автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Исследование процессов и создание средств технологического обеспечения дискретного шлифования неметаллических материалов

-На правах рукописи

СТАРОВ ВИТАЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И СОЗДАНИЕ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДИСКРЕТНОГО ШЛИФОВАНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 06.03.01 - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент

Автореферат диссертации на соискание ученой степени .доктора технических наук

Воронен - 1997

Работа выполнена б Воронежском государственном техническом университете.

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие -Защита состоится "25" июня

доктор технических наук, • профессор, заслуженный изобретатель РФ Смоленцев В. П.

.засл. деятель науки и техники РФ член-корр. РАТН, доктор технических наук, профессор Бабичев A.n.

засл.деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Мартынов A.B.'

доктор технических .наук,

профессор

Цеханов Ю. А.

ГН "НПО Техномаш" г. Москва ___ 1997 г. г, 14 ¡¡а заседании

диссертационного совета Д063.81.06 при Воронежском, государственном техническом университете по адресу: 394020 г. Воронеж. Московский проспект, 1£.

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " мая__1997 г

Г,

Ученый секретарь диссертационного совета

Болдырев А. ¡1.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Техническое переоснащение производства, необходимое для подъема экономики страны, связано с разработкой, созданием и внедрением новых материалов и эффективных технологий их обработки. Из-за своих уникальных свойств все большее применение находят неметаллические кристаллические, аморфные и получаемые по керамической технологии или горячим прессованием материалы. Область применения керамики, ситаллов, различных ферромагнитных материалов, органических и неорганических стекол простирается от космической техники, летательных аппаратов, радиоэлектроники, радиолакации, средств связи, автоматики, сверхвысокочастотной техники до отдельных приборов и деталей машин.

Низкая обрабатываемость заготовок из неметаллических материалов. обусловленная спецификой их свойств: повышенной твердостью и хрупкостью, малой теплопроводностью и доменной структурой, затрудняет получение из них высококачественных деталей. Основными операциями формообразования материалов типа ферритов, керамики, ситаллов, стекол является шлифование, а основным методом - алмазное шлифование. Причем наибольшие трудности связаны с процессами плоского и фасонного шлифования, особенно торцевого. Потребность производства в деталях, имеющих плоские поверхности, высока: до 20 % в машиностроении и более 50 % в приборостроении и электронной технике.

Многообразие технологических операций, выполняемых при механической обработке материалов, и высокие требования к качеству поверхностей деталей вызывают необходимость создания эффективных способов абразивной обработки, новых разнообразных шлифовальных инструментов, и средств технологического обеспечения повышения качества деталей при плоском шлифовании. Несмотря на потребности производства, до настоящего времени нет научно-обоснованных методик, принципов, рекомендаций по выбору рациональных средств технологического обеспечения плоского и Фасонного шлифования неметаллов. В литературе мало сведений о результатах исследований прерывистого шлифования (ПШ) хрупких неметаллических материалов (кроме определенных успехов, наметившихся при шлифовании стекол). . Прежде всего это относится к использованию инструментов с прерывистой рабочей поверхностью. Хотя прерывистое шлифование хорошо зарекомендовало

N

себя в жестких условиях плоского шлифования труднообрабатываемых сплавов и сталей, однако эти достижения нельзя однозначно перенести на процесс обработки неметаллов.

В итоге сложилась ситуация, когда недостаточность исследований процессов и явлений, происходящих при абразивной обработке связанных зерном неметаллов (в том числе в условиях дискретного резания), и отсутствие эффективного управления формированием качества обработки сдерживают разработку или совершенствование технологических процессов финишной обработки хрупких неметаллических материалов. Исследования, направленные на решение этой проблемы, являются актуальными. Таким образом, существует проблема повышения качества шлифованных поверхностей, хрупких неметаллических материалов посредством управления физико-химическими и электрофизическими явлениями в пространстве контактного абразивного взаимодействия системы деталь-инструмент-среда (ДИС) на различных уровнях дискретности резания. Для се решения необходимо разработать принципы высокоэффективной абразивной- обработки связанным зерном неметаллических хрупких материалов. При этом целесообразно основываться на явлениях и закономерностях процесса абразивного контактного взаимодействия (КНВ) в системе ДИС, управление которыми осуществляют новыми созданными технологическими средствами.

Работа выполнялась исходя из потребностей народного хозяйства. Ее основные разделы входили в планы научно-исследовательских работ главков электронной промышленности СССР; соответствовали научно-техническим программам ГК НТ "Ресурсосберегающей технологии", региональной программе "Черноземье" - разделу "Машиностроение и энергетика".

Основная часть работы, включая экспериментальные работы, выполнена в Воронежском государственном техническом университете в период с 1974 по 1996 гг.

Цель диссертации. Исследование явлений и установление закономерностей процесса алмазной обработки хрупких неметаллических материалов при разных уровнях дискретности резания и создание эффективных средств технологического обеспечения плоского шлифования.

Задачи. 1. Обосновать принцип дискретности резанания-шлифова-пия связанным зерном, позволяющий целенаправлено исследовать физи-ко-химичес:кие и электрофизические явления, происходящие при контактном взаимодействии в системе дсталь-инструмент-среда.

2. Установить закономерности и механизм формирования качества

обработки ферритовых, керамических, кристаллических и аморфных материалов при плоском алмазном шлифовании.

3. На основании изученных явлений, установленных закономерностей и систематизированной информации о процессе абразивной обработки. создать концепцию активного рабочего пространства, позволяющего анализировать объекты и взаимосвязи процесса дискретного шлифования и управлять им с целью повышения качества обработки.

4. Создать средства технологического обеспечения плоского и фасонного шлифования хрупких неметаллов - способы обработки и шлифовальные инструменты, реализующие преимущества каждого уровня дискретности резания.

5. Провести физическое, математическое и структурное моделирования процессов дискретного шлифования неметаллических материалов, предназначенные для решения задач оптимизации режимов и условий обработки на разных уровнях дискретности резания.

0. Провести апробацию созданного технологического обеспечения финишной обработки хрупких неметаллических материалов в производственных условиях, оценить перспективу его применения.

Методи исследований. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы: теории резания, физики твердого тела, химии, теории пластического деформирования, теории технических систем, системного анализа, теории вероятности и математической статистики, математического моделирования, систем автоматизированного проектирования и другие.

Для проведения экспериментальных исследований разработаны спе-циальнные методики, созданы системы и устройства, в том числе, предназначенные для высокоточного измерения сил резания и температуры шлифования; разработаны способы абразивного шлифования, а так-х:е средства технологического обеспечения исследований, шлифовальные инструмент«, позволяющие получать высокое качество шлифованных поверхностей с-малым дефектным слоем. Оценку состояний поверхностных слоев проводили с использованием методов профилографирования, электронной микроскопии, металлографии, рентгенографии, экзоолект-ронноп эмиссии и других современных средств. При обработке статис -тических данных результатов экспериментов, построении математических моделей показателей процесса дискретного шлифования применяли современное программное обеспечение и средства ЭВМ.

Использовали разработанные гипотезы, принципы и концепции, в том числе, принцип дискретности резания при контактном абразивном

взаимодействии и взаимосвязи его уровней; принцип активного рабоче- ^ го пространства, позволяющий управлять процессом формирования качества обработки при шлифовании неметаллов и другие.

Положения работы, выносимыс на защиту

Принцип построения идеологии абразивной обработки связанным зерном на основе дискретности процессов резания, заключающийся в рассмотрении процессов контактного абразивного взаимодействия как иерархической системы взаимосвязанных между собой разных уровней дискретности резания, каждому из которых соответствуют свои шлифовальные инструменты.

Концепция активного рабочего пространства абразивной обработки (АРП), позволяющая, анализировать процесс контактного взаимодействия в системе деталь-инструмент-среда (ДИС), прогнозировать и планировать качество обработки.

Исследования влияния технологических факторов алмазного шлифования хрупких неметаллических материалах при разных уровнях дискретности резания на формирование качества поверхности деталей при . плоском шлифовании.

Установленные закономерности формирования макротопологии рабочей поверхности шлифовальных инструментов, применяемых на разных уровнях дискретности резания, являющиеся основой алгоритма проектирования новых инструментов.

Установленные закономерности влияния на формирования качества обработки неметаллов: строения рабочей поверхности (РГ1) инструмента (ориентации алмазных зерен, их металлизации, характеристик Р11); конструкций сборных шлифовальных инструментов; макротопологии выступов прерывистой рабочей поверхности (ПРП); состояний "подвижной системы" между деталью и инструментом; вида, состава и способа подачи технологической жидкости.

Ус.тановлешше закономерности и математическое описание взаимосвязей злектропотенциалов контактного взаимодействия с показателями и параметрами системы ДИС. Методы интенсификации процессов КНВ и управления качеством обработки деталей из структурно-чувствительных и полупроводниковых материалов, обеспечивающие снижение энергозатрат и повышение эффективности обработки неметаллов.

Методики экспериментальных исследований и созданные средства для их реализации.

Комплекс физических, математических и функционально-структурных моделей, отражающих взаимосвязи объектов процесса абразивной

обработки связанным зерном па разных уровнях дискретности резания хрупких неметаллических материалов и предназначенных для многоцелевого применения.

Предложенная оценка процессов контактного абразивного взаимодействия в ДИС по показателю контактной обрабатываемости материала шлифованием, позволяющая формализовать качественные факторы обработки, влияющие на выбор инструмента в неоднородных условиях обработки и позволяющая проводить количественную оценку процесса.

Разработанная методика построения структурных моделей процесса абразивной обработки связанным зерном, обеспечивающая декомпозицию их структурного описания и позволяющая создавать графические модели процесса любого гоовня дискретности резания и информативности. Созданные способы: двухстадийной абразивной обработки; аддитив-.но-адаптивного удаления припуска; формирования макротопологии выступа ПРП; оценки проникающей способности жидкости; получения упругих пружинных элементов, а также конструкции шлифовальных инструментов, обладающие научно-технической новизной.

Основные результаты работы, полученные лично соискателем

Создана идеология высокоэффективной абразивной обработки свя~~ занным зерном хрупких неметаллических материалов, основанная на процессах контактного абразивного взаимодействия в системе ДИС, управление которыми осуществляют технологическими средствами, обеспечивающими разные уровни дискретности резания.

Предложена концепция активного рабочего пространства, позволяющая исследовать процесс абразивной обработки, прогнозировать и планировать качество обработки; разработана структура (ТЗ АРП ПШ).

Установлено влияние на качество обработки: подвижной системы в структуре ДИС; особой макротонологии выступов прерывистой рабочей поверхности (ПРП) инструментов; вида.состава и способа подачи технологических жидкостей; электрических потенциалов и Физикп-химичес-ких явлений, позволяющих целенаправленно управлять выходными показателями и параметрами процесса плоского шлифования.

Созданы физические, математические и функционально-структурные модели процессов дискретного шлифования неметаллов, позволяющие осуществлять с ними многоплановые действия, включая оптимизацию режимов и условий абразивной обработки поликристаллических, получаемых по керамической технологии (горячим прессованием), а также аморфных материалов.

Предложен показатель контактной обрабатываемости материалов

N

шлифованием и обосновано его многоцелевое применение, основанное на " учете скорости съема обрабатываемого материала и энергетики процесса.

Созданы и запатентованы средства технологического обеспечения процессов плоского и фасонного шлифования, включающие: способы абразивной обработки (с целью формирования заданной макротопологии рабочей поверхности шлифовального инструмента); различные конструкции абразивных шлифовальных инструментов на жесткой и упругой основах; составы технологических жидкостей (ТЖ) и способы их транспортировки в пространство контактного взаимодействия; сопла для активации ТЖ. Создан новый тип шлифовальных инструментов, реализующий принцип аддитивно-адаптивного удаление припуска.

Разработанные методики, структуры, модели, средства технологического обеспечения качества шлифовальных поверхностей хрупких неметаллических материалов апробированы на промышленных предприятиях.

Значимость результатов для науки и производства. В рамках нового подхода осуществлена алгоритмизация информационной модели интеграции различных представлений контактных процессов абразивной обработки. Она выполнена на основе использования принципа дискретности процесса резания, позволяющего систематизировать явления в процессах абразивной обработки, а также интегрировать различные способы обработки связанным зерном (реализующие отдельные уровни . дискретности резания) в новые объекты с более высокими уровнями дискретности резания.

Раскрыты явления, отражающие физико-химические и электрофизические основы процессов контактного абразивного взаимодействия в системе -ЛИС. Установлены взаимосвязи элементов ДИС и закономерности их влияния на технологические показатели процесса обработки. С их учетом созданы новые способы абразивной обработки, шлифовальные инструменты и другие средства технологического обеспечения повыше -ния качества шлифования хрупких неметаллических материалов.

Создан и внедрен комплекс физических, математических и функционально-структурных моделей процессов разного уровня дискретности резания, позволяющий оптимизировать режимы и условия плоского шлифования моно- и поликристаллических, 'аморфных, получаемых по керамической технологии и горячим прессованием материалов.

Разработана методика проектирования, созданы и внедрены способы получения пружинных элементов с некруглым профилем сечения вит ка, обладающих высокой циклической и релаксационной стойкостью.

Разработана методика представления процесса абразивной обра-

ботки в виде структурно-функциональных моделей ТБ ЛРП ГШ. позволяющих оценивать происходящие явления в пространстве контактного взаимодействия системы деталь-инструмент-среда и управлять формированием качества обработки неметаллических хрупких материалов.

Созданы конструкции шлифовальных инструментов с прерывистой рабочей поверхностью на жесткой и упруго-эластичной основах; конструкции инструментов с зонно-ориентированными(относительно плоскости резания} алмазными зернами; инструменты со сменными алмазными вставками, взаимосвязанными между собой; инструменты с высокостойкими упругими пружинными элементами под режущими абразивными контурами; инструменты для обработки экранов кинескопов.

Созданы способы абразивной обработки хрупких неметаллических материалов и устройства для их реализации, а именно: формирование .требуемой макротопологии рабочей поверхности алмазоносного слоя при подготовке инструмента к работе; активация технологических сред струйно-внезонными потоками и электропотенциалами; многостадийное шлифование хрупких материалов с управляемым трещинообразованием приповерхностных слоев; аддитивное удаление припуска.

Разработана методика и предложена оценка 'эффективности процессов абразивного воздействия в ДИС посредством показателя контактной обрабатываемости материала шлифованием.

Впервые изучено воздействие электрофизических контактных потенциалов взаимодействия ЭКПВ, существующих в системе деталь-инструмент при абразивном взаимодействии алмазоносного слоя со структурно-чувствительными ферритовыми и полупроводниковыми материалами, на качество обрабатываемой детали. Разработаны методика и средства управления электрическими потенциалами, которые позволяют стимулировать или экранировать ЭКПВ.

Предложены рациональные условия обработки (режимы резания) для трех уровней дискретности резания, дающие высокое качество обработки, регламентируемое установленными стандартами.

Техническая новизна инструментов и способов обработки подтверждена 13 авторскими свидетельствами и патентами. Разработки используют на предприятиях РФ и СНГ. в научной и учебно-методической работе машиностроительных вузов. Экономический эффект разработок оценивается в сумме свыше 2 млн р. (в ценах до 1993 г. ). а также свыше 100 млн р. (в ценах 1996 г.)

Апробация работи. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на пятнадцати межреспубликанских, Всесоюз-

них, международных и региональных научно-технических конференциях, ^ симпозиумах и совещаниях, посвященных вопросам совершенствования технологических процессов и технологического обеспечения произволе тва, оборудования, инструментов для предприятий машиностроения, приборостроения, электроники, иных отраслей (г. Москва. Минск, Киев, Пенза, Воронеж, Курск, Полтава). Сделано свыше 20 докладов на научных конференциях вузов страны. Шлифовальные инструменты и средства технологического обеспечения техпроцессов были представлены в качестве экспонатов на международных. Всесоюзных, региональных и межвузовских выставках.

Публикации. По теме диссертации опубликовано и депонировано свыше 50 печатных и рукописных работ, одна монография и получено 13 авторских свидетельств и патентов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы (189 наименований) и приложения (24 страницы). Материалы диссертации изложены на 460 страницах, содержат 110 страниц иллюстраций (137 рисунков и 57 таблиц. ).

- ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы по изучению процессов дискретного резания хрупких неметаллических материалов и созданию средств технологического обеспечения высокого качества обрабатываемых поверхностей при плоском шлифовании. Показана научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе "СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ НЕМЕТАЛЛОВ" рассматривается современное представление о механике формирования качества обработки поверхностей деталей при шлифовании неметаллов. На основе анализа литературных данных, основываясь на особенностях процесса абразивной обработки и взаимосвязей объектов (элементов), свойственных шлифованию связанным зерном, сделан вывод о предпочтительности системного подхода при изучении и управлении процессом шлифования. Рациональным являетей представление процесса шлифования, как функциональной системы, структурная схема которой представляет собой совокупность входных объектов системы ДИС (с приданными им свойствами, включая режимы резания, воздействия системы СПИД, внешние энергии и т.д.); собственно процесса контактного абразивного взаимодействия и результатов их воздействия (в виде формирующихся выходных показателей процесса обработки).

Для шлифования определяющее значение имеют процессы контактного абразивного взаимодействия в системе ДИС. Взаимодействиями управляют изменяя входные параметры технической системы абразивной обработки. Входные параметры зависят от системы технологического обеспечения всего процесса обработки. Они же определяют выходные показатели процесса, например, качество поверхности детали.

Повышению качества обработки способствует удаление припуска материала заготовки, при котором разрушение поверхностного слоя осуществляется мелкими блоками или в условиях микрорезания. Из опыта металлообработки известно, что снижение сил резания и температуры нагрева детали, а также получение высококачественных поверхностей, можно достичь, используя прерывистое шлифование. Поэтому необходимо провести исследования особенностей процесса прерывистого алмазного шлифования хрупких неметаллических материалов. К тому же. уже имеется положительный опыт шлифования стеклодеталей. Учитывая структурную чувствительность ферромагнитных материалов и энергетические особенности строения полупроводниковых монокристаллов необходимо изучить природу электрофизических процессов, происходящих в системе ДИС. варьируя условиями обработки и свойствами инструмента, а также исследовать механизм формирования качества шлифованной поверхности этих материалов.

Анализ показал, шлифование, как процесс резания, это дискретное явление, в котором можно выделить следующие взаимосвязанные, но разные по иерархии уровни дискретности резания: процесс микрорезания. микроразрушения материала единичным абразивным (алмазным) зерном: обработка шлифовальным инструментом с непрерывным, (сплошным) замкнутым абразивосодержащим рабочим слоем и прерывистое шлифование. Последнее осуществляется с применением инструмента, в котором рабочая поверхность представляет собой совокупность всевозможным образом чередующихся между собой абразивосодержащих элементов различных конфигураций, отделенных друг от друга безабразивным пространством, включая пазы.

Такой принцип классификации процессов резания позволяет по-иному систематизировать явления, происходящие при контактном абразивном взаимодействии в ДИС и исследовать процессы резания-шлифования без ограничений физико-механических свойств материала детали, а также целенаправленно создавать универсальное технологическое обеспечение шлифования неметаллов. В частности, повышение уровня дискретности резания позволит создать комбинированные конструкции

инструментов и разработать новые способы шлифования.

Для управления качеством обработки требуется применить (выбрать или создать новые) технологические жидкосш и эффективные способы их подачи. Для этого проанализированы смазывающие, пластифицирующие, режущие и другие действия ФТС. применяемых в процессе контактного абразивного взаимодействия в ДИС, и сформулирован набор требований к ФТС для шлифования неметаллов.

Важным инструментом изучения и управления процессом абразивной обработки является использование математических, физических, структурных и функциональных моделей разного уровня информативности. Однако подобных обобщенных моделей, описывающих процесс дискретного шлифования неметаллов, в литературных источниках нами не найдено. Для их создания необходимо систематизировать имеющуюся информацию, провести классификацию совокупности элементов процесса и отношений между ними.

Анализ показал, что существует важная для народного-хозяйства проблема: повышение качества шлифованных поверхностей хрупких неметаллических материалов. Она может быть решена при установлении технологических закономерностей процессов обработки различных уровнях дискретности резания, а также явлений контактного абразивного взаимодействия в системе ДИС. и путем создания на их основе эффективного технологического обеспечения качества абразивной обработки при плоском и фасонном шлифовании неметаллов. В первой главе сформулирована цель и поставлены задачи настоящей работы.

Во второй главе "МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ДИСКРЕТНОГО ШЛИФОВАНИЯ" рассмотрены основные методики, применяемые при выполнении работы. Приведены условия выполения исследований: материалы к их характеристики; используемые инструменты; составы технологических сред, средства и методики измерения сил резания, температуры шлифования; аппаратура: а также методики изучения состояния прошлифованных поверхностей деталей; расчета геометрических параметров рабочих поверхностей прерывистых шлифовальных кругов.

Основу концептуального подхода к решению проблемы составляют следующие положения.

Уровни дискретности резания; процесс КНВ. Основой абразивной обработки являются процессы контактного взаимодействия инструмента и детали. Процессы шлифования 'связанным зерном нами предложено классифицировать посредством критерия, основанного на принципе воздействия абразивной поверхности инструмента на деталь. Он назван

и

принципом дискретности резания, согласно которому все процессы абразивного контактирования можно привести к единой оценке, а именно - уровню дискретности резания (УДР). Каждый УДР можно выразить через количество режущих абразивных зерен, совокупность которых составляет рабочую поверхность и определяет схему контактного взаимодействия за некоторый промежуток времени.

Если рабочая поверхность алмазоносного слоя шлифовального инструмента формы ЧК состоит из чередующихся по окружности выступов и впадин, то протяженность выступа 1,, протяженность паза 13. их ширина равна 12. Единичный режущий контур (ЕРЭ) в составе одного алмазного зерна с микрообъемом связки вокруг него обозначим Еэ. Любой (J) уровень дискретности резания представим как функцию от Еэ: УДР (J) = f(Еэ). Тогда единичный рез 1 УДР = 1 * Еэ.

Обработке непрерывным алмазоносным слоем соответствует

12

2 УДР - 2 I Е,. (!)

i i = i

Шлифование инструментом с прерывистой рабочей поверхностью 2Т~ 1,-12 - •

3 УДР ' I ( X I Еэ 4- 13/1,). (2)

i j = i 1-1

Четвертый уровень дискретности резания при функциональной взаимосвязи fy между рабочими контурами через упругие основания внутреннего рабочего контура ВРК (например, для 3 УДР) и наружнного рабочего контура HPK (2 УДР) запишем так: 1) для случая независимых перемещений контуров HPK и ВРК , которые имеют автономные упругие элементы (УПЭ) получим

к

4 УДР - fy (I [HPK (2 УДР) + ВРК (3 УДР)); (3)

i

2) для случая описания взаимосвязей в общем виде, когда HPK и ВРК соединены между собой УПЭ, функция имеет вид

4УДР0 Г (ВРК, УПЭ, HPK, Кя). (4)

Приняты обозначения: 1, j - количество ЕРЭ соответственно на ширине и протяженности непрерывного участка алмазоносного слоя. К -число рабочих контуров, участвующих в обработке детали. Тч 2Т™ -время обработки; 13/1, - коэффициент, отражающий соотношение протя-

¡ценности паза и выступа, Ка - соотношение площадей контакта.

Активное рабочее пространство. Малые технические системы ТБ состоят из основных объектов: детали (Дм), инструмента (Ин) и среды (ФТС) и отношений их элементов. Они составляют систему ДИС, которая является основной частью АРП. Следовательно, основные объекты системы АРП это Дм, Ин, ФТС. Совокупность материальных Б. энергетических Еп. информационных I потоков рабочего пространства и ТБ ДИС составляют большую техническую систему ЛРП. Поэтому

ТБ АРП = ТБ ДИС + Б + Еп + I. (5)

На основании принципов АРП.УДР, КНВ составлена объединяющая схема процесса абразивной обработки. При этом установленные физические явления отражают функции Г!. Их общее число - И1. Известные основные функции связывающие входные и выходные показатели, разделены на группы. Это функции - И, и взаимосвязи между ними. Основные функциональные зависимости таковы

II т к

= Рд ' = ^-^кол' = 2!"блок- (б)

1=1 j = l Б = 1

дет

Они объединены детерминированной функцией Гик.

Обрабатываемые материалы. Структурно-чувствительные магнитно-мягкие никель - (500НТ1, 1000НТ1) и марганец-цинковые (2000МТ1, 5000МТ1) горячепрессованные ферриты, магнитнотвердые ферриты 2БА и ферриты СВЧ 40СЧ2, 10СЧ8;полупроводниковые монокристаллы германия и кремния; монокристаллы Мпгп ферритов; самарий-кобальтовые редкоземельные ферриты; керамики ЦИ-4Г1; поликор; алюмооксидная керамика ВК 94-1; ситаллы СО 115; стекла экранов кинескопов, стекла К-8.

Инструменты. Использовали шлифовальные круги с непрерывной и прерывистой рабочей поверхностью различных конструкций. Применяли стандартные алмазно-абразивые инструменты (формы 1А1. 12А2, А5П) и специально созданные. Геометрические характеристики инструментов разные. Так. диаметры инструментов формы 12А2 (АЧК) 125 * 200 мм. Для шлифования стекол (экранов) диаметр кругов - до 400 мм. Прерывистая режущая поверхность инструмента представляла собой сочетание чередующихся парных выступов и впадин. Число пар составило от 8 до 22 на РП инструмента. Для форм 12Л2 и 1А1 выдерживали соотношения 1| =(2+8)*13.

Среда. Использовали разные технологические жидкости (ТЖ) масляные и водные. По степени дисперсности и химическому составу компонентов, составляющих основную фазу. ТЖ относятся к растворам электролитов, синтетических и полусинтетических жидкостей и эмульсий из стандартных компонентов типа НСК-5у, ИХП-45Э, РЗ-С0Ж8, ЭГТ, ЭТ-2, ВНИИНТ 117/Т, ЛЗ СОЖ 1ПИ0, ОСМ-З, Аквол-ЮМ. ЛЗ-ОМ/ЗО и других, созданных нами для обработки неметаллов, ТЖ; всего более 40 составов.

При исследованиях сил резания применяли спроектированный и изготовленный специальный динамометр. В зависимости от диапазона измеряемых усилий использовали комплекты упругих колец или высокочувствительные силоизмерительные датчики в виде бруса с пазами, заполненными упругим компаундом и наклеенными тепзорезиетпрчмн С учетом взаимовлияния для сил Ру и Р, (Н), соответствующие прогпбы бруса датчика бРу и 6Pz таковы

бРу - 80 (7*PZ 500*РУ)/ Е, (7)

6Pz - 20 (0, 5*Ру-1-11 О*Р2 ) / Е, (МПа), (8)

где Е"(МПа) - модуль упругости материала датчика.

Температуру шлифования измеряли с использованием искусственных и полуискусственных термопар, собранных в специальном устройстве (A.c. N877362), обеспечивающем стабильную фиксацию спая термоэлектродов. При этом тарированное усилие прижима Р0 (Н) образцов прямоугольного сечения выбирали из рассчитанного условия

Р0< [ [б] * (а-*Ь) *ch3 ] / [ 3ab*cosa ], (9)

где [б] - предел прочности при растяжении; а (м) - расстояние от торца (плоскости резания) до точки приложения силы прижима; b -расстояние от точки приложения силы до опорного валика 6; а - угол наклона полуобразцов; c,h - стороны образцов.

При планировании, проведении экспериментов и обработке результатов использовали методы полного факторного эксперимента с преобразованием параметра оптимизации и факторов, планы ОЦКП, применяли метод МНК. При обработке статистических данных использовали ЭВМ (IBM PC) со средствами прикладных программ, включая STATICTICA 4.3.

При расчете геометрических параметров рабочих поверхностей прерывистых кругов использовали методики А.В.Якимова с уточнениями А.Н.Резникова. В частности, расчет относительного снижения иот температуры шлифования при переходе от сплошного круга к прерывистому проводили по формуле

■ > ■ прп спл —

"от = вшах { вюах " № * И« * Г1 - Ф(|/Эе)] - ОХр[~ЭС] + 1, (10) г

где эе - (у,*т)/(4ш) - безразмерный комплекс, пропорциональный времени контакта х = 1о/(Я0п); 1, - длина выступа; Р - диаметр круга; п - частота его вращения; подача у^ Бпр; ш - коэффициент температуропроводности тела детали .

Исследования структуры поверхностных слоев прошлифованных неметаллических материалов производились с помощью методов металлографии, рентгенографии, спекрографии, электронной микроскопии, термос-тимулированной экзоомиссии. Микрогеометрию поверхностей деталей и инструментов оценивали профилографированием и оптическими приборами.

Третья глава "ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЙ И ВЛИЯНИЯ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ ДЕТАЛЬ-ИНСТРУМЕНТ-СРЕДА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ПЛОСКОГО ДИСКРЕТНОГО ШЛИФОВАНИЯ" посвящена изучению явлений в системе ДИС, установлению их закономерностей и влиянию на них различных технологических параметров строения рабочей поверхности инструмента, а тага«; исследованию механизма формирования качества шлифованных поверхностей ферритов, керамики, стекла на различных уровнях дискретности резания.

Установлено, что при торцевом плоском шлифовании, в процессе контактного взаимодействия инструмента с деталью макротопология алмазоносного слоя выступа инструмента с ПРП формируется в объект сложного профиля, состоящий из передней зоны, расположенной иод острым углом к направлению вектора скорости резания, и (относительно плоской) остальной части выступа (рис. 1).

В зависимости от характеристик инструмента, структуры обрабатываемого материала, условий контактного взаимодействия и режимов резания форма выступа ПРП (маротопология, установленная построением микротопографических карт передней части выступа) принимает различные профили. Их виды классифицированы как "уклон", "канавка", "рельеф", "валик", "волна" с разными модификациями.

При ПШ керамики и ферритов инструментом на металлических связках передняя форма выступа ПРП представляет собой сочетание валика-нароста и следующей за ним лунки-ямки. Высота валика Нп зависит ■от микротвердости связки Нт, структуры обрабатываемого материала Мды, глубины шлифования I. зернистости абразива с!3 и других факторов процесса Фкнв. Зависимости Н„ -= Г(НТ, Мдм, I. Фкнв) имеют

сложные взаимосвязи. Одной из главных причин особой макротопологии выступа является пластическое деформирование локальных обьемов фронтальной зоны выступов НРП под действием ударно-вибрационных нагрузок контактного взаимодействия детали с инструментом.

Для инструментов на металлических связках и характеристикой АС 6 125/100 величина нароста па выступах при 1-0, 04-0,1 мм составляют 50-5-100 мкм. При глубине шлифования 0,2+0,3 мм значения нарос-,

Установлено, что в процессе КНВ между инструментом и поверх ■ностью обрабатываемого материала создается энергетически насыщенная подвижная система (ЗНПС), которая принимает активное участие в формировании качества обработки и может служить одним из критериев оценки процесса контактного взаимодействия. При обработке материалов, получаемых по керамической технологии, ЭН11С оказывает большое влияние на микрогеометрию обрабатываемой детали, и,в первую очередь, за счет характера разрушения материала детали. На ото указывают электронные микрофотографии и анализ частиц собранного шлама.

При шлифовании стеклодеталей в ЭНПС присутствуют микрочастицы стекла (размером 7+10 мкм) близкие к цилиндрической форме, которые, обладая высокой прочностью на сжатие, являются дополнительными абразивными частицами, повышая производительность съема стекла. ,'ЛШС является саморегулируемой системой.

Важным критерием процесса абразивной обработки является предложенный нами показатель контактной обрабатываемости материала шлифованием Кобщ, связывающий между собой количество удаляемого материала на площадке контактирования, скорость протекания процесса контактирования в ДИС и энергетическую составляющую процесса Е„. Зависимость Кобщ - Г (К„, Нт, t, Snp. Е„, VKp) является количественным критерием обрабатываемости материала. Применительно к исследуемым материалам Кобц таков: кремний - 1; феррит - 0,8; керамика -

0,4; стекло - 0,3, 1/ммг. Определены зависимости, присущие различ- V ным схемам обработки:

К^Г- (К„*Нт*8пр*1)/60 В*Р2*Укр; (И)

прф ___

Коби Г (Кп*"т*Зпр)/60 Рг*)Гкр*УШ. (12)

где В - ширина рабочей поверхности инструмента. О - диаметр абразивного круга. Коэффициент Кп учитывает поправки на характеристики инструмента К,,,,, вид среды - КфТС, влияния взаимосвязи с режимами обработки Крс, поэтому примем КП=КИН*Кфтс*Крс. Экспериментально определено. что для прерывистого шлифования К,,-(50-90).. Показатель Кобц может быть критерием в выборе режимов обработки и инструмента.

Большое влияние на формирование качества обработки поверхностей оказывает строение рабочей поверхности инструмента. Исследовали сочетания вида связки с прочностью алмаза; металлических покрытий, наносимых на алмазы; ориентированного расположения длинных осей зерен относительно РП инструмемента и т. д.

Установлено, что применение при шлифовании неметаллов инструмента с алмазными металлизированными зернами (со степенью покрытия 4о-00л) повышает роль РП инструмента как аккумулятора, проводника к излучателя тепла. Это обеспечивает снижение теплового воздействия на реконструкцию ферромагнитной структуры поверхности детали. Использование при 3 УДР алмазных металлизированных зерен способствует созданию особой макротопологии выступа Г1РП.

При исследовании микрогеометрии поверхностей инструментов и деталей из неметаллических материалов применяли метод корреляционно-спектрального анализа. Он подтвердил, что использование в инструменте металлизированных алмазных зерен при получистовом шлифовании ферритов является наиболее эффективным приемом повышения качества обработки.

Опыты показали, что применение при шлифовании ферритов, керамики. стекол инструмента уровня 2 УДР. в котором алмазные зерна (с величиной 1 /ь =- 1.5*2,5) ориентированы в одном направлении относительно плоскости резания, обеспечивает повышение режущей способности инструмента на 25*30%. При этом изменяется характер микрогеометрии обрабатываемой детали: меньше число резких впадин и выступов. Ориентированные алмазные зерна (ОЗР) в инструменте способствуют снижению нарушений в приповерхностных слоях неметаллов, за счет чего значительно уменьшаются потери магнитных свойств ферритов и

остаточные напряжения г, материалах. Применение при 3 УДР накладных блоков с 03Р. (рис. 5) обеспечивает при шлифовании стекла повышение производительности обработки на 30-40%, а стойкость инструмента на металлической связке возрастает в 2-3 раза. При этом можно применять различные варианты компоновок абразивного блока (см. рис.2).

Исследованиями доказана возможность создания инструмента, соединяющего в своей рабочей поверхности признаки 2 и 3 УДР. Инструмент имеет непрерывный рабочий алмазоносный слой, состоящий из участков с разной износостойкостью, образованных за счет чередования зон с разнонаправленной ориентацией металлизированных алмазов относительно плоскости резания. Такой инструмент обеспечивает при плоском шлифовании неметаллов улучшение качества поверхности на 35-45 % и на 18-20 % обеспечивает более высокую производительность обработки (A.c. 1504078).

При шлифовании ферритов, керамики, стекол инструментами 2 и 3 УДР существуют оптимальные сочетания марки алмаза, величины его зернистости, вида связки и глубины шлифования. Ото позволяет, оптимизировав различные сочетания характеристик инструмента и режимов обработки,- снизить на 25-35 % силы резания, на. 30- 40 % темпорпт.уру шлифования; на 20-25 % уменьшить шероховатость оорлоатнглгмпх по верхностей.

Щ&Ш1

1Г

б)

VXD z2 /

cÀt Ш

ш

5 I

Рис.

о

Схематичное расположение алмазов при ОЗР в сечении блока

Применение при плоском шлифовании инструмента с прерывистой рабочей поверхность» в сравнении с обработкой кругами со сплошной PU обеспечивает (в прочих равных условиях) следующее снижение сил и температуры шлифования: для ферритов Ру на 16-22 %, в на 30 %; для керамики Ру на 17-25 %. 9 на 26 %; для стекол Ру на 11-17 %, 9 на 28 %; для кремния Ру на 20-29 %, 9 на 27 %. Эти показатели возрас-

N

тут для сил резания до 32-38 % и температуры шлифования до 38-40 %. если варьировать дополнительно режимами резания. При этом наибольшее влияние оказывают глубина шлифования и подача.

Для 2, 3. 4 УДР установлены математические зависимости в виде функций: йа; Р(у.г): 8 » Шкр, ^ Зпр, б3, Нт) и Ц; Л/1 - Г(Укр, 1,. 2пр, dз), которые имеют степенной вид. Так, при ПШ 1000 НТ1

-О . 52 0.27 0.7 -0.07

ру - 645. ь укр * бпр * i *й3 . (13)

При ПШ стекол -0.38 0.65 0.43 -0.06

Р2 - 156.2 Укр * Зпр * С * с13 . (14)

Они позволяют проводить анализ влияния режимов резания и характеристик инструмента на показатели и параметры процесса обработки. Используя эти зависимости (для диапазона от чернового до отделочного шлифования) устанавливают численные значения Р(у. г), 8,Яа.Д|1,0.

Если при обработке хрупких материалов в некотором диапазоне глубины шлифования коэффициент Р2/Ру изменяется не более, чем на 10 %, то соотношение между зернистостью абразива инструмента и глу-оиной шлифования является рациональным.

Наибольшее влияние на параметры процесса оказывает структура обрабатываемого материала, рис.3, от которой зависит характер разрушения и механизм формирования микрогеометрии поверхности.

При ПШ повышается роль технологической среды в прЬцессе КНВ. Физико-химическое действие Функционально-технологической среды при шлифовании ферритов и стекол существенно. Важную роль играет механизм ¡целевого натекания ФТС при ПШ. за счет которого количество ТЖ в зоне контакта возрастает в 400-500 раз. Применение комбинированной подачи ФТС в зону резания и внезонно под давлением 10,2 кПа по разработанному способу г. разнонаправленными динамическими потоками жидкостей по всей рабочей поверхности инструмента обеспечивает повышение качества обработки на 15-20 %, рис.4.

При обработке хрупких неметаллических материалов важен выбор рационального состава ФТС. Для любого материала при черновой и отделочной обработке в идеальном случае составы ФТС должны быть разные. Универсальными для обработки ферритов являются полусинтетические водные ТЖ на основе триэтаноламина, нитрита натрия, трилона Б, щавелевой кислоты, фтористого калия, тринатрийфосфата (А.с.1054405).

Особое внимание при шлифовании уделено исследованиям электро-

*

тЛ

* ■

1

1 1 У

-.43 •гз ___

Рко. 3- Хиаграиии, хзсштггйауо;ие сиди рааатя, температуру икфоааках и ¡тршет; ссзохозатости Р, еткЗ различных катгэналоа

Ру.Н

3, тА 1 ( < г -Еа -ч: -га

а шгэГ| 400 ЕЮ ц*,*

=-- -1-

в)

Рхг. 3

-:теа^02лааиачесхав гс«зые:а статяхг ь^,'гт (*г?адь)-2. а-з*азоносннЛ аой-I хд сгоаесса алиаэаого жлафовазая (хгаис Э" ^е-рата ХСОСНТ1 (а} « 500С>£11 (в^пр 1£с:кего асточвиа. СС1 Л соха, 9Я э<

рис. 4 . ¿акякие ви15 ¿учхциокахМо-тсхноаогиче^коЛ м

гскиентрацик присадок а них на силы резания.^- прирост сигм ?

физических явлений. Впервые установлено возникновение, электрических ^ потенциалов контактного взаимодействия (ЭКГ1В) в ДИС при абразивном разрушении структурно-чувствительных и полупроводниковых материалов. В зависимости от условий обработки и состава ФТС их величина может изменяться от единиц до (400+600) мВ. При этом увеличение i ■ до 0,04 +0,06 мм способствует возрастанию иЭКПВ в 10-15 раз, затем процесс стабилизируется. Увеличение подачи от 1 до 5 м/мин приводит к пропорциональному снижению электропотенциалрв в ДИС. Рост температуры ТЖ до 60 0С способствует увеличению иэкпв почти в 2 раза (ТЖ на основе полусинтетических жидкостей). При увеличении площади контактирования наибольший рост наблюдается до SK0HT = 150-200 мм2. Взаимосвязи электропатенциалов в ДИС в виде поверхностей второго порядка представлены на рис.6.

Электропотенциалы в ДИС имеют широкую область применения. Установлена их эффективность для активации ФТС, используемой при шли фовании для повышения качества обработки (A.c. 1315235).

ЭКПВ обладают свойством смещать от начала координат вольт-амперную характеристику системы ДИС при наложении на нее потенциалов - извне в диапазоне ± 1400 мВ, рис. 5. ... '

ЭКПВ. возникающие при шлифовании, применяли для тестирования структуры неизвестного материала, в результате которого материал можно классифицировать как полупроводник или диэлектрик.

На базе электропотенциалов создан способ испытания технологических жидкостей (A.c. 1075158). С его помощью проводят оценку проникающей способности жидкостей, используя показатель П,.,,. Установлено, что жидкости с высокой проникающей способностью имеют Пск = =-( + 35) + ( + 45) мВ, а с низкой - (-20) + (-25) мВ. О проникающей способности ТЖ судят по разности потенциалов в ДИС иж и накладываемого извне компенсационного потенциала UK

По. = (", - "к) " <UC ' ии0)- (15)

Исследуемые составы технологических жидкостей (масла, эмульсии, электролиты) могут экранировать или стимулировать развитие электропотенциалов б пространстве контактного взаимодействия систе -мы ДИС. Между характеристиками объектов ДИС и ЭКПВ существуют сложные взаимосвязи, характеризующие контактные процессы на поверхностях деталей, инструмента в присутствии ФТС. Полученные математические зависимости U3KnB == f (А. Тж. Мди. FK, 6Ж, t, Snp. VKp) представляют собой сочетание поверхностей второго порядка. Например, для стимулирующей жидкости

стим 0.94 0.36 -0.49 - 1 . 3 а 0.01-1 0.7 9 0.38

1)экпв = 156.6 Тж * t, * Snp « VKp * Млм * 0Гц * 1'к- (16) Для экранирующей ФТС

:> кр 0.31 0.22 О.ОЬ -0.36 0.83 0.75

":,кПВ = 0.95 * T, * t * Snp* VKp * Мдм * втж. (17)

( II1 Z п )

Влияние каждого из указанных факторов может быть правильно оценено лишь при фиксированных уровнях всех связанных с ним факторов. Зависимость Ra = f(UTJl3Kp, итжстнм) носит немонотонный характер с одной или двумя экстремальными областями. Этим областям соответствуют технологические жидкости различных составов. Наилучшие показатели качества поверхности деталей обеспечивают синтетические, полусинтетические жидкости с ПАВ и эмульсии на основе присадок ЛЗ СОЖ 1 ПИО. ИХ45Э, Аквол 2 (ЮМ). ТЖ 23. НСК-5у и др.

В четвертой главе "ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПА АКТИВНОГО РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ" решена задача создания технической системы активного рабочего пространства (TS АРП), позволяющая исследовать процесс абразивной обработки, прогнозировать его результаты и управлять им на любом уровне дискретности резания, а также синтезировать новые схемы обработки, например, аддитивно-адаптивный способ шлифования хрупких материалов.

Процесс абразивного шлифования связанным зерном является большой технической системой, состоящей из нескольких подсистем. Совокупность ДИС с материальными, энергетическими и информационными потоками представляет обобщенную техническую систему TS АРП. Переходы из одного состояния г, другое объектов и их отношений в TS ДИС приводит к изменению уровней активности в АРП, которых существует но менее трех: высокий уровень (СВ), средний (САС) и состояние низкой активности (СП). Любому этапу процесса обработки соответствует определенное состояние активности АРП. Переходы из одного состояния в другое или изменение состояния объектов процесса ¡сонтактного взаимодействия определяют процесс обработки. Изменение уровня активности одного из основных объектов ДИС способствует интенсификации или снижению активности процесса КНВ. Зависимости состояний АРП от уровней активности его объектов, их взаимосвязей и входящих в него подсистем имеют сложный характер. Общий вид функции таков

АРП (I) - f (Дм1Р HHj, OTCj. RJ. S, En, I). (18)

При абразивном взаимодействии основных объектов ДИС его прост-

ранстпо контактного взаимодействия (ПКВ) можно описать совокупнсгью взаимосвязанных зон: непосредственно контакта, готовых к нему, ожидающих контакта, а также приостановленных и пассивных. В процессе обработки все объекты ДИС проходят через эти зоны. Предложенный принцип построения зоны резания, как пространства контактного взаимодействия с зонами его состояний, позволяет исследовать состояние основных объектов ДИС при абразивном шлифовании.

Информацию о процессе дискретного шлифования следует систематизировать по четырем иерархическим уровням с учетом мета-, макро-и микроуровней. На базе этой информации создана четырехуровневая классификационная схема ЛРП; составлена таблица информационных объектов АРП и разработана концептуальная схема.базы ■данных АРП локальной области механической обработки связанным зерном.

В зависимости от целей исследований всю информацию об элементах (объектах) и их взаимосвязях при абразивной обработке можно представить в различной форме, а именно, в виде физической, математической или структурной модели. Разработанная физическая модель процесса ПШ хрупкого материала в виде последовательной цепочки происходящих событий (стоп-кадров) позволяет описать взаимосвязи" между элементами ДИС и указать происходящие в них преобразования.

При построении математической модели процесса шлифования в общем виде TS ДИС представили в матричной форме. Происходящие три КНВ явления позволяют связать между собой основные объекты Дм, Ин, ФТС, и объединенный выходной показатель Ф (с показателями Ra, Q. иэкпв) п векторном виде. Поэтому, введя объекты преобразования, получим

з

Ф, - 2 j. k = l

<k)

* vkJ

(1 )

(2)

= 2 Cj J

j * Via + 2 Cu * V2J

где VkJ - запись ДИС в матричном виде.

Cj

,(k) ,„(k) „(k)

Cl з

(k) (k) (k) '21 ьгг ьгз L„(k) <k) (k) C-i 1 C-J p U О

(3)

+ X Gu * V3J, (19) J

(20)

В дальнейшем используем установленные зависимости типа На. (Укр. Бцр, I, й3. Нт), например, при ПШ ферритов для 2

УДР (21), для 3 УДР стекол - (22) и зависимости (13-14) и. проведя преобразования, определяем коэффициенты матрицы. Затем строим част-

! 1

¿¿/-х-уч М7*у*у » ■» «6-3 8»А->»1 м«3-у*2 5»Гх'х-225 «Гх'у-З 91в«3-у»

,18856-2 1*5"х-0 С92"у*0 301*х*х*0.С62*х"у*0 01Э"у*у * " ^"х-О в57-у-0 001 ■«•«Л 017'х'>-0 017Гу

>

9 271*9 211*х*732.*в1"у*1.19в*х'х*35 99'х>! 32«3'/"у

Эскиза, по.5см»5:15 опсссз погучгчи.ч ?г:зн:-:ах пру^я: г) сил»:! о нихтШ заготоакэЛ; з) пргссзсрмг.пз.-Г-ссвгля-з, 2-презс5ор»2, Э-пуангоя, сзчзяае «/ ферма ло.'ара чяггз сгчз-:'.;я зитхоз грузяа; г) заго:оз:<и посгз опресоо е:<:г, д) раззод.<з растлжхо.!: з)примера фасоинах лруялн г ргзллчкгл фсрмсЛ я .«еоткостьг мткг

1- 80 523-23.227*х-27 «З-у^ ^»'«"*-! 292'х-у-5.18-/-у

Этапы изготонеяия прукик о векруглин арс^иззи знтхз: а) навязка Еразо.-охл к: опраззу о ггругляой-иотрумеятсм; ;)олргосов:<а, гае 1-ииатрумеят, 2-заготовка, 3-»празка.«-пргссфор-

Рио.б. Зависимости Цэкпа от условий шлифования Рис.7.Способы получения УПЭ ддя инструментов 3,4 УДР

! TS SR ne

öe JLLL

TePiiö

Г0т;П1|>:Иинагр:

ЛиП на №>„)-■> llg Huí I nil Л1|Иа11)-> 11н

P КС. 6. Модель пространства контактного лпациолеЛстшт TS ДИС Ш т|к--тього У|юиш1 Alk;n[njTiiuCTn рсиашш

ti

пью математические модели

•23

процесса

шлифования неметаллов

0.41В 0.175 -0.1 гь 0.737

Каш,*) ^ 478,2 * 10 * Snp * t * VKp * d3; (21)

АЧК -2 0.346 0,11b -0.046 0.175

^а (с т е к л о) = Ю1.7 * Ю * Snp * I * VKp * d3 . (22)

Определено, что для шлифования ферритов зависимость имеет вид (23). Такая модель абразивной обработки является основой для оптимизации показателей процесса с применением автоматизированного расчета.

г ^ г 0. 55 1.1 3 -0. 004"!

_ lRa I Id3-1 Ч W, I

Ф - |Q | = |(Зз;2Р'г1 t2"0-49 УДР2°-8:> | (23)

1иэкпв1 i "3:3 J«r3

L J L

01

Структурную модель процесса абразивной обработки можно записать по-разному. В самом общем виде структура ЛРП представляет собой множество элементов Е1 и их отношений И: 31гшл - {Е1, КЛ. С учетом явлений в ЛИС, где есть малые технические системы ТБ Ин. ТБ Дм, Тй ФТС (также записанные как множества) структуру можно представить так

Б1гил = {Б,и, Г,и, и^. (31]Е)]И, 1?,Б}. (24)

где Р[Б - отношения, все остальное является функциями "понятие". Они представляют собой малые технические системы и их взаимосвязи, отражающие определенные законы функционирования, обеспечивающие выполнение заданных параметров и свойств объектов ДИС. Например, В2ДИС имеет содержание "Обеспечение функционирования объектов, определяющих показатель контактной обрабатываемости материала шлифованием". Синтезированные в единое целое они описывают ТЭ АРП. В зависимости от целей исследовании объекты с их взаимосвязями Т5 ДИС можно представить в виде укрупненных групп функций "понятие", расставив приоритеты, или, проведя декомпозицию, как совокупность от -дельных частей. Определено, что для процесса третьего уровня дискретности резания достаточно иметь порядка 350 объектов, чтобы создать обобщенную модель функционирования системы. Для графического представления модели Функциональной структуры АРП ПШ достаточно 60-65 функций "понятие", чтобы проводить анализ процесса, прогнозировать показатели процесса и управлять качеством обработки (рис.9).

Создание графической модели процесса абразивной обработки общего вида на базе теории технических систем и разработка моделей дискретного шлифования разных уровней детализации (см.рис.8) позволяют анализировать происходящие процессы в ДИС. Для повышения эффективности исследований можно использовать разработанную методику проведения анализа функциональной структуры API1, показанную на примерах влияния переходов между состояниями активности объектов ДИС на показатели процесса шлифования. Примером синтеза, проведенного на базе знаний функционально структурной модели процесса ПШ, является методика разработки аддитивно-адаптивного способа шлифования хрупких материалов (рис. 10).

Пятая глава "ПОВЬШШНИЕ КАЧЕСТВА ШЛИФОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ХРУПКИХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СОЗДАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ" посвящена исследованию качества и эффективности обработки при использовании созданного технологического обеспечения. Показаны особенности оценки качества обработки поликристаллических хрупких неметаллов; рассмотрены конструкции разработанных шлифовальных инструментов разных уровней дискретности резания; представлены различные средства технологического обеспечения процессов финишной обработки металлов, включая созданные способы и средства для совершенствования технологических процессов. Приведены рекомендации по использованию инструмента в промышленности и результаты внедрения проведенных исследований. Показаны перспективные области применения результатов работы.

Для производственных целей созданы алмазно-абразивные шлифовальные инструменты широкой номенклатуры и различных уровней дискретности резания. Это инструменты на жестком основании с периферийной прерывистой рабочей поверхностью в виде аэродинамических разно-контурных элементов, обеспечивающих высокоэффективную обработку (A.c. 1133076). Для получистовой обработки создан инструмент с периферийной непрерывной алмазоносной поверхностью, состоящей из участков с разной износостойкостью; при этом зерна ориентированы веерообразно на участках РП инструмента (A.c. 1504078). Для торцевого шлифования созданы инструменты типа 4 УДР, состоящие из набора замкнутых круговых абразивных контуров, взаимосвязанных между собой через системы упругих пружинных элементов УПЭ( рис.11).

Для фасонного шлифования стеклодеталей. осуществляемого по схеме Ks >1, при площади контактирования инструмента и детали порядка (10 - 60)*103 мм2 созданы инструменты с ПРП и управляемой изно-

TS

GE) G2D GI'D G3D

TI' образивпой обработки

Рио.

Модель Функциональной отруктури АРП при Ш

гх гг "э ,г5 "Ч

Рм> То U CW» форипомм» rpf«киоятого ою» при аактешом aient припуо« мотруншгтм четвертого уоо«н< мо<ретимт( pauuaa I « ИР )

состойкостью оснований, на которые установлены сменные алмазные элементы. Эти инструменты обеспечивают высокое качество обработки (Ra =--1 - 1,5 мкм), точность (ЛСф,,р-0,16 мм), малый расход алмазов (q-0,42 кг/г) и высокую износостойкость (более 450 г) при съеме свыше 240 г/мин( рнс. 11),(Л.с. 1077771: 1110617; 1135626).

При шлифовании изделий из хрупких неметаллов снижению величины нарушенного 'обработкой слоя способствует применение способа аддитивно-адаптивного удаления припуска и способа управляемого трещино-образования при двухэтапном съеме припуска за счет применения ФТС различных видов и учете электропотенциалов. Это обеспечивает снижение шероховатости поверхности в 1.5 раза и величины микротрещин в 1.4 -1,6 раз (A.c. 1255396).

Повышению качества и эффективности обработки неметаллов (в том числе снижению R3 в 1,5 - 1,6 раз и увеличению износостойкости инструмента в 1,3 раза) способствует применение комбинированного способа подачи ФТС, активация технологических жидкостей электронотен-циалаки и подбор рациональных составов ФТС (A.c. 1054405).

Вакным средством, обеспечивающим возможность практической реализации инструментов 4 УДР, являются пружинные-упругие элементы УПЭ на основе винтовых спиралей. Создание пружип с Егекруглым сечением витка стало возможным после разработки методики проектирования и освоения технологии их изготовления. Запатентованы три способа получения УПЭ. Базой способов являются процессы пластического деформирования (рис.7). Высокая релаксационная стойкость, некруглый профиль сечения витков, большой рабочий ход обеспечивают стабильность технологических характеристик упругих пружинных ■ оснований, высокую работоспособность инструмента четвертого уровня дискретности резания и высокое качество обработки.

На основании проведенных исследований, разработанных средств технологического обеспечения и рекомендаций созданы технологические процессы обработки хрупких неметаллических материалов, базой которых являются черновое, получистовое и тонкое шлифование, для чего применяют алмазно-абразивные элементы, обеспечивающие реализацию 2, 3 и 4 УДР. Это позволяет проводить механическую обработку структурно- чувствительных материалов с малыми силовыми и температурными воздействиями, что, в свою очередь, позволяет получить детали, в поверхностном слое которых происходят лишь небольшие структурные реконструкции. Технологическими нормативами для выбора рациональных характеристик инструментов, режимов и условий обработки являются

разработанные номограммы изолиний или кривые с равновесными контурами параметров Р(у, ?.). в и показателей Ка. Л/1, а также номограммы на параллельных шкалах, связывающие Ка. I, Б„р, й3, применимые для 2 УДР и 3 УДР.

Использование комплекса методов и средств для оценки поверхностно-приповерхностных слоев шлифованных деталей хрупких неметаллических поликристаллических материалов обеспечивает достоверную оценку физического состояния поверхностных слоев, сформировавшихся в результате процессов дискретного шлифования. Комплексная оценка состояния прошлифованных деталей из неметаллов показывает, что. учитывая особенности технологической наследственности при обработке неметаллов, для повышения эффективности финишных операций и получения высокого качества обработки следует использовать созданное технологическое обеспечение процессов плоского и фасонного шлифования.

ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ

В результате выполненных исследований процессов дискретного резания решена научная .проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение: повышение качества шлифованных поверхностей хрупких неметаллических материалов. Для этого решены следующие задачи: установлены технологические закономерности процессов дискретного шлифования и явлений контактного абразивного взаимодействия в системе деталь-инструмент-среда на различных уровнях дискретности резания; создано технологическое обеспечение качества и эффективности абразивной обработки неметаллов, которое внедрено в промышленность.

На основании выполненных исследований, полученных результатов и конструкторско-технологических разработок сделаны выводы:

1. Изучено влияние технологических факторов алмазного шлифования хрупких неметаллических материалов при разных уровнях дискретности резания на механизм формирования качества поверхностей деталей. Для плоских заготовок из поликристаллических спеченных высокоплотных ферритовых и керамических, монокристаллических полупроводниковых и аморфных стеклодеталей качество шлифованных поверхностей формируется в процессе контактного абразивного и безабразивного взаимодействия (КНВ) объектов процесса — ДИС. Рабочее абразивное пространство основного объекта ДИС - шлифовального инструмента, является совокупностью дискретных единичных режущих контуров (Еэ). Взаимосвязи Еэ в РП можно моделировать, используя принцип уровней

дискретности резания (УДР), согласно которому УДР (I) ( (ХЕЭ). Все шлифовальные инструменты можно классифицировать по закону воздействия Г (1КЭ) на деталь. Обоснованы пять уровней дискретности резания.

2. Совокупность элементов процесса контактного взаимодействия и взаимосвязей объектов деталь-инструмент-среда представляют собой техническую систему Т5 ДИС, которая в сочетании с материальными э. энергетическими Еп и информационными Т потоками создает большую техническую систему - активное рабочее пространство (ТБ АРИ). Про-;, цесс обработки определяется изменением состояний активности АРП. Зависимости состояний АРП от уровней активности ее объектов, их взаимосвязей и входящих в нее подсистем имеют сложный характер:

АРП ,(1) = г (Дм,, ин;, фтс,. Б, Еп. I). Управляя ими, воздействуют на качество абразивной обработки связанным зерном.

3. Изучено влияние строения рабочей поверхности инструмента, свойств обрабатываемого материала, составов функционально технологических сред (ФТС) па физико- химические и электрофизические явления, происходящие при КНВ, и установлены взаимовлияния основных объектов системы ДИС. что особенно важно для инструментов с высоким УДР. Установлено, что в процессе КНВ макротопология абразивной поверхности инструмента ПРИ (формы АЧК) формируется в сложную рельефную поверхность, принимающую различные конфигурации, являющиеся сочетанием "нарост-лунка" или "уклон". Формы макротопологии выступов являются основой для разработки алгоритма проектирования новых шлифовальных инструментов с Ш'П.

Установлено, что на формирование поверхностного слоя деталей из хрупких неметаллических материалов большое влияние оказывает подвижная система ЗНПС, образующаяся и перемещающаяся при КНВ между поверхностями детали и инструмента. ЭНПС влияет на микрогеометрию рельефного слоя ферритов, полупроводников, керамики и оказывает разрушающее воздействие на трещиноватый слой у стекол.

Доказано, что зависимость Коб11 = Г (Кп, 11,., I, 3„р, Ен. \'кр) является критерием обрабатываемости материла шлифованием. При КНВ различных материалов он таков: кремний - Кобм- 1, 1/мм2; феррит -0,8; керамика - 0,4; стекло - 0,3. Показатель Коб1Д предназначен для выбора режимов, условий обработки и шлифовального инструмента.

4. Созданы методики высокоточных экспериментальных исследований, в том числе динамики и тепловых процессов при шлифовании неметаллов. Установлены основные закономерности процессов абразивного

контактного взаимодействия с применением инструментов 2. 3, 4 уровней дискретности резания. Подучены математические зависимости тем-пературно-силовых параметров процессов дискретного шлифования от режимов резания, характеристик шлифовальных инструментов и условий КНВ. Исследования микрогеометрии инструмента и детали методом корреляционно-спектрального анализа показали, что применение при плоском шлифовании неметаллов инструментов с алмазными металлизированными зернами повышает роль рабочей поверхности инструмента как аккумулятора. проводника и излучателя тепла. Это обеспечивает снижение на 24-32 % теплового воздействия на реконструкцию ферромагнитной структуры поверхности детали.

Рациональное сочетание в инструменте марки алмаза, величины его зернистости, вида связки и глубины шлифования позволяет, оптимизировав процесс шлифования, снизить на 25-35 % силы резания, на 30-40 % температуру шлифования и на 20-25 % уменьшить шероховатость обрабатываемых поверхностей ферритов, керамики, стекол.

5. Установлено, что определенная ориентация алмазных зерен в матрице инструмента относительно плоскости резания обеспечивает повышение режущей способности инструмента на 25--30%. - Шлифование неметаллов инструментом с ориентированными алмазными зернами (ОЗР) обеспечивает снижение трещинообразования в поверхностных слоях; ири этом уменьшаются потери магнитных свойств ферритов до 5-7 %, остаточные напряжения в материалах - на 26 %. Применение при 3 УДР накладных блоков с ОЗР обеспечивает при шлифовании стекла повышение производительности обработки на 30-40 %; стойкость инструмента на металлической связке возрастает в 2-3 раза. Обоснован и создан инструмент с веерообразной ориентацией металлизированных алмазных зерен. В инструменте соединены второй и третий уровни дискретности резания. При плоском шлифовании неметаллов инструментом шероховатость поверхности снижается на 35-45 % и на 18-20 % повышается производительность обработки.

6. Применение при плоском шлифовании инструментов с прерывистой рабочей поверхностью в сравнении с обработкой кругами с непрерывной РН обеспечивает снижение силового и температурного воздействий на поверхность детали на 38-46 %. что особо важно для структурно-чувствительных материале!;.

Для 2, 3. 4 уровней дискретности резания установлены математические зависимости в виде степенных функций, что позволяет анализировать влияние элементов режима резания и характеристик инструмента

на показатели процесса обработки, вычислять значения Р(у. г). 6.

. Л/1, й. Для выбора оптимальных характеристик инструментов типа (2. 3) УДР и режимов резания (диапазон от чернового до чистового шлифования) разработана методика поиска технологических нормативов процесса шлифования неметаллов с использованием номограмм.

7. Исследовано влияние функиционально-технологических сред (ФТС) на электрофизические явления в системе ДИС и на формирование качества обработки неметаллов.

При прерывистом шлифовании неметаллов существенно возрастает роль технологической среды, в частности, за счет щелевого натекания ФТС, связанного с особой макротонологией выступа ПРП. Установлено влияние составов ФТС на физико-химические явления в ДИС и определены рациональные составы ТЖ, обеспечивающие повышение качества обработки ферритов, керамики, стекол и уменьшение сетки микротрещин в поверхностном слое на 35-42 %. Применение комбинированного способа подачи технологических жидкостей с разнонаправленными сбалансированными потоками по всей неконтактируемой рабочей поверхности инструмента обеспечивает повышение качества поверхности на 17-25 %.

Установлено, что при шлифовании структурно-чувствительных маг-питномягких ферритовых и полупроводниковых материалов в системе ДИС возникают электропотенциалы контактного взаимодействия (ЭКПВ). Проявление ЭКПВ в ДИС можно стимулировать или экранировать посредством состава технологической жидкости. Разработаны методики исследований и установлены взаимосвязи электропотенциала иэкгп, с элементами режимов резания, структурой материала детали, составом ТЖ, условиями обработки. Результаты представлены в виде функций: иэк|1В = ПА, Т„,

мдм. ?к. вж. I. зпр, укр), ^ - иитж3кр. и„""").

Установлен эффект способности ЭКПВ смещать от начала координат вольт-амперную характеристику системы ДИС при наложении на нее потенциалов извне (в диапазоне ± 1400 мВ).

Доказана эффективность применения электропотенциалов для активации ФТС и для тестирования материала методом шлифования, по результатам которого можно классифицировать его структуру.

С использованием электропотенциалов создан способ испытания функционально-технологических жидкостей, позволяющий проводить оценку их проникающей способности при шлифовании.

8. Информацию о процессе дискретного шлифования следует систематизировать по четырем иерархическим уровням с учетом мета-.макро-и микроуровней. На базе этой информации создана четырехуровневая

классификационная схема АРП; составлена таблица информационных объектов АРП и разработана концептуальная схема базы данных ЛРП локальной области механической обработки связанным зерном.

9. Разработаны физическая, структурная и математическая модели процесса абразивной обработки связанным зерном.

Разработана методика и построена математическая модель (ММ), объединяющая основные объекты Т5 ДИС, режимы резания и выходные показатели процесса дискретного шлифования. Представление в матричной форме малых технических систем Дм, Ин, ФТС и показателей процесса Ка. ^экпв позволило построить математическую модель (общего и частного вида) процесса дискретного шлифования.

Разработана методика и на основе множества элементов, предложенных функций "понятие" АРП и отношений между ними получены структурные модели процесса абразивной обработки связанны}.! зерном вида Б1;гыл = {Б/, Р^, и/, (зип/. К[Б).

На базе теории технических систем созданы графическая модель процесса абразивной обработки общего вида и частные модели дискретного шлифования, что позволяет анализировать происходящие в ДИС процессы. На примере графического представления модели функциональной структры АРП ШП, включающей свше 65 функций "понятие", показана методика анализа взаимосвязей объектов ТБ ДИС при шлифовании. Примером синтеза является создание аддитивно-адаптивного способа шлифования хрупких материалов.

10. Разработана и реализована концепция сборных шлифовальных кругов (со сменными алмазоносными элементами и регулируемой упругой основой), применяемых для фасонного шлифования неметаллов по схеме К3>1. Созданы алмазно-абразивные инструменты с ПРП и управляемой жесткостью их оснований. При шлифовании стеклодеталей инструменты с ПРП и упругим основанием обеспечивают высокое качество обработки (Ка = 1 - 1,5 мкм), точность (Асфер---0,16 мм), малый расход алмазов (4=0,42 мг/г) и высокую износостойкость (более 450 ч) при съеме стекла свыше 240 г/мин. Созданы конструкции шлифовальных кругов на жесткой основе с прерывистой рабочей поверхностью: с аэродинамическими разноконтурными профилями рабочих поверхностей; с алмазоносным слоем, сочетающим в себе стохастическое и зонно-направленное веерообразное расположение ориентированных зерен. Инструменты, обеспечивающие дискретный характер резания высокого уровня, способствуют снижению шероховатости поверхности в 1.5 раза и величины микротрещин в 1.4 -1,6 раз.

Созданы методика проектирования, способы изготовления высокос-1'ойких упругих пружинных элементов в виде винтовых спиралей, применяемых в сборных шлифовальных кругах. Их высокая релаксационная стойкость, некруглый профиль сечения витков и большой рабочий ход эбеспечивают стабильность технологических характеристик упругих оснований, а также высокую работоспособность инструментов 3 и 4 УДР и высокое качество обработки.

12. Созданы и подтверждены 13-ю авторскими свидетельствами и ютентами средства технологического обеспечения процессов дискретного шлифования хрупких неметаллических материалов. Это конструкции нлифовальных инструментов 2. 3 и 4 уровней дискретности резания с ^пользованием жестких и упругих оснований, способы обработки, различные устройства и составы технологических жидкостей.

На основании проведенных исследований, разработанных средств технологического обеспечения и рекомендаций созданы технологические фоцессы чернового, получистового и тонкого шлифования хрупких не-геталличесжих материалов, что позволяет получать изделия с высоким сачеством обработки, при малой структурной реконструкции поверхностных слоев.

13. Разработана методика комплексного исследования физического состояния ' поверхностных слоев прошлифованных деталей из поликрис-галлических неметаллических материалов. Основываясь на ней и учиты-¡ая особенности технологической наследственности проявляющейся при нлифовании неметаллов, установлено, что использование созданного технологического обеспечения проннессов плоского и фасонного шлифования позволяет получить высококачественные детали.

14. Результаты работы прошли промышленную апробацию. Экономи-юский эффект внедренных разработок в промышленность составил 2 1лн р. (в ценах до 1993 г.). а также свыше 100 млн р. в ценах 1996г. Управления исследований имеют большую область перспективного при-юнения в машиностроении, электронной технике и других отраслях, :ак в теоретическом, так и практическом плане.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

Ящерицин П. И., Зайцев Л. Г.. Старов В. Н. Влияние смазоч-о-охлаждающей жидкости на процесс шлифования плотных ферритов// ести АН БССР. Серия физ. - техн. наук. - Минск, - 1983.- N4. - С. 57-63.

Ящерицин П.И., Зайцев А.Г.. Старов В.Н. Исследования динамики лмазного шлифования ферритов// Известия АН БССР. Серия физико-тех-ичсских наук.- Минск. - 1977. - N 4. - С. 55-59.

Ящерицин П.И.. Зайцев А.Г.. Старов В.Н. Шлифование ферритов

алмазными кругами// Сверхтвердые материалы. - 1932,- N3. - С.53-57.

Ящерицын П.И.. Зайцев А.Г.. Старов В. Н. Технологическое обес печение качества шлифовальных поверхностей магнитных материа-лов//Технологическое управление качеством обработки и эксплуотаци-онными свойствами деталей машин: Тезисы докл. к Всесоюзной научн. конференции ИСМ АН УССР. - Киев. 1980. - С. 216-218.

Ящерицын П.И., Зайцев А.Г., Старов В.Н. Алмазное шлифование горячепрессованных ферритов прерывистыми кругами// Известия Академии наук БССР. - 1979. - H 4. - С. 55-58.

Старов В.Н., Смоленцев В.П. Динамика контактных процессов шлифования/Монография. - М. . 1996. - 185 с. Деп. в ВИНИТИ. N 37Ь6,-В96.

Старов В.Н., Смоленцев В. П. Высокоресурсный инструмеит//100 лет российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа: Тез. докл. Международн. научн. -техн. конф. г. Москва, 26-28 ноября. 1996. - М.. 1996. - С. 15-16.

Алмазное шлифование хрупких материалов кругами с ориентированным расположением зерен/А.Г.Зайцев, В.Н. Старов, Ю. С. Скрипченко, В. П. Фоменко//Межвуз. сб. научн. тр. Вып. 11. Пензенский политехи, ин-т. - Пенза, - 1982. - С. 33-35.

Зайцев А.Г., Старов В.Н., Волков А.Л. Влияние алмазного шлифования на качество горячепрессованных форритов//Синтетическиа алмазы. - 1979. - ВЫП. 3. - С. 53-55.

Зайцев А.Г.. Старов В.Н. Динамометр для измерения сил шлифования (в широком диапазоне)//Технологические методы повышения долговечности машин и инструментов: Сб. научн. тр. Воронеж, политехи, ин-т. - Воронеж, - 1975. - С. 71-74.

Зайцев А.Г., Старов В.Н.. Волков A.A. Влияние зернистости алмазных кругов на процесс шлифования феррито'в//Тёз. докл. к Всесоюзной научн. конф. "Новое в теории и практике создания и применения синтетических сверхтвердых материалов в народном хозяйстве." ИСМ АН УССР. - Киев. 1977. - С. 39-41.

Исследование физических особенностей разрушения горячепрессованных ферритов/А.Г.Зайцев , В.Н. Старов , С.Д.Кретов , A.A. Вол-ков//Тез. докл. Республиканского научно-технического совещ. "Пути совершенствования технологии изготовления алмазного инструмента на базе механизации и автоматизации производственных процессов. " Укр. НТО МАШПРОМ - ИСМ АН УССР. - Киев, 1976. - С. 68-69.

Зайцев А.Г., Старов В.Н. Электромикроскопическое изучение характера разрушения ГПФ при алмазной обработке// Материалы I Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование процессов финишной обработки в машиностроении. " - Минск.: Вышэйшая шко ла. 1975. - С. 201-203.

Старов В.Н. Особенности построения модели активного рабочего пространства при дискретном шлифовании//Гибкоструктурные нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Сб. научн. тр. Воронеж, отд. РИА. - Воронеж, - 1996. - С. 86-91.

• Старов В. Н. Система классификации форм выступов шлифовальных прерывистых кругов и механизм формирования их топологии. - М.. 1996,- 11с. Деп. в ВИНИТИ 28.03.96, N 1017 - В 96 .

Старов В.Н., Фоменко Б. П. Выбор рациональных режимов шлифования ферритов. Информ. лист 107-82. Воронежский межотраслевой территориальный ЦН'ГИП. Воронеж. 1982. - 4 с.

Старов В.Н. Многокомпонентные технологические жидкости для обработки неметаллических материалов. - М., 1986. - 8 с. - Деп. в НИИТЭХИМ. N 904-XII-36.

Старов В.Н. Смазочно-охлаждающие технологические жидкости для механической обработки ферритов. - М.. 1986. - 6 с. - Деп. в ВНИИТЭМР. N 406МШ-86.

Старов B.II., Федотова Л. Л., Фролов Г. С. Алмазный инструмент для. обработки экранов кинескоиов//Технологическое обеспечение профильной алмазно-абразивной обработки: Тез. докл. семинара/ Приволж. Дом НТП. - Пенза, - 1984. - С. 11-12.

Старов В.Н. Рациональная эксплуатация алмазного инструмента при шлифовании хрупких материалов//Современные направления повышения точности механической обработки в машиностроении: Тез. докл. конф. Приволж. Дом НТП. - Пенза. 1983. - С. 4.

Старов В.Н. Интенсификация процесса шлифования ферритовых материалов// Тез. докл. семинара ''Технологическое обеспечение профильной алмазно-абразивной обработки" г. Пенза, 15-17 февр. 1984 г/ ПДНТП; Пзнзен. политехнический ин-т. - Пенза, 1984. - с. 40-42.

Стаоов В.Н. Особенности финишной обработки неметаллов и показатель контактной обрабатываемости материалов шлифованием. - М.. 1996,- 14 с. - Деп. в ВИНИТИ. 28.03.96. M 1013-В96.

Старов В. Н., Скрипченко B.C. Автоматизация поиска .оптимальных характеристик инструмента, режимов обработки при проектировании технологических процессов//Автоматизация проектирования технологических производственных систем: Сб. научн. тр. / ВПИ; ВТИ. - Воронеж.

- 1984. - С. 81-87.

Старов В.Н. Особенности формирования микрогеометрии поверхности ферритов при алмазном шлифовании в различных СОЖ// Сверхтвердые и тугоплавкие материалы: Сб. научн. тр./ ИСМ. АН УССР. - Киев.

- 1982. - С. ИЗ-116.

Старов В. Н. Обоснование модели активного рабочего пространства в системе деталь-инструмент-среда при дискретном шлифовании. - М.. 1996. - 7 с. Деп. в ВИНИТИ. 28.03.96. N1015-B96.

Старов В. Н.. Еригов A.B., Вихров-В.Е. Прерывистое алмазное шлифование ферритов. Информ. лист 4-80. Воронежский межотраслевой территориальный ЦНТИП. Воронеж, 1980. - 4 с.

Старов В.П.. Федотова Л. А.. Фролов Г.С. Прогрессивный алмазный инструмент для шлифования криволинейных поверхностей//Тез. докл. семинара "Перспективы применения профильного алмазного инструмента и его правка1'. Пенза. 8-9 июня 1985 г/ ПДНТП. 1982. С. 61-62.

Старов В. Н. Упругие элементы для шлифовальных инструментов с управляемой жесткостью и их конструкции. - М., 1996.- 22 с. - Деп. в ВИНИТИ. N 1014 - В96.

Соловьев 0.В., Старов В.Н., Медведев С.С. Получение некруглого профиля витка винтовой пружины с помощью осевого пластического деформирования. - М., 1993. - 8 с. - Деп. в ВИНИТИ N 1770-В93.

Соловьев 0.В., Старов В.Н., Медведев С.С. Изготовление пружин с некруглым профилем витка матричным способом. - М., 1993, - 7 с.-Деп. в ВИНИТИ N 1771-1393.

Соловьев 0.В.. Старов В. Н.. Медведев С.С. Анализ силовых и упругих характеристик винтовых пружин для штампов//Кузнечно-штамло-ночное производство. 1993. N 9. С. 27-28.

Соловьев 0.В., Старов В.Н., Медведев С.С. Оценка пластичности материала при немонотонном деформировании в производстве изготовления высокоресурсных пружин. - М.. 1995. - 9 с. - Деп. в ВИНИТИ. N 826 - В96.

Старов В. Н. Особенности способа поэтапного шлифования хрупких материалов набором инструментов с управляемой жесткостью основы. - М.. 1996. - 12 с. -- Деп. в ВИНИТИ. N 1016 - В96.

Старов В.Н. Особенности финишной обработки неметаллов и показатель контактной обрабатываемости материалов шлифованием. М., 1996,- 14 с. - Доп. в ВИНИТИ. 28.03.96. N 1013-В96.

A.c. 1054405 А СССР. МКИ С 10 МЗ/02. Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки ферритов./В. ¡1. Старое. Ю. С.Скрип-ченко. - Опубл. 1983. Бюл. N 42. - 4с.

А.с. 1504078 СССР, МКИ В 24 Д 3/10. Инструмент для абразивной обработки. / В.Н. Старов, А.Г.Зайцев, Ю. С. Скрипченко, В.Н.Иванов. -Опубл. 1989. Бюл. N 32. - 4.С.: ил.

A.c. 1255396 СССР. МКИ В 24 В 1/00. Способ абразивной обработки/ В.Н. Старов. - Опубл. 1986. Бюл. N33.

A.c. 1110617 А СССР. МКИ В 24 Д 7/06. Шлифовальный инструмент /Г.С.Фролов, В.Н. Старов, Л.А.Федорова, D. А. Дубовых. -Опубл. 1984. Бюл. N 32. - 4с.: ил.

A.c. 1133076 А СССР. МКИ В24Д5/10. Инструмент с прервиотой режущей поверхностью/В. Старов. - Опубл. 1985. Бюл. N1. - 4с.: ил.

A.c. N1077771 СССР. МКИ В24Д 5/06. Абразивный инструг мент. /В. Н. Старов. Г.С.Фролов, Л.А.Федотова, Ю. А. Дубовых. - Опубл. 1984. Бюл. N 9. - 4с. : ил.

A.c. 1135626 А СССР, МКИ В24Д5/00. Инструмент для шлифования сферических поверхностей/В. Н. Старов. Г. С. Фролов, Л. А. Федотова. -Опубл. 1985. Бюл. N 3. - 4с.: ил.

A.c. N877362 СССР. МКИ G01 К13/08. Устройство для измерения температуры, преимущественно в зоне резания/Старов В.Н. и др. 1981. Бюл. N40. - 4с.: ил.

A.c. 1075158 СССР, МКИ G01 N33/28. Способ испытания смазоч-но-технологических жидкостей, применяемых при механической обработке материалов/В.Н.Старов. - Опубл. 1984. Бюл. N 7. - 4с.: ил.

A.C. 1315235 СССР. МКИ B23Q11/10. В24В 55/02. Устройство для обработки деталей резанием/В.Н.Старов. - Опубл. 1987. Бюл. N2. - 4с.

Патент РФ N20081121 МКИ B21F35/00. Способ изготовления фасонных пружин/Старов В. Н., Старов Д. В., Соловьев О.В. - Опубл. 1994. Бюл. N 4. - 4с.: ил.

Патент РФ N 1811429 A3 МКИ В21 F 21/00. Способ изготовления пружин с некруглым профилем витка/Соловьев 0.В.. Старов В.П.. Медведев С. С. Опубл. 1993, Бюл. 15. - 4с.: ил.

Патент РФ N 2003416 С1 МКИ В21 F 35/00. Способ изготовления пружины с некруглым сечением проволоки/Соловьев О.В., Старов В.Н.. Медведев С. С. Опубл. 1993, Бюл. 43-44. - 4с.: ил.

ЛР № 020419 от 12.02.92. Подписано к печати 20.05.97. Усл.печ.л. 2.0. Тираж 100 экз. Заказ N^'3» Воронежский государственный технических университет Участок оперативной полиграфии