автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Научные основы шлифования криволинейных поверхностей управляемой ориентацией абразивного инструмента

ЙРК1ВСЬШ ЛЕРЯАВНИИ ПОЛ1ТЕХН1ЧНИЯ НН1ВЕРСИТЕТ

ЖОВ1 ОСНОВИ ВЛ1ФЗВЙННЯ КРИВОЛ1Н1ИНИХ ПОВЕРХОНЬ КЕРОВЙНОВ ОР1еНТАЦ1еВ АБРАЗИВНОГО 1НСТРЗКЕНТЗ

,03.01 - процеси механ1чноГ I ф!зико-техн1чно1

обробки; верстати та !нстрдкент; 02.08 - технология иа«инобудцвання

реферат дисертацП на здобдття надкового ступеня

Р Г Б ОД

На правах рцкописд

Кахьченко В1тал1й 1ванович

доктора техн!чних наук

Харк1в - 1994

.О

Роботу вкконано на кафедр! кеталор1зальних верстат!в та 1нструмент!в 4epHiriecbKoro техноло^чного !нстктуту.

Науковий консультант: заслу»ений винах Цник Укра1'чи,доктор техн!чних наук, професор Кузнецов Spitt Миколайович

0ф!ц!йн1 опоненти: заслуженно д!яч.науки I техн!ки УкраТн академ1к IAH ЗкраГни, доктор техн!чних наук, професор Гавркв йнатол!й Павлович;

академ!к IAH УкраГни, доктор техн1чних наук, професор Тернвк Никола Еману!лович;

доктор техн!чиих наук, Колом1ець BIktop Васильович

Пров!дне п1дприеиство: виробниче об'еднання "Завод !м.Наливе

ва", м.Харк!в.

Захист в1дбудвться "2Jh* жовтня 1994 року о 14 годин! на зас1данн! спец!ал1зовано1 вченоХ ради Д 02.09.01 у Харк1вському державноку пол!техн!чнону ун!верситет1 за адресов: 310002. *.Харк1в, 2, КСП, вул.Фрунзе, 21.

3 дисертаЩев жожна ознайомитись у б!бл1отец! Харк!вського державного пол!техн!чного ун1верситету.

Автореферат роз!сланий "Jb£_" року.

Вчений секретер спец1ал1зовано1 вчено! ради

Ззунян М.Д.

ЗАГЙЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТЙ

йктуальн!сть проблеми. Сучасне иаоинобудування характеризуешь-зроставчими.вимогами до явидкох!дност1,потужност! I над{йност1 ш.Виконання цих вимог часто забезпечуеться завдяки тоыу.що ос-(1 робоч! функцП виконують детал! з! складники високоточниии !Ол{н1йними поверхнями.Номенклатура та обсяг виготовлення таких шей безперервно зб!льиупться.Це стосуеться трубопрокатного ви-шцтва,турбо- та ав{абудування, п!дшипниковоГ та текстильно! 1исловостей,виробництва спец!альних передач та !н. Як правило,до функц!ональних кривол!н1йних поверхонь пред'яв-ься п!двищен! вимоги подо точности шорсткостМапрямку сл!д1в |бки та зносост!йкост!.Часто детал! з кривол1нийнини поверхнями 1товляоться з вавкооброблвваних катер!ал!в I иапть велик! габа-[ та припуски на обробку.

¡Шфування складних кривол!н!йних поверхонь «ас своп специф!ку

вняно з обробков цил!ндричних,плоских та !нших простих повер-».

Значнои особливIстю цього процесу е знаний,нестац!онарний ха-ер б!льаост1 Фактор1в й умов р!зання.Товщина аару.що зр!заеть-[браэивним зерном,глибииа р1зання,подача поперек та уздозя ряд-дальний зное круга та !ни! параметри зы!нн! за проф!лен 1 но зишияться п!д час зр1зання припуску. Друга значна особлив!сть ял!фування кривол!н!йних поверхонь -ереваЕно точковий характер контакту круга та оброблйзано! де-,Чо локал!зус навантанання в зон! фориоутворення. СпецифЬ« процесу Снестац!онарн!сть умов та точковий контакт) адае обкегения ка продуктивн!сть, ст!йк!сть зл!Фувального кру-очн!сть та аорстк!сть оброблшваних складних поверхонь. Це не моаливост! на .практиц! зд!йснн:вати оптимальн! робоч! процеси у олог!чних та енергс-т'ичних нааинах.в яких основн! функц!ональн! л! обкеаен! склаДними поверхняни.

Потр!бно, як найаеняе. наблизити вих!дн! показники ш^фування вл^йних повёрхонь до р!вня традиц!йного зл!фування простих зхонь пост!йнох кривизни.

Гакам чином, виейкоефективне ял!фування кривол!н!йних повер-- це складна наукова та твхнолог!чна проблека, яка иас велике 1Ногосподарське значения для маяинзбудуванкя, трубопрокатного 5ництва та энергетики ЗкраГни.

3

Мета роботи- пЦвиаеиня продуктивное?! та точност! вл!фування кризолШйних поверхонь до р1вмя.що наближаетьса до круглого вл1-Фузання цил!ндричних поверхонь за рахунок розробки наукових основ цього епециф!чного процесу шЦфування як базк для створення нови* способов ал!Фування 1 нових верстат1в,як1 вир1зняються в!д в1до-них метаспрямованов ор!ентацию абразивного 1нструненту вЦноснс оброблюзано! детали Саье використання керовано! ср1ЕНтацп ал1фу-езльного круга з оптииальнии проф1леи забезпечуе перзх1д вЦ точ-кового до личного контакту та вЦр1зняе цв дксертац1в вIд вЦо-мих дослЦкень з дано! проблеми.

¿¡ля досягненяя мети потр!бно було вир!вити так! основн! зав-дання :

1. Розробити сукупн!сть иатематичних моделей,як1 б описувал! особливосп шл!фування кривол1н1йних поверхонь при складн!й взае-мод!! зм!нних к!неыатичних,геометричних та ф!зичних пара»етр!в.

2. Встановити законои1рност1 процесу вл!фузання криволтхйни поверхонь у пер!од вр!зання :!нструненту п!д час зн!ыання припуск 1 фораоутворення.

3. Розробити нетсд проф!ливання !нструиенту,який би враховува фораи криволШйних поверхонь детал! та заготовки.

4. Визиачити законок1рност! рад!альнсго зносу проф^в круг гид час ял!Фування криволШйних поверхонь.

5. Розробити способи «л!фування з точковим та л1н!йним контак ток ¡нструкенту ! оброблювано! поверхн1 та керованоя ор!ентац!е ¡¡ь-ифувального круга.

6. Сконструювати 1 впровадитк високопродуктивн! верстати.ян б реал!зували нов! способи вл1фування криволШйних поверхонь.

Нетоди досл1джень . Теореткчн1 досл!д»ення було проведено у баз! теорп р^зання иатер1ал18 I технолог!! иааинобудування !з зг стосув.анням метод!в теоретично! механ!ки, опору иатер!ал!в, теор! й«ов1рностей та роздШв математичного анал!зу.Використано апарг дкоеренц!йного рахування функц!й одн!е! 1 дек!лькох зм!нних,апро1 сиыацП Фуш«пй спец1ального виду.катеиатично! статистики, векто} но! алгебри.Виб!р оптимальних параметра ор!£нтзц!! !нструкенту детал! зведено до розв'язку однокритер1альних нелШйних задач I умовний екстренум.а поиук оптимуму до визначення м^мального зн< ченкя недиферекщйних слабо випуклих функц1й.Експериментальн1 Д01 л!даення заг.ровадвен! на модерн!зованих 1 розроблених автором сш [дальних верстатах з використання» пристро!в та сучасно! вонтрол! но-вии1рввально! апаратури.методов тензометр!! та осцилографП.П;

юзрзхунках та обробц! експериментальних даних використозувалисо

Наукова новизна дисертацП полягае у наступному:

1.Запропонована нова узагальн?на розрахунково-юнеиатична схе-ia ол!фування криволШйних поверхонь.Схема в1др1зняеться siд з1-,омих paHiae високим ступеней узагальнення. Бона вклвчае нз пльки юриоутворення поверхонь подавно! кривизни.але й зр1зання припус-:у при найб!льз загальн1й оринтацП 1нструмеиту в!дносно заготоз-и та узагальнен1й к!нематиц1.У cxeai вперяе розглянуто фораотМр-точки й усю робочу зону контакту круга з припуском з врахуван-:ям форми иару.цо зр1заеться на попередньому рядку.

2.Розроблена сукупн1сть нових узагальнених математичних моде-ей,як1 описувть складн1 геометричн! та к1нематичн1 ззаемозв'язк/ араметр1в у робоч1й зонкНа siflmíhy bía ран i ве вЦомих hobí моде-ir 1) враховушть специф1ку неста^онарного процесу ил1фування риволШйних поверхонь; 2) дашть не т1льки середнп.але й локальну нфор«ац1а про поточну д!яянкн робочо! зони у конкреткий моаент асу.Шдставлявчи в узагальнен! модел1 kohkpbthí масиви початкових араметр íb,якГ В1дпов1даять окремиа у тому числ1 в!домим випадкам, озка розрахувати миттеву .продуктивного, миттевий зное круга,тов-ину зр!зу,допустиму глибину р1зання за' прохЦ, подачу на рядок за мови noTpidHoi точности

З.Завдяки узагальненням у дисертацп реал1зованс нове наукове сложения про необх1дн-1сть керованоГ орхентаци ашфувального кру-а.Виходячи з описано; вице узагальненно! схеми та математичнод одел!, розроблено сукупнкть нових cnoco6ie ял^рування з здинар-ою.подв1йноп та кутовою opicHTauiea абразивного ¡нструменту.

4.Биявл8Но нове наукове положения про доц{льн1сть розвантажен-я формотвгрноГ дтлянки робочоГ зони з метою зменшення 1нтенсиз-dctí posHipHoro зносу круга i зб1льиення t04h0ctí.

5.3абезпечено поступове змензення глибини р1зання в aipy избиения до Формотв1рноГ д!лянки за рахунок керування проф1лем л1-ii- контакту.Для цього у дисертацп вперше запропоновано ил1фуван-з з перехрещенимк осями круга та заготовки.

6.Розроблена нова методика прсф'ллвання круга, в як!й завдання эчного фориоутворення номинально! поверхт детал! одеряуеться з збезпеченнам ргвном1рного зньиання припуску.

7.Розроблено новий принцип об'еднання' лезових та абразивних iC-трумент i в при обробц! зовншних сферичних поверхонь на npoxia. зи цьему д!аметр формотв1рноТ дулики Нструменту дор1внюс Д1а-

иетру сфери.

йвтор захищае:

1.Науко81 основи зб!львення ефективност1 пронесу влЮцваннг криволШйних поверхонь за рахунок керування ор1ента1че1п ил!фу-вального круга в!дносно оброблввано! детал!,

2.Сукдпн1сть узагадьнеких взаеиозв'азаних иатенатичних моделей,як! враховувть специф!ку вл1фуБання криволШйних поверхонь.

3.Новг науков! полояення про необх!дн1сть розвантаяення форио-тв1рно1 д1лянки «л!фувального крдга за рахунок поступоаого знен-вення глибиии р!зання до не!.

Остановлен! законои1рност! зр!зання припуску, одеряуванм потр!бно! форми криволШййих поверхонь з врахування» рад^альногс зносу проф^в крдга.

5.Иову методику проф1лввання круга, яка б враховувала завдаинх форкоутворення 1 р!внок1рного эр1заиня припуску.

6.Розроблен! способи вл1фуваная кривол1к!йких поверхонь та но-в1 високопродуктивн! ал1фувалып верстати.як! використову^ть принцип одинарно!,подв1йно! та кутово! ор1ентацП круга.

Практична 1цнн1сть дисертацп. Запропонований у робот1 принцип керованоТ ор!ентацН ил!фувального круга, рсзроблен! илтекатичн1 иодел1 та кетодики у сукупностъ е науковои базою для створення но-вих способ!е 1 верстат1в ( як1 не иавть аналопв ) для вл{фцвання криволШйних поверхонь з суттсвии зб1льиенням продуктивное!1 1 точность

Виявлен! найваклиз!ви з точки зору практики особливосп проце-су «мпфування кривол1н1йних поверхонь,цо вплквавть на виб!р 1 про-фьтавання абразивнйх Ыструменпв та основн1 показники нових верс-тапв.Розроблен! алгоритии I программ розрахунку на ЕОУ оптималь-них паракетр!в форми круга,залеяно! в!д форки та параметр1в оброблввано! поверхн1 детал1, 1х в!дносноГ ор1ентаци, що забезпзчувть зб1львення пло51 контакта та стабШзац1в технолог1чних паракет-р!в.

Запропонован! рекокензацП цедо вибору розьир1в { характеристики вл1фувальних круг1в, рац!ональнкх укав !х правки,норк точнос-т! новкх ил!фувальних верстат1в.

РеалЛзац1я результате роботи.Запропонован! способи вл!фувакня криволШйних поверхонь впровадвен1 при розробц1 проф1лешл1фуваль-нкх верстаПв иоделей ХВЗ-45 та ХИЗ-47 на Хар^веькоиу верстстоби-д1вно*у об' едканн! ¿ы. С.В.Кос1ора. При ал1фузаин1 кривол1н!йних поверхонь трубопрокатких валк!в стан1в 159-529 (за даними Еяектро-

б

1Льскогс заводу ваакого иаиинобцддвэння) продактквн1сть зб!льэи~ ь ц 4-5 раз!в пор1вняно з обробкоз на iHanx кМфцвалътх верхах.Зерстати кодзлей XI3-45 та XI3-4? працввть на йгкспольскому Новошэсковськокд заводах Дн1пропетровсько1 облает! i на труЗа-1катних заводах краТн СНД ,а гакоа в1дправлен1 до Болгар!Г,Египта !няих краГн.

Нов! спссойи »л!фдвання криэолМйних поверхонь тдрб1нних ло-ок викорисган! при розробц1 проф£леал{фдвального зерстага на ii *одел1 3U 131й, який впроваджено на Харк1вськоид тдрб1кноыд юд1.

За новики способами коиб ковано! обробки випаклих сферичних ispxonb ршэроблено та виготовлено верстат на 6aai кодел! ЗУ131Й, 1й впрозайауеться на Прилдцьконд'завод! "По5маяина" для обробкк [ьовйх кранis noiesHHX ааиин.

Hei пгрерахован! нов! способи ил!фдвання, та нов! проф!леял!~ ¡алььа верстати захиаен! 31 авторськини св!дотства*.и.Констрдкцп мх вгрстапв розроблялись при б83посер8Дн1Я дчаст! або п!д ке-(ництзои автора дисзртацП.

[Нд час презктування Харк!вськик досл1дницько-констрцкторськиа[ ю ал1фдвальких вэрстат!з нового верстата з ЧПК нодэл! ХЗЗ-49 j ялгфдвакня кривол!н!йких поверхонь трдбопрокатних валк!в вико-:Т5И! розроблэн! авгороа констрдкц!я яп!ндельного вдзла i ксипо-зка гл!ф0зально1 бабки й верстата в цглому >

Основн! результати та иетодики досл!д*ень дисертац!йно1 роботи {ористовцяться а навчальномд npoqeci. Загалький еконои1чн«;й ефект 31Д впровадження результатов рсбо-становив i 938 ООО крб. ( а -цшах 1987 р.). йпребац!я po6üTH.0cHQBHi пологэння та рездльтати, представлен! цисертац!Г,допоз!дались ка трьох ьйгшародних конферекц!ях: "Гну» автоиаткзеюця".Братислава,Чехо-СловаччинаД930 р.» "Коап'зтер: ака,технгка,технолог!я,здоро8'я",Харк!в(Зкра1на,1993 р., "Еисок! хнологН: йоделивання,оптим!зац!я,д!агностика", Аддита, ЗкраТиа, 94 р., а такая на одинадцяти иадкових сем!на?ах i кокферетЦях зного р!вня g Kictax KHS8i,MocKBi,XapKü8i,QÄeci,4epHiroBi га !н-х - з 1973 р. до 1934 р. Дисертац!я noBHicTo доаов!далась на заданиях кафедри "Металор!зальн! верстати та !нстрдченти" Черн1-вськсго технологimioro !нстктдтд та на надкезомц csaiHapi кгфедр 1занна иетер!ал!в i piaa^bai !нструиенти" та "ТехколоНя «а&ино-дування i верстати" Харк1Вського дераавного пол!т9ХН1чкого дн1-

рситетц. _......-

7

Пцбл1кац11. За матер!алами виконаних podir, дослЦжень опуб/ ковано 68 наукових лрань,у тому числ! одна *онограф!я i ЗГ' автс ське св1дотство на винаходи.

Структура та обсяг роботи. Дисертац1я складаеться 3i встуг семи розд!л!в,висновк!в,списку л!тератури i додатку.Робота викл дена на 329 стор!нках кавинояисного тексту,метить 126 малвнк!в, таблиць,список л!тератури з 170 найменувань.

0СН0ВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ.

ДослЦвенням у галуз! створення нових верстат!в,метод!в фор» утворення та процесу вл!фування лШйчатих та криволШйних пове хонь присвячено роботи багатьох в!тчизняних t/чених,серед яких В. Верезуб.й.П.Гаврив.ГЛ.Грановський,1.6.Друяинський,В!ктор Василь вич Колоы1сць, С.М.Корчак, £).Н.Кдзнецов,В.К.Кулик,СЛ .Лавньов.1. Невлвдов.Г.Б.Лур'с, Е.Н.Иаслов, Й.К.Новосьолов.Б.О.Перепелиця.В. Портман.С.П.Радзевич.Д.И.Реветсв, П.Р.Род1н, Е.В.Ривов, М.Ф.Секн Й.Й.Сухоруков.М.Е Лернвк.Н.Д.Йзунян.Л.И.ФШконов Л .Х.Чеповецьки Ф.С.Внусов,0.В.Як1ков,ПЛ.Яверицин. М.К.Беззубенко. ft Л .Грабченк 1 .П.ЗахаренкоЖВ.НовШов.О.Ф.Раб та Iне!.

йналхз po6iT цих та нших автор1в показав,во наШльи розпо сюдженими методами вл1фування криволШйних поверхон'ь с коп1вван та г.срядкове обгинання.

Б!лья!сть роб!т налегить до дося!дгення кетоду коп1ввания,ян використовусться при обробц! аоло6!в к1лець п!двипник!в,р1зьби н п!вкруглого проф!ля варикових гвинтових передач та !нвнх детале Влгфуванна зд1йснюсться кругом, осьозий проф^ь якого в1дпов!д тв!рн!й оброблено! детал!. 0ск1льки рад1ус проф1лв заготовки п екв!дистантко заданоку припуску менаий рад!уса проф1лв круга, вл фування починаеться з точкового торкання по краях проф!лв з пост повил зб1лы;енняы плов! поверхн! контакту за пер!од вр!эання iH труиенту. Процес вл1фування проходить у змЦних умовах уэдовв пр Салю заготовки,при цьому величина вр!?анна б!льва припуску на о робку.Зм!нний характер глибини р!заь'ня I товвини ар!зу веде до н р!внок!рного зносу проф!лв круга, знивуе продуктивн1сть ! точн!с вл1фування пор!вняно з! вл!фуваннам цил!ндричних деталей метод

вр!зання. :'

При вл1фуванн! кр"квол!н!йних поэврхонь методом обгинання фо коутеореняя .зд!йснветься при точковону торканн! детал1 та iHCTp иенту.но визкачае низьку продуктквн!сть даного кетоди пор!вняно

8

здовякик ашфузанкям цил!ндричних деталей.

Досл!дзення методу обгинання в основному спрямован! на вир!-нна завдань, пов'язаних з удосконаленкям програаування траекто-й перем1ченкя инструменту.Яало роб!т„ у яких досл'джувться тех-логгш! особливост! процесу вл1фування криволШйних поверхонь у Р10ди врезания инструменту 1 фориоутворення.знос профилю круга 1 го зплив на точн!сть фораи тв1рноТ. При дослиненк! використову-ь матеиатичга кодел!»розроблен! для л1н!йчатих поверхонь ( круг-га та плоского шпфуэання ). як! не. враховуить нестац!окарн!сть оцесу: зм!нк! кривизну !кструнекту й детал!.глибину рхзання.тов-ну зргзу, перекриття зерен у напрям! подачи "вр!зання.зр!зуваний 'см металу,рад!альний зное профив круга,явидюсть детал! та 1н-рументу.

Для анал!зу в!домих га запропяксваних способов ашфувакня кри-л1н!йнил поверхонь у пер2'оди Бр!заннд инструменту та фориоутво-ння поверхн! у дан!й дисертааП розроблена узагальнена розрахун-зс-к1некатйЧна схема ( мал Л '/.Вона врахозуе спациф!ку нестацЫ-рного процесу ол1фувакня та передбачае 8ир1-ааиня прямого 1 зви-тного завдання формоцтворення.

Дана схема розроблена за умов багатокоердинатного формоутзо-ння поозрхонь дэтал! [ подв!йноГ кривизни шетрументон 2, повертим з!дносно нормал! Д/ в апорнхй точц! Д^ . Вона еклвчае з!дом! 1 зроблен! авторов ков! сяособи гшфування з одинарною, подв1йною кутоваш ориентация ял!фувального круга.

Ефектиен1сть процесу зл!фузання криволШйних поверхонь визна-еться ступеней наблихекня його до процесу вл!фування лШйчатих верхонь та оц!нв?,ться иаксииальник в^дхиленнаа аиттево! продук-вност! Ом пор!вклно з! шпфивднням круглих цил!ндричних яета-й .

тох М-(1)

Г Л й 7 /

де {[ё)~ функция осьового профили 1нстру«енту по координат! : : Ь/о - половина висоти круга; - голови1 рад!уси кривиз-

в опори!й ТОЧЦ1; {д - допустима глибина рГзення за прох!д; сС -ттеаа кутова ивидкхсть обуртанкя детал!; р - кут В1ДН0СН01 орг-тац!Г !нструменту \ детали нависло норм-зл! 8 опорн1й точц1.

Як обкеження прийняп допустив! вимсги "щодо Еорсткост!.хзиляс-ст1 1 точнсст! форми тз1ркс1,11Ц1Няваио1 радгальник зносом про.ф!-

m W ^ ôï Jm-

I и

МалЛ .Уэагальнена роэрахунково-кхнеиаткчна схема сбрсбки криволШйних поверхонь.

;руга,

Ниттева „ продуктивность гшфування криволш1йних поверхонь з :увакняа технолсг!чних обмеяень описусться узагалькакян р1внян-

О -

Чм I

де

С? фш

дуй

Эф

а% д<р

ог„ аг

б>г

дг»

ЭЛи

6>у>

К =

.¿.Х- якоб!аня перетворення з Декартавих координат у

вол!тйн1 координата круга 1 , 1*уи , - проекцП нитте-

ивидкост! Скал.16) елекента поверхн1 контакту на координатн!

¡У, 22 > <//?, % ~ границ! ¡нтегруванкя плои! контакту труыенту { заготовки.

9 р!внянн1 С2) добутки е проекцП еленек-

но! площадки поверху контакту шструиьнту 1з заготовкой на ко-инатк! плсзц Хи2и,ХиУо. а пШнтегральний вираз с интте-об'Ей неталу, зр!заного !з заготовки елвнентарнов плоаадков у ря»п У.

При цьоку границ! !итегрування за параметром Скутои) ^ зазнаться роэв'язкои р!внянь поверхн! круга сп!льно з р1внянняни по-хн! заготовки та поверхнев залиакового к1крорельефу,висота яко-о^ниеться середн!м арифметичним вЦхиленням Площадка контакту на поверхн! круга розм1чена м1я л1н!яии, по-ення аких описуеться параметрами ^.^.Вона д!литься. на дв1 д1-ки л!н1ео контакту,яка характеризуемся кутовии параметров^ . Перва д1лянка визначае об'ем знятого метала без врахдва^я пе-ивчастост1 0л1фувального круга,через яку 1з заготовки не зр!за-ся об'ек метал}}, що характеризуеться висотов м!кроиер1вностой , у границах яко1 розы!чена друга д1лянка. . '

Поверхня круга 2,зв'язана 1з системою координат 1нструменту Уо ¿^задаеться р!внянням:

' Хц" с&ир,

уи « (Г(г)- (г)) ¿ь. #

г» ? ..

II

дс ^

к*(Ю- г (4

{¿) - сана значень радильних зкос!в круга ¿4/г^по коор динап ? у процес! ол!фування до 1—оТ точки деталь ¿¿¿(2-) визна чаеться з р!вняння:

(1 Ы- ^

(Е

де миттевий об'ем металу.що зк1иагться дьлянкою круг

з координатой ?,знайдений з р1внянкя (2).

£ - питоиий зное абразива,знайдений експерикентально при ил!фуваь Н1 цпл 1кдричних поверхонь для конкретно! овидкост! бтл1фування;«4 кит п!дйому те!рноУ круга по координат! 2 ,'¿--1- кутова швидк!с1 обертання !нструменту: /Си. - коеф1ц!ент, ио враховуве перекрип р!зальних кромок зерен у напрам! подач! вр!зання круга: - ви стань розбивки. За рхвнянняк (5) здП:сню£ться оц1кка похибки форк оброблввано! поверхк) детал; вкасл!дск рад!ального зносу профн круга-по координат! обробки.За ник визначасться необхшпеть прае ки круга.

Початок диспергування иеталу за координатою круга 2 визначг еться вЦношенням товвини зр!зуваного пару абразивним зернен я рад!уса округления вервини р!зальких кронок_р .Товщина зр!зу Ц визначасться з р1вкяння:

РМ) А

( Ё

2

де Л//>;ж- число ргзальних кромок,«о припадають на мм робочо поверхн! круга при О ; И/ - ивидк!сть р!занкя; {■('£*) коефшент струккоутворення; С - розмгрний коеф!1дент.

Ор!ентац!я !нструменту в!дносно детал! для поточно! опорно точки 4с визначасться координатами його центру У систем! ко ординат детал! Х^, Уа„. 1до , напряком вектора нормал! у опорк! точц! Лс у систем! координат ХдУд1а. кутои/ .«творении 1пк нор каллю та плоеинов, перпендикулярное до в!с1 круга,та кутом р по вороту його кавколо норкал^дносно головного нормального перер!

12

у. 3 деталля зв'язана система координат ХдУд^д* Цьому в1съ Одсд гавпадае з технологичною sicca деталей uift систем! координат пс-ерхкя детал1 задаеться píbhjhhsm:

Г-Г (и, vi i7)

де li , V - параметри.

Геометр!я noaepxni контакту заготовки та {нструменту залегить 1Д кута повороту його навколо нормал! в onopHiíi точцк Мета пова-оту круга - перейти з1д точкового контакту торкання noeepxHi де~ ал1 i круга до л1н!йного,коли контакт noaepxKi шструменту з но-:1нальнов поверхнеи датал! досягаеться як míhím^m у трьох точках ¡o flobshhi л1н!1 контакту,а в гракицях híx цини точками, та поза шмн.в iдхилення I контакту В1Д ном1нально! поверхн! детал! на íobshhí контакту (мал.1,6) не перевищуе половини допуску на точ-licTb форик,оск1лька поле допуску форми криволШйних поверхонь 1ав«ди розм1»уеться сиаетрично в1дносно ном1нального проф1лв,а йо-•о ширина (допуск) в1драхоауеться по нормали до номинально! пс-¡epxHÍ (СТ СЕВ 301-88, Г0СТ24642-81).Геометр1я торкання !нструмек-гу з номшальноа поверхнея детал! у изданий чао визяачаеться лíhí-:в контакту,яка знаходиться на поверхн! ¡нструыенту.заданого сис-гемов р1внянь (3).

Р1вняння контакту поканемо у вигляд1:

v-o, (8'

де И4 - вектор нормал! до поверхнГ Шструменту; V - вектор 1Видкост1 точки л1нп контакту у систем! координат Шструменту по зiдноЕеннш до noeepxHi детали

Розв'язавии ргвняння (8) одержимо вираз:

акий мае безл!ч eapiamiB розв'язку.залежно в i д вибору кута р. При визначених значениях кута jB i задакн! параметра Z одераувтьей координати дано! точки М лíhíI контакту,, нормаль до яко! з номинально Г noeepxHi детал! проходить кр!зь точку Mi .Параметр« (¿i визначають положения точки Mt на но»1нальн1й поверхн! детал1 i мо-ауть бути одерван1 з умов кояШеарност! вектора ММ, вектору Л^до номгнально! поверхк! деталиякий проходить кр1зь точку/Ц..

Визначення кута поворота f> навколо головно! нормали в onopHiñ точц!,«о забезпэчуе найб1льшу довяину контакту та подачу на рядок 4 при заданому пол! допуску,п!д__час шл!фування кривол!н!йних по--

13

верхонь,вводиться до розв'язкд м!тмаксноГ задач! з одним невизна-ченки параметром Ji :

max [/=л (l,p) - /> (и„ К)} — f»< j- .101

де rfctebP) - рад!дс-вектор л!н!Т контакту круга у систем! координат детая!: - рад!дс-вектор номинально! поверХН!

детали задано! р!внянням (7) в точц! М^

Для визначення граничь 1нтегрування jAr, Уы у виразь(2) роз-в'язуьть сп!льно р!вняння поверхн! круга С3).перев1в»и 1х у систему координат детал! через матрице переходу Mdi • 3 ¡Нвнянням пй-верхн1 заготовки, а такоа з поверхнев заливкового макрорельефу. 3 урахдванням зам!ни д!лянки ном!налъно! поверхн! детал! в околиц! опорноТ точки д1лянков поверхн! торд. мавчн Ti ж roaoBHi рад!деи кривизни . «о i поверхня детали узагальнене р!вняння (2)

для визначення миттево! продуктивност! нас вигляд:

г гг

QM-cJ сер(ф)li4*

* гг ¿2 г/

е/ гг

де - головний рад!дс кривизни торово! поверхн! д пло-

цин! .перпендикулярна до И eici.

Якчо прийняти. yj.ro для торовоГ поверхн! з р1вняння (8) одержимо: .__.

де .

При ;ииенн1 цього р1внянна з урахуванням (10) оптин!зуеться ут^,значения акого гисля пЦставлявться у р1вняння СИ) для виз-ачення ииттевоГ продуктивность

Анал1з р!вняння (1!) показуе. ио при вл1фуванн1 цил!ндричних оверхонь за аетодои вр1зання, тттсва продуктивного не залепить 1д параметра г? 1 с пост!йною уздовя тв1рно! де?ал!.При вл!фуван-1 криволШйних поверхонь обертання методой коп!авання (мая.2.а) а обгинання (нал.2.б) за1нна за координатою 2 1 залвиить вЦ еометричних параметрхв !нструменту ! заготовки. Величина вр!зання I Смал.2.а) визначаеться з сп1вв!дновення;

'^^(И+б^-^фп^* ¿¿ТС13)

де в!дхилення припуску 6 в1д ном!нального пологення

здовв координатних осей; о(м - наксимальний кут нахилу дотично!

ОВ!с!%.

3 (13) вкходить С>о о знивуе продуктивн!сть влхфування. Гли-ина р!зання за координатой обробки е величина зм1нна ,

е ¿*3Л -величина поперечноI подач!,При вл!фуванн1 за методом об-инання (мал.2.б) подача Эо на рядок при пост1йних рад!усах про-!лв круга £ та детал! Й. у иевах одного рядка визначаеться з! п!вв!дновення: ._

' де -залевить в!д2,який визначаеться за формулов:

£ « ——-. (15)

3 &'г?оСм В

Йнал!з (14) та (15) показус, що при -б"* 2*. знивуе

родуктивн1сть формоутворення.Допустима глибина ¿д р1зання за про-Iд по нормал! до тв!рноТ поверхн^ визначаеться !з сп!вв!дновення:

15' .'•■■'''

Нал.2. Схеии ¡плавания а'/ метопом коп^ованмя.

б/. методой обгкнакня.

НИ

б/. граф!* в1дхилвиня твхрно! поверки! валка ихсля влхфу валяя: 1--зхитанням круга» Мал.З» Схеча кл1фування 2- без хитання круга

хитнш кругом. /цетод обгинання/.

- Г, ' 151

де - допустима глибина ргзання перер1зом круга в напрям*. рпендикулярному до його в1сI обертання; - координата круга, глибина дор1внпе ¿л, (мад.2.6).

3 анал1зу С11),(13),(14) та (15) знаходимо, ао метод обгинання ективний Для малих кцт!в ¿м . При цьому рад¡ус проф1лю круга 2 , и задаН1й Його висот1 В , зб1льЕуеться (15),а процес наблияаеть-ДО Круглого ПОЗДОВ8НЬОГО шл!фування. Нетод обгинання е ун1зерсальним методом ашфуеання.але продук-внгсть обробки цим методом невелика, особливо при ял1фувакн1 зе-когабаритних деталей.Розроолено нсзий спос1б эл1фування кризол!-йних поверхонь. У ньому використано круг 2 великого д1ау.етру ал.З.а), який виставлясться по нормал1N до тв1рно1 М детал1 в роблшван!й точц! /¡¿. у процесс формоутворення. Профгль круга мае гляд дуги кола рад1усом 2.центр якоТ перем1щуетьоя по еквиис-нтх проф!лв виробу.Яля забезпечення р!вного зносу всього проф!лх: уга 1 зб1льиення продуктивност2 ашфування.круг в период вр:зан-при зн1манн! припуску похитуеться вЦносно ос г, «ка проходить вз центр його профилю.При формоутворенн; запропоноеаним способом аектор1я £ руху в!с1 хитання пост!йна 1 еквгдистантна твIрн!й а припуск на обробку знгмаеться за рахунок зм!ни рад1уса хитання уга.Глибина р!зання I прс-тягом одного проходу пост^йна 1 не забить В1Д координати формоутворення.Ця перевага надас мо»л;:в1сть робляти ряд екв!дистантних кривих за одн!ею програмою.

1Нд час обробки деталей розробленим способом рад!ус проф!лю уга не залеаить в!д кута п!дйому тв1рно!,ак при метод1 обгинання ив. р1вняння 15),а визначасться кривизною виробуА! ,-у цьоиу спо-61 ,що Зб1лывуе продуктивн!сть обробки За рахунок зб1льшек-подач! на рядок (14). Для правки круга по радиусу не потребно спец!альне обладнання, к1льки правка аЦбуваеться за рахунок хитання круга в1дносно не-хомого алмазу,

Нетод ал1фування кризол1н1йних поверхнь хитним кругом е ун1-рсальним.Використовунзчи хитання як рух формоутворення,виключаячи рем1щення в!с1 хитання в процес! обробки.можна ашфувати поеерх-з тв1рною у вигляд1 дуги кола,як випукл1,так 1 угнуп (мал.З.а)

17

при

/¡ля обробки поверхонь з профилем дуги кола центральний кут. яко1 знаходиться у меаах 100*. розроблвно спос1б, що розаирве технологами! кожливоет! 2л1фуеаная хитним кругом СтаблЛ мал.4).який перем^цушть уздови в!с! його обертання, при сталосп центру хитан-ня.у полояення, в яких в1Дбулося попередне правл1ння кругу. Ланий спос!б пор!вняно з методам обгинання пЦвивуе продуктивн1сть вл1-фування.3 ргвняння (14) гнаходимо при маемо гАнШиий контакт. зл!фування зд!йсняеться методом посл1довного коп1юзаяая ( терм1и запропоновано автором [11),подача на оборот вирябу с еться висотов круга.

Миттеву продуктивнкть ¡ипфузанна поверхонь обертання з профилем у вигляд! дуги кола рад!усом знаходимо 1з р1вняння (11). на для запропонованого способу мае вигдад:

Ъм+ьм+мъст-щ^)-* [я* [1-+«V+№■ -Ь <Ь,

у якому Ь -глибина р!зання протягом проходу;^ - кутова ввид-к1сть обертання детали {(£) - раддусний прсф1ль Нструкенту;©^»,-кут п!дйому тв!.рноТ поверхн! детал1 в!дносно ГГ в!с!; - рад1ус напрямно! л!н!!.

Йнал1з р1вряння (1?) показуе.що при 2*0 миттсва продуктивн!сть вл!фування в!дпов!дае ил^Фувакнв цил1ндричних деталей,а зм1нов ку-тово! ивидкост! так. «об добуток ес^^}-есг/Л при будь-

якоиу кцт1 могливо добитися сталсст[ миттево! продуктивное^ для точки круга Р(0)*0 уздовк всьсго проходу ,3«!.на миттевих зн!-мань по перер1зах круга координатой ¿? вЦносно перер1за круга £-1 мениа, якчо знв.шщбтьса висота круга. Залевнкть зб!львуеться при зб!льаенн1 кута*^.

При вл1фуванк1 к!льцевого нолоба зонного проф!лв, наприклад, валк!в 1 (мал. 4,а) трубопрокатних стан1в, Формоутворення тв1рноТ, яка мае вигляд дуги кола рад1усом# , здШнюеться хитанням ил1фу-вального круга 2 вЦно.сно эгс! .сполучено! з центром дуги проф1лв.

Формоутворення зм1нного проф1лв по довяин! »олоба зд!йснветься за рахунок зм1ни рад1уса хитання круга при поворот! виробу.

Для компенсацП похибки формоутворення через зное круга по аиетру перем1цення його в процес1 вр1зання зд^йснветься по нормал! до проф1лЕ аолоба з ор1ентац1ев по напрямик. Для анал!зу похибки

18

Ыал.4. Тотпсть вагфувакия желоба зviиного профлп opteHtoeawni кругом.

колоба зонного проф!лв розроблена спец!альна узагальнена матема-тична модель точност! формоутворення хитним кругом великого д!з-метру запропоноваиими способами С351,[36].

Поверхня волоба.як сукупн1сть обв!дних с!мейства тор1в,визна~ чаеться системою:

л^д Ыр> ¿?д и>

в як1й р„ - кут.ща визначае ор1ентац1в круга 2 на екв1дистан~ п яолоба;^^- кут орНнтацП ос! хктання.

При ил1фуванн1 хитним кругом на верстап ХШЗ-4?Н? наЪбглъяв значения похибки проф1лв через перер1з:

^ - мох [кил^ь

Я" € [ А

тм», р>0

то* I

де 0.,$.» - д1йсний 1 нои!нальний рад1уси проф!лю волоба.

Йнал1з ргвнянь (18) 1 (19) показав,що при <10(ро)*0 зб!льиен-ням X похибка У зб!львуеться (мал. 4,а) 1 для круПв

03ООт-?5О мм перевиеде допуск ¿3=*0,04. мм. При«¿^¿еют (мал. 41б), Н^0{04 «м для круг!в 03ООт8ОО мм, а 1нколи 0?5Ог9ОО мм (мал. 4,а)'.

При ил1фуванн1 хитним кругом допустима глибина ¿#р1зання за прохЦ визначаеться 1з р1вняння (16),в якому для нового способуо1м 1 не залеиить в1д вута п!дйому тв^рноГ. Величина вр!занна £ при «л1фуванн1 даким методом знаходиться 1з р1вняння:

& + ¿3) \ (20>

При эиЦаннях припуску уздов« коордикатних осей £х~£г*0, I як для верстат1в з ЧПК.так 1 для коп!ювальних, «о пЦвицуе продуктивнее обробки.

Визначення техн1чних характеристик розроблвваних верстат1в «о-делей ХШЗ-45 та ХВЗ-47 для ил1фування хитним кругом проф1льних валк!в виконано з урахуванням статистичних даних про оброблвван! детал1,як1 були з1бран1 на трубопрокатних та машинобуд1вельних заводах, «о виготовляють валки.

При визначенн! норм точност! вказаких верстапв 1 параметр1Е

20

гл!$увальких крупз використан; р1Бняння С13).як! описуать поварх-;ю аолоба.П?« шлиусанн! желоба поепкного. прсф!лв у р!внянк! (18) = С ,1 вот набирае вигляду дР/Эр^-О,

В* = ',77 С 1

£ксле?й«сктсльн: ¿о:л:лягни* резребленкх сгигсб1г,

в аких ьккористако ор инталий йдн^гно нор.УЗЛ1 хктяий краг. Рублен 1 на »ерстат! мод:-л! Х&З-*?. При *л} фу вант' невкк сяососок а рахуиок хмтакня стаоШзуетьсл прсф1ль круга 31 оЫ^ьбанкв* гидкостГ хитанкя .Тону при черновому елз'суб-знч: биксристевувгь айб!льв! ввидкосп хитаннг круга,який працюс у регим! сакозаточи-ання.длг стабШзаци процесу лл!фуванкя уздоек проф1лв круга 1 ого форкк.Шд час чистового вл1фування 1 виходвузанн! для зкен-вння динам1чних навантааень при реверс! ал^фувально! бабки, вгеь яметрН ил1фувального круга сполучаить з нормаллв Ы тв!рно! де-зл!, що забезпечуе формоутворення П сервдньов частинош продли. эуга,п!двищуе точн!сть обробки.

На мал. 3,6 подан! вЦхилення Т81рноГ поверхк! прокатного вал-1 п!сля зняттд припуску £=0,5 мм без випразленнс круга у г.роиес I 1яття припуску. 1 - з хитання* круга,розтаиовакого по норкал!;2 --¡з хитання при шл!фуванн! за методом обгинання.

6нал1з осцилограи в1дхилень проф!лв вкробу доб!в, яо при аш-1Ванн1 валка за новим способом припуск зн^мався по екв1ди'стантиих ивих з найб!львим в!дхиленням проф!лв 0,03 км.

При ашфуванн! за методом обгинання пррф!ль мае вЦхилення на кових участках, де оСтах> 60 , на величину до 0,23 км через р1вном!рний зное круга.

При вл1фуванн! криволШйних поверхонь запропонованими спосо-ми 1323.Г341.[35^круг розтавовують по нормал1 в опорной точц1, биравчи рад!ус проф!лв £ р!вним найменвому рад1усу кривизна &т!п гал!. Для забезпеченкя вл1фуванна з лШйним контактом в процес1 ?моутворення детал1 зi зм!нним рад^сом кривизни розроблено спо-5,в якому вл1фувальний круг,окр!м ор1ентацП по нормал! поверну-навколо не! (див. табл. 1).Цей спос!б описуеться у «онографИ ,с.393Л дал! в робоп П73 теоретично доведена доц1льн!сть зи-шетання його при вл1фуванн! кривол!н1йних поверхокь з лШйним пактом. 3 нових способах вл!фування 149),[511 запропоиовано ме-[ виправлення круга, який враховуе криволШАйн! поверхн! детал! заготовки- ^

V 21

СГТЗССБИ ШЛТвУВАННЯ Ю=ИВ0Л1Н1ЙНИС ГОВЕЙСОНЬ 3 ЛШЙНШ КОНТАКТОМ ПРОЙЛЬОВАММ Î ОИШГОВАШЙ ШСТВДЕНГОМ ТАБЛШЯ î

i очки гюв-HÍ

ПОВЕРХ H fi ДЕТ .А-Л I

елштичн!

гшерболхчкх

парабол!чН1

тш,

W

Srrmr^rr & ЙГ

\-RJrZtFVar

= Ю <i

°ЦДГ

«

CL ^

2i

Досл1даення процесу ал1$ування кривал1н1Яннх поверхонь дозво-;о розробити ряд нозих способов з л1н1йни* контактом оптимально ф1льованого i ор!ентованого шструменту [34-31]. частка з аких дена у таблиц! 1 (мал. 1.2,4-11.15,'17,19-21).

Для усунення недолШв в1домого методу коглювання (мал. 2,а) Фоблено новий (мал. 5,a) t49].в якому з метов зниання припуску еквЦистантних кривих рух вр1зання круга зд1йсниеться сп!льно з ■овоа ор1ентац1ея його иа кут.

Для визначення оптимально! ¡нструменталь.чо! поверхна круга,яка [ховус ном1нальну поверхни детал1 i заготовки, р1вняння noeepxHi галi (?) надамо у виглядИ

Гд -1 гд (v) а» и + jtyrfr* и - ¿-У,

(21)

(22)

тод! ргвняння контакту (8) в систем! координат деталг при о1м*£яС/ : виг ляд: ______,

LL - агент --.

де б-Cccsp,-

С - и1яв1сьова в^дстань. За допомогои матриц! переходу:

/ о 0 С?

0 охр Ил р 0

О - ¿¡к р сояр 0

0 0 0 У

(23)

р1Вняння лiHiI контакту s cacreMi круга в проекгЛях на осi иэ-руть вигляду : ■

Xu*Xu(v,fi),

J/u » yu (v,p),

Zu -

зв1дки тв1рна поверхн1 круга запииеться:

23

£

к

%

г

Мал.5. Схеии вл!фувакня орхентоеанкм кругом: а/. 1/к1льиевого колоба, П-р1зьби.

б/.шигёндра.

Мал.6. Схеми обробки: а/.-турб1нних лопаток,

б/.-комбхновано! обробяи сфер.

О I С X

m «

г» a:

к ш

s ч

оз Я

Я X

DJ Et О.

I— to и

Ж VQ

« - I

cj -

91 Ч В

■И О

«1-Х

Ю <И

Ou et От

s

а Ч)

МЭ vu о X о и X

и Ж «3 s: X X » \о «ч

X X о ю о ex X о

а о. о 0) X U f—

к о (0 о а со а. Э) ж

,х ю s: X <=с о ш о. • о

'са о « M с: œ к сь

«•4 с •r-l га о s н

О. • X г: ■а ш

<5 о в M СЦ X X X

о < ж о V- о X 0) ЛЗ

Ж X <в гл X о. ж о.

ч л о. X X л <и •S га

to ч о: » ч ю Ш г0 с

а: œ X X 10 и О X

СЕ ж о s s X э> С as

• r-t с со X ч о ¡C

я s Ci ж « 5. X

■плъки rinep6ox.i4Hi та парабол!4Hi точки (та6л. 1),чи т1лы;и ел!п-ти'-iHi.y тих вкладках,коли кривол1н2йна поверхня кае на одних ¡¡.i-лякках г!лербол!чн! i парабол!чн! точки, а на ihbhx елштичн!, за-безпечити Форкоутворення у межах поверх»! з л!н!йнии контактом одного инструменту немоклкво ¡шгхем його ор!ен7ацП.

Для шл1фування таких псверхонъ.як! мавть випукло-угнутх д1лян-ки розроблено cnoci6 145] Сиал.б.а) та !нструмент [443, в skomi 3MiHa рад!уса ? кривизни гв 1рноГ 1 здШнюеться спец!альням пристроек I вляхои деформацП" гнучких пластин 3 робочого ролика 4,йк] притискувть абразивну стр!чку S до детал! 6. Зб!рний вл!фувальни! круг з керованои формой т в i р к оI списано 150]. Притискний ролт (мал.б.а! показав високу ун!версальн!сть при послЦовному ил1фу-вакн! з лШйним контактом зовн!анього та внутр!внього проФ!ле! турб!кних лопаток, як! мають ел!птичн!, rinep6oj3i4Hi i парабол1чн точки оброблюваних поверхонь. . •

Запропоновакий принцип керувакня взаскним роза!с;енняа ил!фу вального круга та оброблввано! дэтал! е ефективним засобом вплив: на умови р15ання у робоч^й зон! не пльки при вл!фуванк1 кривол! н!йних поверхонь, але ft круглих щшндричних деталей. Теоретичн дес-гадвення запропонованого способу чшфування 14?] с мал.5,б ) : перехретеники осями цил!ндрично! заготовки 1 та круга 2 показали е,о припуск,який зн!масться за проход,розподгляеться mis участкам його профив.Глибина i р!зання на ойерт детал! зменауеться в м!р набливення до кал!брувчоГ д!лянки i визначаеться кутом j2> поворот круга навколо аормал1 до TBipnoI та величинов подач! на оберт «S0 Запропокований спос!б «л!фування дас моклив!сть поеднати чорнов та чистове вл!фування при висок!й продуктивност! i точност! оброб ки.

Результат« теоретичних досл!даень розробленого способу 14?] проведен! у робот! ,п1дтвердкувться техничной характеристикою вер craTiB "Quickpoint i001 та 1002" Ф1рми "JUNKER" Н!меччина, у яки використано вгя!фування з перехрещеними осями круга та заготовки Верстати працввть у режим! глибкнного швикк1сного шНфування э зб!лы1енням продуктивное^ у 5-8 pa3iB nopiBHHHo з традш^йни круглим ал!фуванням.

1дея подвiftHoI та кутово! opicHTauil р:зальних елемент!в вике рие.тана при розробц! йаього способу комбнювано! обробки випукл* сферичних поверхонь деталей за методом перехрецених осей, охоплш чим !нструйентой,формотв1рний д1акетр якого дор1внвс д!аметру сфе ри (нал.б.б).Це дозволило оброблятк П з одн!еТ установки капрох!

25

¡¡ним набором посяиовно розмиених лезавих га асразквйих 1нстрд-лнТ1в.ак1 обертаяться.

. ДослЦиення показали,по ор1ентац1я пгд куток Л ргзал&них кро-ж трердосплавних пластин. в сносно напряму осьовоТ подач1 1нсту-энту розподьтяе припуск, що зн1маеться, ¡ая чорновов та чистовой 1 ланками пластин.Це збиьщуе продуктивнее I як;сть обробки заэ-яки плавному безв1брац1Йному переходу оброоки вертикальною торце-ое р!зальнош кромкою до горизонтально!' кал1бругчо1.

На продуктивнкть як!сть обробки поверхн! ':фери вплизае кут Ъ ор1ентацп (перехрелення) осей сфери та 1нструменту,який знахо-иться у менах йхс.ъ'п — < 90" ,де 5 - висота сфери уздовя ос1 бертання. ^

Час тина обороту.зд яку зд1йснветьсд формоутзорення.еизначаеть-я з р1вняння:

т - £ + (26;

9 .7*

При £ = 90*~ т* обороту.Для кута ор1ентац!1 р - 30° довнина :трузки не залеаитъ вгд кута повороту сфери г дор1внве:

2-й (§- ~ 0ЛССО& —■)■ С2?)

Переваги обробки новим способом при куп ор1ентацП-30е-юспйна довяина стружки за кутом обертання виробд та мтмальния *ас формоутворення.

Досл1даення запропонозансго способу комбшовано! обробки ви-яуклих сферичних поверхонь за методом перехрещених осей на модер-ш'зованому круглоалгфцвальному верстап ЗУ {31 М з використанням методу математичкого плануванкя експерименту п1дтвердила ефектиз-н!сть послЦовнсн обробки сфери з одн1е! установки лезовим та аб-разквник шструиентаак. що забезпечило збиьаення продуктивное!! у 2.4 рази поргвняно з 1снукчов розд1льнощ обробков.

основах бйсновкй та реэзльтйтн роботи.

I. Основний результат дисертаци - це розроблен1 у н1й науков! основ» специфичного процесу ал-1фування криволтйних поверхонь, як базк для створення нових способ1в та нових проф{левл1фувальних версгапв,як1 в1др!з[шггься вЦ вгдоких метаспрямованою ор1ентац1-

27

ею абразивного 1нстру*екту.заедяки чому досягаетьсл високий pise, продуктивности i точностi.

2. Запропонований принцип керування взаекнии розкпщанням вл фувалького круга i сбробяввано! детал! с ефективкиа засовом вал»! на уиови р1зання у робоч!й 3ohí. Завдяки цьоыу э'явдаеться ¡tos® в1сть рационально розпод!лнти зр1зуваний припуск на поверхнл ko¡ такту,розвантавити формотв!рну дiдавку круга та зиенаитк штвкс» HicTb його posMipHoro зносу.

3. Розрахунково-к1нематична схема i сукупнгсть новях M3Tsa¿ тичних моделей «тфування узаггльнквть процеси фориодтворення зргзання припуску при найбьчьа загальнгй оргентацп круга i сила; His KÍHeaaTHUi.Вперае сягльно розглянено фор«отв!рн1 точки та 8( д1лянка контакту круга i заготовки. Нодел! врахавусть специфй ал1фування саме криволШйнкх ¡¡оверхонь.За !х допоаогов «ожна ро: рахувати ииттсву продуктивна еть.ыиттеЕий зное круге,товщину зрхз'; допускну глибину р1зання всюго проходу i подачу ка радон зале»? од bukíhhhx 3míhhhx фактор!в (локальних pa^iyciB крявкзкк в anil них точках,плоаЦ поверхн! контакту, киттевих ввидкостей, norpi6HC точност!) Для ррал1зацП матекаткчних моделей на ЕОЙ та обчиелввг них експерименг1в у дисертацИ розроблено та використано BifinoBi? не алгорити1чне та програине забезпечення.

4. 3aK0H0MipH0CTi процесу ил!фування,установлен! в дисертаци стосувться зн!мання припуекд в пер!од вр1заина i створення хеиляс toctí та форми криволтйних пов;архонь з драхуванняк рад1альног зносу. проф!ли круга в пер!од фораоутворення. Кайповн1вим KpliTepie оц!нки процесу вл1фування с сукупнГсть ниттсво! продуктивное i т товщини зр!зу. 1х дослЦаенна за допомогою узагальнених моделз дозволяе обгрунтувзти вляхк зб!льаення прсдуктивносп i тсчност вл!фування кривол!н1йних поверхонь.

5. Принцип оптимально! opicHTauii круга використано при йог проф!лвванн1.Заправлений за новов методиков вл1фувальний круг доз волае вир1яити два взаемозв'язаних завдання. В1н забезпечуе: 1 одеряання правильно! комШально! nosepxHi детал1 ; ¡ 2) здатн!ст зн1мання припуекд по екв!дистантних крквих за рахунок узгоджени pyxis уздовз нориал1 до noeepxHi в onipKifl точц1 та повороту нав коло не! при Bpi3aHHÍ.Вибгр оптимально паракетр1с орШнтацП кру га в процзс! проф!лввання та вл1фування зееденс до вир i шення одно критер!альних нелШйиих мШиаксних задач на умовний екстремуы.

6. Принцип керовано! ир1снтац1! абразивного шетрумекту i по в'язан! з ним теоретичн1 узагальнення послуаили базов до прогнозу

28

1ння та розробки иринципово яових, захицених авторськими св!доц-»ами,способ1в вл|Фування кривол!н!йних поверхонь. 3 м1ру розвитку )зробливан! способи ускладяювались в!д одинарно! ор!ентац1! круга ю TBipHift) до подв!йно! та кутово! ор!ентац1! (по тв!рн!й.нап-WHift та навколо нормал!).*

7. Розроблено спос1б вл!фування кривол!н!йних поверхонь э оди-фнов opieHTauiee круга великого д!а*етру.Круг мае рад1усний про-ль,центр якого при обробц! перем1щуеться по екв1дистант! в!днос-I TBipHoI.OKpl« того.хитаеться навколо центру проф1лв.з невеликою тл!тудоп в xesax доввини його дуги з ыетов стабШзацЦ зносу. ипуск зн!маеться за рахунок приросту рад1уса хитання.цо наближае [ОБИ обробки при ПрОф{ЛЬНОИу ЯЛ 1 фу ванн! ДО ров Круглого П03Д0ВВ-ого эл!фування з' пост!йнои глибинои р!занкя в течЦ проходу. Цей ос 16 ал!фування дас ыоалив!сть вакористовувати максимальн! рацеи проф!лв круга для коаного виробу, чо дозволило продуктивно робляти на одному верстат! yci р!зновиди проф!льних валк1в.

8. Для розаирення технолог!чних мояливостей вл'фування хитнии угои при обробц! поверхонь деталей з глибоким рад!усниа проф1лем зроблено enoeiö посл!довного коп!ввання, за яки« в!сь сиаетр!Г !фувального круга перем^уеться вздова ос! його обертання 3i ерегенняк центру хитання.Нерухониа алмазним 1нструнентом виправ-ать частину робочо! поверхн! круга 1 обробляпть неа в!дпов!дну ловину проф!ло детал!.Цей спос1б продуктивн!вий методу обгяиання

рахунок зб!льзення вирини зр!зузаного вару,подач! вздова оброб-заного контуру та ст!йкост! вл!фувального круга,

9. Для зб!львення продуктивное^ та яксст! обробки яолоба !нного гтроф!лв на трубопрокатних валках розроблено спос!б з ви-¡жстакняа хитного круга та подв!йно! його ор!ентац!1 (по тв!рн!й напряйн!й).При обертанн! оброблвваного валка перем!щення круга !;носно aci колиаання по норвал! до тв!рно! (перва ор!ентац!я) -одгуеться з! значениям'поточного рад!уса проф!ли валка.fljta ком-«¡ацП похибки аолоба через зное круга по д1ааетру.його *рргн1-зть по нормал! до оброблвваного npooian {друга ор!ентац1я по на-;ин!й).Для анал13у похибки юлоба зм!нного осьового рад!усного )ф1яв роэроблена сп91Нальна узагальнена аатематична модель точ-:т! фориоутвореиня хитним кругом великого д1ан8тру.Складено ун!-»сальннй алгоритм розв'язку р1внянь поверхн! аолоба на EDH,

10. Розроблен! воз! способи.як! поеднуать подв!йну та яутову ентац1в вл!фувального круга.Вони використовуиться для вл!фуван-цил!ндричиях деталей, к!льцевого аолоба з >дост1йнии та^зи!нний кенко ВЛ.Шфузаша кркзолМйж поверхонь з кгровепоа opiCHTauiMi 1нст-?нту/ Монография - депоновако в ДНТБ SfopaiHH 25.0дЛ994р. Ж773-й: 94.-!00с

проф'лек , гвинтоеих та 1нвих монотонних кривол!н1йних поверхонь Для вл1фування випукло-вгнутих поверхонь запропоновано слос1б ; подв!йною ор1ентац1ев гнструменту , тв1рна якого зк1нше форму 1 процес1 формоутворення. .

11. Розроблено новнй сг.ос!б комб1ковано1 обробкк випуклкх сфе-ричних поверхонь деталей за методом перехреяених осей, охопливчи! 1нструиентом,фор!(отв1рний д!аметр якого дор1вние д!аметру сфери.Ц! дозволило оброблати П з одн1е! установки напрох!д набором поел!-довно розм!цених оборотних 1нструмент1в з подв1йнов та кутово! ор1ентац!ев р1зальних елемент1в у процес1 форноутворення (р1зцево! головков.абразивними чи алмазники брусками,повстякими вставками).

12. Теоретичн! досл1дяення та нов! способи пл1фування практично реал1зован1 у конструкц1ях нових проф1левл1фувальних зерстат1в як! впроваджен! та над!йно експлуатувться на багатьох трубопрокат-них,металург!йних 1 иаяинобуд1вних заводах.Вони захищеш 31 автор ськими св1доцтваии на викаходи.Обсяг еконок!чного ефэкту по вико-наних результатах роботи станозив близькс двох к1льйо.1цв кзрбозан-ц1в за ц£нани 1987 р.

Иатер1али дисертацП використовувться у навчальноку процес!.

0сновн1 полояения дисертацП опубл1кован1 у 65 роботах,сере] яких наступи! : .

1. Кальченко В.И. Влифование криволинейных поверхностей крупногабаритных деталей. К., Наииностроение, 1979, 160 с.

2. Кальченко В.И. Нлифование криволинейных кздолий качаваккс; абразивным кругом.- В кн.: Резание и инструмент, вып. 4. Харьков Вица «кола. 1571, с. 40 - 46.

3. Кальченко В,И. Нлифование поверхностей с профилем в вид дуги окружности - Станки и инструмент, 1971, N 5. с.15-21.

4. Кальченко В,К. Специальный станок для зишфованшг тороидны; поверхностей модели ХВЗ-45. - Металлореау^ие станки и аэтоиатичес кие линии. Н.. НЙЙКаа, 1971,.НИ, с. 6-9.

б. Кальченко В.И., Сорнев Ю.А. Универсальный профилзялифо Бальный станок модели ХЕЗ--4?.- Металлорежущие станки и автомата ческие линии. И.. НШаа. 1372. N2, с. I - 6.

6.Извольский С.С., Кальченко В.Й., Губин й'.Е. Специальны профилевлифовальный станок модели Х13-48. - Каталлоревуцие стакк и автоматические линии. Н., НИЙМав. 1972, НЗ. с. .1 - 5. >

7. Кальчзнко В.Й.. Набойченко В.Г., Губин 'И..Е. Специальны станок для влифованкя периферийного ряда зубьев шгрсаек бирозц долот мод. Х11-07. - йеталлоренувке станки и автоматические линии

КИИМав. 1973, N11. с. 18-23.

8. Кальченко Б.И.. Набойченко В.Г.. Губин И.Е. Специальный ¡кок для вяифования торца на варозках буровых долот аод. XEI-Cd. [еталлоренучие станки и автоматические линии. М., НИИМав, ¡973,

с, 1? - 21.

В. Кальченко В.И., Набойченко В.Г., Губин И.Е. Специальный шок мод. XSI-4C для влифования длинных валов малого диаметра. -■алдорежувие станки и автоматические линии. М..НИИМав. 1374. N2, 22 - 25.

10. Кальченко В.И.. Яелихов Й.С.. Губин И.Е. Специальный ста; «одели ДЕ-46 для злифования корыт турбинных лопаток. - Метал-¡еяучие станки и автоматические линии. К., НИИИао, 1374, И2.С.25 10.

11. Кальченко В.И., Набойченко Е.Г., Оленченко А.З. Сг.е-итьный станок модели Х36-01 для злифования спинок лопаток постного профиля . - Иеталлоревуяие станки и автоматические линии.

НЙЙМаш, 1974, N2., <;. 18 - 22.

12. Кальченко В.И., Оленченко A.B. Полуавтомат для влифования [нок лопаток длиной L-S30 мм модели ХЕ6-12. - Металлорежущие 1нки и автоматические'линии. М.. Нйийао. 1374. 513 . с. 4 - 7.

13. Кальченко Ь.И.. Луцезич Й.В. Илифование криволинейных пл-1ХНостей трубопрокатных валков качавшимся кругом.-Станки и. ин-1Чмент, 1974. Н 5, с. 32 - 34.

14. Кальченко В.И. Новый способ влифования ручьев трдбопрс-'ных валков с переменный профилем. - Металлорежущие станки и апатические линии. И., НИИйав, 1975, N 7. с. 1 - 5.

15. Кальченко В.И., Луцевич й.В. Нлифозание кольцевого яело'бэ йщиися кругом. - Станки и инструмент, й., 1976, N 12. с.14-15.

15. Кальченко В.И.,Донец В.Н. Илифование криволинейных ловерх-;тей деталей абразивными лентами. - Достижения науки, техники, ¡нологии и АСУ в народном хозяйстве / Н.-техн. конф. тез. докл.-1ниг0в, ЦНТИ, "Знание". ЧФКПЙ. с. 11 - 12.

17. Разработка и исследование высокопроизводительных методов ¡аботки пространственно-слояких поверхностей. Отчет о НИР 1КЛ./ /ВИНИТИ, - руководитель Кальченко В.И. - Н ГР '30064503. s. N Б 873468. Н., 1980. - 41 с.

18. Кальченко В.И.. Пиастра Р..М., Власов Е.И. Илифование лоп-э-i турбин абразивными лентами. - Знеогомаииностроение, Ч., 1934.

с. 16 - 18.

19. Кальченко S.U., Полозок НХ, Макеев й.В., Павленок S.U..

31

Яцына С.3. Абразивное шлифование нержавеющих сталей. - Технолог и автоматизация машиностроения. Киев, "Тэхника", 198?.N39,с.4?-!

20. Полозок Н.Д.. Кальченко В.П., Макеев А.В., Атрощенко А. Чистовое шлифование нержавеющих сталей эльборовыми кругами. - Та нология и автоматизация машиностроения. Киев, "Тэхника",1989. й-с. 71 - ?4.

21. Кальченко В.И., Полозок Н.Д..Атрощенко А.Ф. Чистовое ЗJ боровое шлифование нержавеющих сталей. - Сверхтвердые материалы инструменты в ресурсосберегающих технологиях / Респ. н.-те; конф. тез. докл. - Киев, ЗкрНИИНТИ, 1989, вып. 3, с. И - 13.

22. Кальченко В.И., Полозок Н.Д., Атрощенко А.Ф., Макеев А Комбинированная обработка нержавеющих сталей. - Сверхтвердые ма: риалы и инструменты в ресурсосберегающих технологиях / Респ. н техн. конф. тез. докл. - Киев, ЗкрНИИНТИ, 1990, вып. 4.

23. Кальченко В.И., Полозок Н.Д. Финивная обработка кривол! нейных поверхностей деталей в условиях ГАП. - Р{ШШ АЦТОКАШ! С1Й,ВКЙЛБЬЙУЙ'ЗО - /Междун. н.-техн. конф. тез. докл. - Брат! слава, 1990, с. 111.

24. Кальченко В.И. Способ повыиения качества поверхности! слоя фасонных деталей при шлифовании. - Поверхностный слой, Т! ность и эксплуатационные свойства деталей мааин / М-ли семина| тез. докл., М., НДНТП. МАИ. 1990, с. 77.

25. Кальченко .В.И., Полозок Н.Д. Финишная обработка сферич! ких поверхностей. - Чистовая обработка материалов резанием / М-семинара, тез. докл., М.. НДНТП. "Знание" РСФСР. 1990, с. 35 - :

26. Кальченко В.И., Полозок Н.Д., Атрощенко А.Ф., Макеев А Комбинированная обработка сферических поверхностей по методу пе| секаицихся осей.- Технология и автоматизация машиностроения. Кт "Тэхника", 1990, N 46, с. 51 - 58.

27. Кальченко ,В.Й..Лвдвик В.Г. РТК для обработки малога! риткых деталей сложной-формы - Типовые механизмы и технологичен оснастка станкав-^автоматов, станков с ЧПУ и ГПС (" Стакки-91 " Респ. н.-техи. конф. тез. докл., Чернигов.- Киев, 1991, с. 10-1

28. Кальченко В.И., 'Полозок Н.Д.. Рудик А.В. Обработка сфе] ческих поверхностей комбинированным инструментом - Типовые ме: низмы и технологическая оснастка станков-автоматов, станков с 1 и ГПС (" Станки-91 ") / Респ. н.-техн. конф. тез.докл.. Черниго! Киев,1991. с. 52 - 53.

23. Кальченко В.И.. Иеша А.Г. Исследование методов зато' кардной гарнитуры - Типовые механизмы и технологическая оснас

г!ков-азто«атов,станков с ЧПУ и ГПС (" Станки-91 ") / Респ. н.~ ч. кон$. "тез. докл., Чернигов - Киев, 1935 . с. 75.

30. Кальченко В.И. Использование ЭЗМ в технологии обработки золикейкых поверхностей. - Компьатер: наука, техника, техноло-, здоровье / Кеядун. н.-текн. конф. тез. докл. - Харьков. 1393, 80.

31. Кальченко Б.И. Моделирование алифования криволинейных по-хностей с управляемой ориентацией круга / йеадун. н.-техн. Ф. тез. докл. - йлуата, 1994.

32. A.c. 21722Э. Способ шлифовании криволинейных изделий рьков,0К51С.Аэт.изобр. Кальченко В.Й.- опубл. в ь.И.1368, N 15.

33. Я.г.. 218684. Станок для зляфованкя выпуклой или вогнутой ерхности прокатных залков Ларьков,0K5SC. Авт. язобр. Кальчен-В.й.- опубл. з 5.И. 19S8. N 1?.

34. A.c. 23240?. Способ шлифования поверхностей детали, икею-профиль части окруяности / Харьков. 0КБ1С. Авт. изобр.

ьченко В.Й.- опубл. в Б.И. iS?i, S 11.

35. й.с. 355240. Способ алифования кольцевого аелоба перэмен-о радиусного профиля / Харьков, ОКБЗС. Авт. изобр. Кальченко [., Французов Й.Т., Извольский С.С., йабойченко В.Г. - опубл. в !. 1973, N б.

36. й.с. 37ÖÖ12. Способ алифования крилолингйных поверхностей ¡арьков, ОКБШС. Авт. изобр. Кальченко В.Й., Французов И.Т. -|бл. з Б.И. 19?3, К И.

3?. й.с. 473613. Станок для олифовакия зелоба прокатных вал)/ Харьков, ОКБЗС. йвт. изобр. Кальченко В.И.. Губин И.Е., ■нченко О. - опубл. в Б.И., 1975, Н 29.

38. й.с. 524677. Устройство для »лифования профильных деталей )окой абразивной лентой / Харьков. GKBSC. Авт. изобр. Кальченко !.- опубя. в Б.И,., 1976, N 30.

33. A.c. 512029. Станок для илифозания криволинейных образув-( тел враяення / Харьков, 0ХБ2С. йвт. изобр. Кальченко 5.Й. -}бл. в Б.И.. 1378, N 16.

40. й.с. 522947. Устройство для алифования валка с выпуклой * вогнутой поверхностью / Харьков. ОКБЗС. Авт. изобр. Кальченко L, Луцевич Й.Б., Погребной В.й. - опубл. в В,И.. 1978. К 28.

41. A.c. 651939. Станок для алифования турбинных лопаток / рьков, 0КБ1С. йвт. изобр. Кальченко В.И. - опубл. s Б.Й., 1979, 10. ' »

42. й.с.. 745655. Устройство м? принкиа Ебрззивной ленты /

Чернигов. ЧФ КПИ. Авт. изобр. Кальченко В.И., Французов И.Т. Скрипченко М.Е. - опубл. в Б.И., 1980, N25.

43. й.с. 804384. Станок для шлифования выпуклой или вогнуто! поверхности прокатных валков с профилем в виде дуги окружности > Харьков, ОКБИС. Авт. изобр. Французов И.Т., Погребной В.А.,/!уце-вич A.B., Адольф А.Г., Имутер Б.А., Рияко Г.П., Кальченко В.И.-опубл. в Б.И.. 1981, Н 6.

44. fi.c. 1016140. Контактный ролик для ленточного шлифования / Харьков, турб. з-д. Авт. изобр. Кальченко В.И., Пиастро Й.М., Еойхер И.А.. Власов Е.И. - опубл. в Б,И., 1983, N 17.

45. A.c. 1085778. Способ шлифования криволинейных поверхностей / Харьков, турб. з-д. Авт. изобр. Кальченко В.И., Пиастре А.М., Власов Е.И. - опубл. в Б.И., 1984, Н 14.

46. A.c. 1113970. Способ двустороннего влифования криволинейных поверхностей лопаток газотурбинных двигателей / Харьков, турб. з-д., Чернигов. ЧФ КПИ. Авт. изобр. Кальченко 5.И., Пиастро А.Н., Власов Е.И. - 1984.

47. A.c. 1234163. Способ круглого влифования с продольной подачей /Чернигов, ЧФ КПИ, Авт. изобр. Кальченко В.И. - опубл. в Б.И., iS66. К 20.

48. A.c. 1304287. Способ влифования криволинейных поверхностей / Харьков, турб. з-д. Авт. изобр. Кальченко В.И., Пиастро Й.К., Власов Е.И. - 195?.

49. A.c. 1301660. Способ влифования аелоба постоянного профиля / Чернигов, ЧФ КПИ. Авт. изобр. Кальченко В.И., Ееша А.Г. -опубл. в Б.И., 1987, К 13.

50. A.c. 1553366. Елифовальный круг / Чернигов. 40 КПИ. Авт. изобр. Кальченко В.И., Атроеенко 6.Ф. - опубл. в Б.И., 1890, К 12.

51. A.c. 1731601, Способ влифования винтовых поверхностей / Чернигов, ЧФ КПИ. Авт. изобр. Кальченко В.И., Нева А.Г. - опубл. в Б.И.. 1992, N 11.