываемого материала.

4.3. Шлифование абразивными кругами стандартной и высокой пористости.

4.3.1. Исследование микрогеометрии поверхности при абразивном шлифовании.

4.3.2. Исследование макрогеометрии деталей при абразивном шлифовании.

Выводы по четвёртой главе.

ГЛАВА 5. МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СТРАТЕГИИ ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ.

5.1. Робастное проектирование нитридборового шлифования плоских деталей различной податливости.

5.2. Робастное проектирование шлифования плоских деталей высокопористыми абразивными кругами.

Выводы по пятой главе.

В настоящее время разработаны алгоритмы для адаптивного управления процессом шлифования. Однако отсутствует информационная база, на основе которой возможно автоматизированное управление данным процессом. Предполагается, что технолог для назначения режимов резания будет использовать нормативно-технические документы (НТД), составленные на основе заводского опыта и расчётных зависимостей, в основном полученных на базе пассивного эксперимента без учёта адекватности моделей. Режимы шлифования выбирают последовательно из1 таблиц, составленных без учёта взаимного влияния- технологических факторов и реальной податливости шлифуемых деталей. В связи с этим при внедрении в производство они требуют дополнительной корректировки. Расчётные зависимости процесса в основном получены* на базе пассивного эксперимента без учёта адекватности моделей, а для макрогеометрии поверхности практически отсутствуют.

В первой главе представлен тематический обзор; сделанный на основе анализа отечественных и зарубежных литературных источников, сформулирована цель работы и обозначены пути её достижения.

Во второй главе описаны оборудование и средства.измерений дг№проведения экспериментальных исследований, методика их проведения, а также используемый математический аппарат реализации опытов и интерпретации экспериментальных данных.

Третья глава посвящена прогнозированию поверхностей откликов для параметров шероховатости и отклонений формы с использованием моделей IМДА с пригонкой по методу наименьших квадратов (НК) и максимального правдоподобия (МП).

Вг четвёртой главе выполнен поиск поправочных коэффициентов к базовым моделям I МДА для различных условий шлифования. Для повышения надёжности принимаемых решения в них введены поправки, учитывающие погрешности параметрических статистик.

Пятая глава посвящена многокритериальной оптимизации процесса плоского шлифования по параметрам микро- и макрогеометрии на основе моделей I МДА, для определения рациональных технологических режимов обработки. Подтверждена высокая сходимость прогнозируемы и экспериментальных данных.

Цель работы: создание информационной базы для многокритериального управления процессом плоского шлифования периферией круга на основе последовательного симплекс-планирования с автоматизацией итераций.

Объект исследования. Процесс плоского шлифования периферией круга высоконагруженных и ответственных деталей из высокопрочных коррозионно-стойких сталей с учётом их податливости и величины операционного припуска.

Методы,исследования. Работа выполнена на базе научных основ технологии машиностроения, теории шлифования металлов и робастного проектирования.

Научная новизна заключается:

1. Получены математические модели параметров микро- и макрогеометрии, которые наряду с традиционными элементами режимов резания отражают многопроходность процесса абразивной обработки и податливость шлифуемых деталей.

2. Решена задача многокритериального технологического управления процессом плоского шлифования с минимизацией ошибки на базе симплекс-планирования с привлечением программных продуктов, которая позволяет гибко моделировать процесс шлифования в широком диапазоне с учётом изменяемых требований к целевым функциям.

3. Дана комплексная .оценка эффективности шлифования деталей из коррозионно-стойких сталей кругами из кубического нитрида бора, электрокорунда нормальной и высокой пористости с применением параметрических и непараметрических методов статистики.

4. Решена задача повышения точности прогнозирования микро- и макрогеометрии детали путём введения в параметрические модели поправочных коэффициентов, учитывающих отклонение распределений наблюдений от нормальности и гетероскедастичности в связи с случайным характером рассеяния формы и режущих элементов зёрен, их разновысотности и толщин среза.

5. Определена степень влияния технологических параметров и условий шлифования на качество шлифуемых деталей на уровне значимости а=0,05.

6. Показана возможность прогнозирования отклонений поверхности в формате 31) от установочной базы деталей, что позволяет повысить точность сборки соединений и машин путём совмещения прямой по ГОСТ 24642-81 с настроечным размером на обработку.

Практическая ценность работы. Разработаны технологические рекомендации для авиастроения, судостроения и химической промышленности для маятникового шлифования, податливость технологической системы и повышающие качество шлифуемых деталей путём оптимизации технологических параметров. Реализована многокритериальная оптимизация процесса шлифования по параметрам микро- и макрогеометрии на основе статистических моделей с учётом служебного назначения детали, многопроходности съёма припуска и податливости технологической системы. Установлено, что наибольшую стабильность процесса шлифования обеспечивают круги из кубического нитрида бора высокой пористости, а наименьшую - инструменты из традиционных абразивов стандартной пористости.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Модели многомерного дисперсионного анализа с фиксированными факторами, которые наряду с традиционными элементами режима резания (глубиной, продольной и поперечной подачами) учитывают особенности маятникового шлифования, связанные с последовательным съёмом операционного припуска, реальную податливость заготовок и направление её варьирования.

2. Решение задачи многокритериальной оптимизации процесса шлифования в системе, позволяющей гибко регулировать количество и значимость целевых функций с учётом различных конструктивных и технологических особенностей деталей на различных этапах шлифования в силу её открытости.

3. Техническое решение моделирования переменной жёсткости заготовок в широком диапазоне, снижающее трудоёмкость подготовки эксперимента.

4. Использование непараметрических методов статистики для уточнения моделей многомерного дисперсионного анализа, поскольку для этого нового у направления в статистике до сих пор отсутствует теоретическая база, обеспечивающая реализацию активного эксперимента.

5. Результаты повышения эффективности плоского шлифования путём оптимизации технологических методов и приёмов: зернистости, твёрдости и пористости круга, концентрации зёрен кубического нитрида бора, схемы врезания круга в деталь (попутное или встречное), способа задания поперечной подачи (мм/дв.ход или мм/ход), выхаживающих проходов, которые явились основой для разработки технологических рекомендаций.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международных и всероссийских научно-технических конференциях: «Высокие технологии в машиностроении» (г. Самара, 2006); «Материалы и технологии XXI века» (г. Пенза, 2007, 2008); «Механики-ХХ1 веку» (г. Братск, 2007); «Новые материалы и технологии в машиностроении» (г. Брянск, 2009); «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза, 2007, 2008, 2010).

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы апробированы и используются на ЗАО «Энерпред», г. Иркутск, а также в учебном процессе для студентов машиностроительных специальностей Иркутского государственного технического университета.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации насчитывает 159 страниц, содержит 40 таблиц, 64 рисунка, библиографический список из 173 наименований и 6 приложений. Общий объём работы 190 страниц.

Выводы по работе

1. Решена задача многокритериального управления процессом плоского шлифования периферией круга деталей из коррозионно-стойких сталей различной податливости на базе последовательного симплекс-планирования с автоматизацией итераций.

2. Создана расширенная информационная база на основе исходных моделей многомерного дисперсионного анализа с фиксированными факторами и поправочных коэффициентов к ним, повышающая^ надёжность проектных разработок, сокращающая сроки технологической' подготовки производства на этапе запуска нового изделия и-открывающая возможность автоматизированного управления процессом плоского шлифования на станках с ЧПУ.

3. Повышена надёжность моделей многомерного дисперсионного анализа дополнительным привлечением непараметрических ранговых методов интерпретации экспериментальных данных, которые свободны от ограничений, накладываемых параметрическими.статистиками на случайные величины.

4. Установлено, что оптимизация процесса в условиях минимизации стандарта ошибки обеспечило заданные значения целевых функций и не сопровождалось снижением производительности обработки. При этом сами стандарты ошибки снижены в 1,3 раза, что свидетельствует о целесообразности проведённой процедуры при использовании планов эксперимента, не обладающих 1 свойством ортогональности.

5. Установлено, что увеличение жёсткости технологической системы в исследуемом диапазоне сопровождается снижением высотных- параметров шероховатости на две величины стандартного ряда.

6. Для повышения-точности формы шлифуемые изделия следует располагать таким образом, чтобы они не имели возможности деформироваться1 в направлении тангенциальной силы Р:. При этом'для обеспечения наибольшей точности изделия целесообразно жёсткость системы поддерживать в интервале 7=4730^-5770* Н/мм. Использование крепёжных станочных приспособлений допустимо только для деталей, не имеющих надёжных технологических баз и не обладающих магнитными свойствами.

7. Выявлена роль операционного припуска при маятниковом шлифовании деталей различной податливости: повышенные операционные припуски обеспечивают снижение геометрической погрешности формы и высотных параметров как на черновых, так и на чистовых этапах обработки маложёстких деталей; для «абсолютно жёстких» деталей отмеченные закономерности требуют минимизации операционных припусков в допустимых пределах. Это позволило более адекватно отразить многообразие явлений формирования микрорельефа и точности формы.

8. Для повышения эффективности процесса шлифования следует использовать: на предварительном этапе шлифования высокопористые круги из белого электрокорунда средней зернистости (^60-/<"46) и мягкости (СМ2); на окончательном этапе - круги нормальной и высокой пористости из кубического нитрида бора средней зернистости (125/100-160/125), твёрдостью СТ1 и 100%-ой концентрации. Для шлифования длинномерных деталей круги из кубического нитрида бора высокой пористости целесообразно применять и при черновом шлифовании.

9. По результатам одномерного дисперсионного анализа и многокритериальной оптимизации разработаны технологические рекомендации для плоского шлифования ответственных и высоконагруженных деталей из высокопрочных коррозионно-стойких сталей с учётом их податливости и многопроходности процесса.

1. Абразивная и алмазная обработка материалов: справочник / под ред. А. Н. Резникова. -М.: Машиностроение, 1977. 391 с.

2. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1967. - 279 с.

3. Багайсянов Ю.С. Улучшение структурно-механических и эксплуатационных свойств абразивных инструментов с порообразователем / Ю.С. Багайсянов, В.М. Шумячер // Технология машиностроения. 2007. - №3. - С. 34-37.

4. Белкин Е.А. Геометрическая модель плоского шлифования на основе модульного принципа / Е.А. Белкин //Справочник. Инженерный журнал. 2003.-№8-С.29-32.

5. Билик Ш.М. Макрогеометрия деталей машин / Ш.М. Билик — 2-е изд. М.: Машиностроение, 1972.-344 с.

6. Биргер И.А. Остаточные напряжения / И.А. Биргер: -М.: Машгиз, 1963.-232 с.

7. П.Бишутин С.Г. Математическое моделирование формирования микронеровностей поверхности при шлифовании с учетом изнашивания инструмента / С.Г. Бишу-тин // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2005. №1. — С. 78-82.

8. Бишутин С.Г. Обеспечение требуемой совокупности параметров качества поверхностных слоев деталей при шлифовании / С.Г. Бишутин. — М.: Машиностроение-!, 2004. 143 с.

9. Большев J1.H. Таблицы математической статистики / JI.H. Болыиев, Н.В. Смирнов. -М.: Наука, 1983.-416 с.

10. Васильев A.C. Направленное формирование свойств изделий машиностроения / A.C. Васильев и др.; под ред. А.И. Кондакова. М.: Машиностроение, 2005. -352 с.

11. Васильев B.C. Технологические основы управления качества машин / A.C. Васильев и др.. М.: Машиностроение, 2003. - 265 с.

12. Васильков Д.В. Обеспечение стабильности качества поверхностного слоя изделий при механической обработке на основе алгоритмов автоматизированного проектирования / Д.В. Васильев; А.Г. Ташевский, A.A. Лыченков // Металлообработка.2007.-№6:-С. 8-11.j

13. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1980. 18 с.

14. ГОСТ 24642-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и , расположения поверхностей. Основные термины и определения. Взамен ГОСТ 10356-63; введён 1981-07-01: Изд-во стандартов, 1981.-68 с.

15. ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. Введён 1983-01-01-М.: Изд-во стандартов, 1982. — 17 с.

16. ГОСТ Р 50.1.040-2002. Статистические методы. Планирование экспериментов. Термины и определения. — М.: Изд-во стандартов, 2002. — 78 с.

17. ГОСТР 50779.44-2001. Статистические методы. Показатели возможностей процессов. Основные методы расчета. Введён 2001-10-02. Изд-во стандартов, 2001. -21 с.

18. ГОСТ Р 52381-2005 Материалы абразивные. Зернистость и зерновой состав шлифовальных порошков. Контроль зернового состава. М.: Изд-во стандартов, 2005. - 16 с.

19. ГОСТ Р 52587-2006 Инструмент абразивный. Обозначения и методы измерения твердости. М.: Изд-во стандартов, 2006. - 20 с.

20. ГОСТ Р 52781-2007. Круги шлифовальные. Технические условия. Введён 2009-01-01.-М.: Изд-во стандартов, 2008. 33 с.

21. ГОСТ Р ИСО 5479-2002. Статистические методы. Проверка отклонения распределения вероятностей от нормального распределения. М.: Изд-во стандартов, 2002.-30 с.

22. ГОСТ Р ИСО/ТО 10017-2005. Статистические методы. Руководство по применению в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9001- Мг: Изд-во стандартов, 2005. 50 с.

23. Дектяренко Н.С. Методика исследования температур поверхностного соя при шлифовании твёрдого сплава и быстрорежущих сталей / Н.С. Дектяренко, A.C. Ка-менкович // Вопросы заточки металлорежущего инструмента; Выпуск 2. — М.: ВНИИ, 1967.-78 с.

24. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных, пер. с англ. / Н. Джонсон, Ф. Лион. М.: Мир, 1980. - 610 с.

25. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы планирования эксперимента, пер. с'англ. / Н. Джонсон, Ф. Лион. М.: Мир, 1981.-520 с.

26. Дианов A.A. Образование волнистости при плоском прерывистом шлифовании периферией круга / A.A. Дианов, Е.Ю. 'Гатаркин, В.А. Терентьев // Ползунов-ский вестник. 2009. -№1-2.-С. 127-131.

27. Димов Ю.В. Обработка деталей- эластичным* инструментом:; монография- / Ю.в: Димов. Иркутск: Изд-во Иркутского государственного технического университета, 2007. - 353 с.

28. Дуличенко И.В. Управление технологическими характеристиками процесса-; шлифования- высокопористым абразивным» инструментом:; автореф;. дис. . канд: техн:.наую(05:03;01*)-'/ В0лп.гос.тёхн.,-унгт.--ВЬлгоЕрад;.2006.:

29. Дьяконов A.A. Стохастический подход к решению теплофизических и силовых задач теории шлифования / A.A. Дьяконов // Металлообработка: 2008. №2. - С. 2-6. ■'■'.'

30. Евсеев Д.Г. Формирование свойств поверхностных слоев при абразивной обработке / Д.Г. Евсеев. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1975. —127 с.

31. Елизаветин М.А. Технологические способы повышения долговечности машин/М: А. Елизаветин,Э. А. Сатель.-М.: Машиностроение, 1969.-400 с.

32. Закс Ж Статистическое оценивание: / Л. Закс: пер. с нем. М.: Статистика, 1976. - 598 с. ; .

33. Закс Ш1 Теория статистических выводов / Ш. Закс: пер: с англ. — Mi: Мир, 1975: —776; с:,38; Инженерияшоверхности деталей / A.F. Суслов и, др:.;: под ред. A.F. Суслова. -М.: Машиностроение, 2008. 320 с.

34. Капанец Э.Ф. Точность обработки при шлифовании / Э1Ф. Капанец и др.; под ред. П.И. Ящерицына.- Мн. Наука и техника, 1987. 152 с.

35. Каракулова M.JI. Некоторые вопросы оптимизации процесса алмазного прерывистого шлифования / M.JI. Каракулова, Т.В. Шитова // Современные наукоемкие технологии. 2009. - №8. - С. 115-116.

36. Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков / С.С. Кедров. М.: Машиностроение, 1978.- 199 с.

37. Кендалл М. Многомерный статистический анализ и временные ряды / М. Кендалл, А. Стюарт. -М.: Наука. 1976.- 736 с.

38. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников / А.И. Кобзарь. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 816 с.

39. Колтунов И.И. Повышение эффективности процесса шлифования внутренних криволинейных поверхностей колец самоустанавливающихся подшипников: ав-тореф. дис. . док. техн. наук (21.12.01) / Орлов, гос. техн. ун-т. Орел, 2007.-44 с.

40. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей / С.Н. Корчак. М.: - Машиностроение, 1974. - 280 с.

41. Кравченко Б.А. Оптимизация скорости шлифования / Б.А. Кравченко, Н.В. Носов // Справочник. Инженерный журнал. 2005. №4 - С.25-28.

42. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. — М.: Машиностроение, 1968.-480 с.

43. Кремень З.И. Технология шлифования в машиностроении / З.И. Кремень, В.Г. Юрьев, А.Ф. Бабошкин.; под общ. ред. З.И. Кремня.-СПб.: Политехника, 2007.-424 с.

44. Кулаков Ю. М. Предотвращение дефектов при шлифовании / Ю. М. Кулаков В. А. Хрульков, И. В. Дунин-Барковский. -М.: Машиностроение, 1975. 144 с.

45. Курдюков В.И. Изготовление шлифовальных кругов повышенной пористости / В.И. Курдюков, В.А. Логиновский, А.Н. Сычугов // СТИН.-2007. №5.-С. 15-18.

46. Лемешко Б.Ю. Исследование распределений статистик, используемых для проверки гипотез о равенстве дисперсий при законах ошибок наблюдений, отличных от нормального / Б.Ю. Лемешко, В.М. Пономаренко // Научный вестник НГТУ. -2006. №2(23). С. 21-33.

47. Лурье Г.Б. Шлифование металлов / Г.Б. Лурье.-М.: Машиностроение, 1969.172 с.57.\Пяндон Ю.Н. Функциональная взаимозаменяемость в машиностроении / Ю.Н. Ляндон. — М.: Машиностроение, 1967. 219 с.

48. Маслов E.H. Теория шлифования материалов / Е.И. Маслов. М.: Машиностроение, 1974. - 320 с.

49. Маталин A.A. Технологические методы повышения долговечности деталей машин / A.A. Маталин. Киев: Техшка, 1971. -144 с.

50. Маталин A.A. Технология механической обработки / A.A. Маталин. Л.: Машиностроение, 1977. - 464 с.

51. Машиностроение. Энцикопедия. Т Ш-3. Технология изготовления деталей машин / А.М. Дальский, А.Г. Суслов, Ю.Ф. Назаров и др.; под общ. ред. А.Г. Суслова. — М.: Машиностроение, 2006. 840 с.

52. Машиностроение. Энцикопедия. Т IV-3. Надёжность машин / В.В. Клюев, В.В. Бологин, Ф.Р. Сосин и др.; под общ. ред. В:В. Клюева. М.: Машиностроение, 2003. - 592'с.

53. Михелькевич В.Н. Автоматическое управление шлифованием / В.Н. Михель-кевич. М.: Машиностроение, 1975. - 304 с.

54. Михелькевич В.Н. Системы автоматического регулирования технологических процессов шлифования / В.Н. Михелькевич, Б.Д. Щукин. Куйбышев: Куйб.кн. изд-во, 1969.- 152 с.

55. Мятляев В.Д. Проверка статистических гипотез / В.Д. Мятляев, Л.А. Пан-ченко, А.Т. Терехин // Систем, требования: Adobe Acrobat Reader. URL: http://vmw.sevin.ru/fundecology/biterature/hypot.html (дата обращения: 30.01.2010)

56. Обработка резанием жаропрочных высокопрочных и титановых сплавов / Н.И. Резников и др.; под ред. Н.И. Резникова. М.: Машиностроение, 1972. - 200 с.

57. Петрешин Д.И. Разработка и создание самообучающейся технологической системы с адаптивным управлением параметрами качества поверхностного слоя деталей машин: автореф. дис. . док. техн. наук / Брянск, гос. техн. ун-т. Брянск, 2010. -36 с.

58. Подзей A.B. Остаточные напряжения при шлифовании и их регулирование /

59. A.B. Подзей. // Сб. Высокопроизводительное шлифование по ред. E.H. Маслова. М.: АН СССР, 1962.

60. Подзей A.B. Технологические остаточные напряжения / A.B. Подзей, А.М. Супима, М.И. Евстигнеев. М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.

61. Полетаев В.А. Глубинное шлифование лопаток турбин: библиотека технолога / В.А. Полетаев, Д.И. Волков. Mr. Машиностроение, 2009. - 272 с.

62. Попов С.А. Шлифование высокопористыми кругами / С.А. Попов, Р.В. Ананьян. М.: Машиностроение, 1980. - 79 с.

63. Прилуцкий В.А. Технологическое обеспечение точности поверхностей деталей соединений. Методы уменьшения периодической погрешности обработки /

64. B. А. Прилуцкий; Сам. гос. техн. ун-т. Самара: Сам. гос. техн. ун-т, 1998: - 132 с.

65. Промптов А.И. Автоматизированная система выбора оборудования, инструмента и режимов резания при шлифовании / А.И. Промптов, О.П. Ливший-// Вестник ИрГТУ. 1998. - №3. - С.34-39.

66. Проников A.C. Основы надёжности и долговечности машин / A.C. Проников. М.: Из-во стандартов; 1969. -160 с.

67. Редько С.Г. Процессы теплообразования ■ при шлифовании металлов / С.Г. Редько. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1962. - 231 с.

68. Резников А.Н: Теплофизика процессов механической обработки материалов / А.Н. Резников. М.: Машиностроение, 1981. - 280 с.

69. Рыжов Э.В. Влияние шероховатости поверхности на величину опорной площади / Э.В: Рыжов // Высокопроизводительное резание в машиностроении. М.: Наука, 1966. С.273-281.

70. Рыжов Э.В. Математические методы в технологических исследованиях / Э.В. Рыжов, O.A. Горленко. Киев: Наук. Думка, 1990.- 184 с.

71. Силин С.С. Глубинное шлифование деталей из труднообрабатываемых материалов / С.С. Силин и др.. М.: Машиностроение, 1984. - 64 с.

72. Силин С.С. Оптимизация технологии глубинного шлифования / С.С. Силин и др.. М.: Машиностроение, 1989. - 120 с.

73. Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности / В.А. Сипайлов. М.: Машиностроение, 1978. - 167 с.

74. Славин A.B. Механо-химические процессы взаимодействия абразивного инструмента и заготовки при шлифовании металла / A.B. Славин, В.М. Шумячер // Технология машиностроения. 2008. - №1. - С. 29-32.

75. Солер Я.И. Адаптация систем MSC. Marc/Mentat для изучения тепловых полей в быстрорежущих резцах при доводке кубонитовыми кругами / Солер Я.И., Казимиров Д.Ю. // Вестник ИрГТУ, 2005. №1(21). - С.125-129.

76. Солер Я.И. АСГП плоского шлифования деталей из ВНС-2 высокопористым абразивным инструментом при нелинейной параметризации податливости / Я.И. Солер, Д.Ю. Казимиров, А.Б. Стрелков // Вестник ИрГТУ 2006. - №4(28). - С.75-80.

77. Солер Я.И. Влияние жёсткости детали на микрогеометрию поверхности при плоском шлифовании / Я.И. Солер, С.Н. Гайсин // Технологическая механика материалов: Межвуз. сб. науч. тр. Под ред. С.А.Зайдеса. Иркутск. Изд-во ИрГТУ, 2004. -С. 116-121.

78. Солер Я.И. Исследование несущей способности поверхностей деталей из стали 08Х15Н5Д2Т при многопроходном шлифовании / Я.И. Солер, Д.Ю. Казимиров, А.Б. Стрелков // Технология машиностроения. 2008. -№1. - С. 19-24.

79. Солер Я.И. Компьютерное моделирование тепловых процессов при многопроходном плоском шлифовании стальных деталей высокой прочности / Я.И. Солер, Д.Ю. Казимиров // Проблемы машиностроения и автоматизации.-2006.-№2- С. 49-55.

80. Солер Я.И. Компьютерное моделирование тепловых явлений при заточке-доводке быстрорежущего инструмента кругами из кубонита с использованием системы MSC. Marc / Я.И. Солер, B.A. Вторушин // Вестник ИрГТУ-2004.-№1 (17) -С.63-68.

81. Солер Я.И. Моделирование теплофизики плоского шлифования / Я.И.Солер, Д.Ю. Казимиров // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. №5. -С.56 - 62.

82. Солер Я;И: Плоское шлифование кругами «АЭРОБОР» в самолётостроительном производстве / Я.И. Солер, А.Б. Стрелков, A.B. Прокопьева // Новые материалы и технологии в машиностроении: Сб. ст. 10-ой МНТ Интернет К. Брянск: БГТИА, 2009.-С. 115-120.

83. Солер Я.И. Прогнозирование макрогеометрии деталей из стали 13X15H4AM3 при плоском шлифовании кругами из кубического нитрида бора / Я.И. Солер, А.Б. Стрелков, Д.Ю.1 Казимиров // Справочник. Инженерный журнал. -2009. №11. - С.26-37.

84. Солер Я.И. Разработка информационной базы для автоматизации изучения процесса шлифования плоских деталей из стали 13X15H4AM3 / Я.И. Солер, Д.Ю. Казимиров, А.Б. Стрелков, А.Н. Козиенко // Вестник ИРО АН ВШ, 2007.- №2 (12).-С. 71-81.

85. Солер Я.И. Регулирование микрогеометрии поверхности при плоском чистовом шлифовании быстрорежущего инструмента / Я.И. Солер, Д.Ю. Казимиров // Вестник ИРО АН ВШ. 2005. - №2 (7). - С. 129-139.

86. Солер Я.И. Робастное проектирование нитридборового шлифования, плоских деталей различной податливости из стали 13Х15Н4АМЭ / Я.И. Солер, А.Б. Стрелков // Технология машиностроения. 2010: -№5. - С.5-14.

87. Солер Я:И. Теплофизика процессов алмазной доводки быстрорежущей пластины с учётом нелинейности модели / Солер Я.И., Казимиров Д.Ю. // СТИН. 2006. - №6. - С.17-21.

88. Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве/В. К. Старков. -М.: Машиностроение, 1989.-296 с.

89. Старков В.К. Физика и оптимизация резания материалов / В:К. Старков. -М.: Машиностроение, 2009. 640 с.

90. Старков B.K. Шлифование высокопористыми кругами / В.К. Старков. М.: Машиностроение, 2007. - 688 с.

91. Статистические методы повышения качества / Хитоси Кумэ и др.; под ред. Хитоси Кумэ; пер. с англ. и доп. Ю. П. Адлера, JI. А. Конаревой. М.: Финансы и статистика, 1990. - 301 с.

92. Сулима A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / A.M. Сулима, В.А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. М.: Машиностроение, 1988. -289 с.

93. Суслов А. Г. Качество поверхностного слоя деталей*машин / А. Г. Суслов. -М.: Машиностроение, 2000. 317 с.

94. Суслов А.Г. Научные основы, технологии машиностроения / А.Г. Суслов, A.M. Дальский. М.: Машиностроение, 2002.- 684 с.

95. Суслов А.Г. Табличные способы назначения параметров шероховатости поверхностей деталей машин / А.Г. Суслов, И.М. Корсокова // Справочник. Инженерный журнал. 2008. - №4 - С. 9-15.

96. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя детали / А.Г. Суслов. М.: Машиностроение, 1987. - 206 с.

97. Тамразов A.Mi Планирование и анализ регрессионных экспериментов в технологических исследованиях / А.М. Тамразов. Киев: Наук. Думка, -1987. - 176 с.

98. Технологические основы обеспечения качества машин / К.С. Колесников, Г.Ф. Баландин, А.М. Дальский и др.; под общ. ред. К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1990. - 256 с.

99. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений / А. Г. Суслов и др.; под общ. ред. А. Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2006. - 448 с.

100. Томашов Н.Д. Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы / Н.Д. Томашов, Г.П. Чернова. М.: Металлургия, 1986. - 355 с.

101. Тюрин Ю.Н. Непараметрические методы статистики / Ю.Н. Тюрин. М.: Знание, 1978: - 64 с.

102. Уилер Д. Статическое управление процессами: Оптимизация бизнеса с использованием карт Шухарта / Уилер Д. Чамбес Д.; Пер. с англ. М.: Альпина Бизнес Букс, 2009. - 409 с.

103. Унянин А.Н. Численное моделирование локальных температур при шлифовании / А.Н. Унянин // СТИН. 2006. - №8. - С. 27-33.

104. Управление качеством. Робастное проектирование. Метод Тагути / Р. Леон и др. пер с англ. М.: «СЕЙФИ», 2002,- 384 с.

105. Урядов С.А. Влияние технологии абразивной обработки на сопротивление усталости деталей машин / С.А. Урядов // Справочник. Инженерный журнал. 2009! -№9 -С. 18-22.

106. Урядов-С.А. Установление взаимосвязи условий обработки, параметров качества поверхностного слоя и предела выносливости детали / С.А. Урядов»// Справочник. Инженерный журнал. 2008. №8 - С. 18-22.

107. Федюкин В.К. Управление качеством процессов / В.К. Федюкин. СПб.: Питер, 2004. - 208 с.

108. Филимонов Л.Н. Плоское шлифование / Л.Н. Филимонов; под ред. В.И. Муцянко. 3-е изд., перераб. и доп. - Л:: Машиностроение, 1985. - 109 с.

109. Флид М.Д. Влияние жесткости и вибрационных характеристик заточных станков на процесс заточки* твердосплавного инструмента / М.Д. Флид // Вопросы заточки металлорежущего инструмента. М.: Изд-во ВНИИ, 1967. Вып.2. - С. 46-60.

110. Фрезы и фрезерование / О.М. Баллами др.. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. -170 с.

111. Хампель Ф. Робастность в статистике. Подход на основе функций влияния: пер. с англ. / Хапель Ф. и др.. М.: Мир,1989. - 512 с.

112. Хан Г. Статистические модели в инженерных задачах / Г. Хан, С. Шапиро; пер. с англ. Е. Г. Коваленко, под ред. В. В. Налимова. М.: Мир, 1969. - 396 с.

113. Хартман К. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов: пер. с нем. / К. Хартман, Э. Лецкий, В. Шефер; под ред. Э. К. Лецкий. -М.: Мир, 1977. 552 с. !

114. Холлендер М. Непараметрические методы статистики / М. Холлендер, Д. Вулф. Пер. с англ. М.: Наука, 1983. - 518 с.

115. Хрульков В.А. Шлифование жаропрочных сплавов / В.А. Хрульков. М.: Машиностроение, 1964. -191 с.

116. Худобин Л.В. Минимизация засаливания шлифовальных кругов / Л.В. Ху-добин, А.Н. Унянин; под. ред. Л. В. Хуцобина. Ульяновск: УлГТУ, 2007. - 298 с.

117. Хусу, А.П. Шероховатость поверхностей: Теоретико-вероятностный подход / А.П. Хусу, Ю.Р. Витенберг, В.А. Пальмов; под ред. A.A. Первозванского. М.: Наука, 1975. - 343 с.

118. Хьюбер Дж. П. Робастность в статистике: пер с англ. / Дж. П. Хьюбер. М.: Мир, 1984.-304 с.

119. Шальнов В.А. Шлифование и полирование высокопрочных материалов / В.А. Шальнов. М.: Машиностроение, 1972. - 272 с.

120. Шеффе Г. Дисперсионный анализ / Г. Шеффе: пер. с англ. М.: Физматтиз, 1980. - 628 с.

121. Эльборовое шлифование быстрорежущих сталей / М.Ф. Семко и др.. -Харьков: Вища школа, 1974. 136 с.

122. Эльянов В.Д. Прижоги при шлифовании / В.Д. Эльянов, В.Н. Куликов. М.: . НИИМАШ, 1974. - 63 с.

123. Якимов A.B. Оптимизация процессов^ шлифования / A.B. Якимов. М.: Машиностроение, 1975. - 176 с.

124. Якимов А.В: Управление процессом шлифования / A.B. Якимов и др.. -К.: / Техшка, 1983.- 184 с.

125. Янюшкин A.C. Контактные процессы при электроалмазном шлифовании / A.C. Янюшкин, B.C. Шоркин: М.: Машиностроение-1,2004. - 230с.

126. Янюшкин^A.C. Механизм процесса засаливания шлифовальных кругов!/ A.C. Янюшкин, П.В. Архипов, В.А. Торопов // Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 2009. - С. 62-69.

127. Ящерицын П.И. Планирование эксперимента в машиностроении / П.И. Ящерицын, Е.И: Махаринский. — Минск: Выш. шк., 1985. 286 с.

128. Ящерицын П.И: Повышение эксплуатационных свойств шлифованных поверхностей / П.И. Ящерицын. Минск: Наука и техника, 1966. - 384 с.

129. Ящерицын П.И. Прогрессивная технология финишной обработки деталей / П.И.'Ящерицын, С.А. Попов, М.С. Наерман. Минск: Беларусь, 1978. - 176 с.

130. Ящерицын П.И. Прогрессивные методы плоского шлифования периферией круга / П.И. Ящерицын, Б.П. Купцов. Минск: Институт научно-технической информации и пропоганды при Госплане БССР, 1967. - 56 с.

131. Ящерицын П.И. Технологическая наследственность в машиностроении / П. И. Ящерицын, Э. В. Рыжов, В. И. Аверченков. Минск: Б.и., 1977. - 255 с.

132. Ящерицын П.И. Шлифование металлов / Ящерицын П.И., Жалнерович

133. E.А. Минск: Беларусь, 1970. - 464 с.

134. Alluru Gopala Krishna and К. Mallikarjuna Rao. Multi-objective optimisation of surface grinding operations using scatter search approach // The International Journal' of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 29, № 5,2006, pp. 475-480:

135. Applied regression analysis: A research tool / Rawlings J.O: Pantula S.G. Dickey D.A. // Springer, 2001. p.658

136. Aurich J. C. Modelling and simulation of process: machine interaction in grinding / Aurich J. C., Biermann D., Blum H., Brecher C., Carstensen C., Denkena B'., Klocke

137. F., Kroger M., Steinmann P. // Production Engineering, Vol. 3, № 1, 2009, pp. 111-120.

138. Badger J. Deciding whether up or down grinding is right for an application // Cutting Tool Engineering, Vol. 56, N8 2004, pp. 68-70.

139. Box G.E.P. On the experimental attainment of optimum conditions / G.E.P. Box, K.B. Wilson // Journal of Royal Statistical Society. Series В. V. ХШ, №1. 1951. p.1-45.

140. Cox, D.R., Box, G.E.P. An analysis of transformations / D.R. Cox, G.E.P. Box // Journal of Royal Statistical Society Series В. V. 26., 1964. P. 211-252.

141. Designing Experiments and Analyzing Data: A Model Comparison Perspective / Scott E. Maxwell, John W. Dimmick, Harold D. Delaney // Lawrence Erlbaum Associates, 2004. p. 1104

142. Gyanendra KS. Robust Parameter Design and Multi-Objective Optimization of Electro-Discharge Diamond Face Grinding of HSS / Gyanendra KS., Vinod Y., Raghuvir K. // Proceedings of the 36th International MATADOR Conference, №11, 2010, pp. 429433.

143. Handbook of parametric and nonparametric statistical procedures / David J. Sheskin // Chapman & Hall, 2004. p. 1193

144. Hiroshi E. Simulationsanalyse der Verteilung der Restspannungen beim Schleifen vonMetallen/E.Hiroshi,K.Kozo// WerkstattundBetrieb. 1986. -119. -№ 12. - S. 1019 - 1024.

145. Hoffmeister H.-W., Maiz K. Flachschleifen metallischer Werkstoffe unter Verwendung von flussigem Stickstoff zur Kuhlung // 63 Ausgable. Jahrbuch Schleifen, Honen, Lappen und Polieren. Verfahren und Maschinen. Essen: Vulkan-Verlag, 2009. S. 119-134.

146. Myers J.L. Research Design and Statistical,analysis / Jerome L. Myers, Arnold D.' Well // Second Edition, 2003; p.760

147. Myers R. H., Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments / R.H. Myers, D: C. Montgomery. New,York: Wiley, 2002. p. 824.

148. Radu P., Srivastava* A. An experimental* investigation of temperatures during conventional and CBN grinding / P. Radu; A. Srivastava // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 33, № 3-4,2007, pp. 412-418.

149. Spendley, W. Sequential Application-of Simplex Designs in- Optimization and Evolutionary Operation / W. Spendley, G. R. Hext, F. R: Himsworth // Technometrics, Vol. 4, №4 1962, pp. 441-461.

150. Zohdi M. E. Statistical Analysis, Estimation and Optimization of Surface Finish in the Grinding Process / Journal of Engineering for Industry, February, 1974, pp. 117-123.