автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Оптимизация режимов плоского алмазного периферийного шлифования на базе автоматизированного технологического измерительного комплекса

На правах рукописи

УДК 621.923.01

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ПЛОСКОГО АЛМАЗНОГО ПЕРИФЕРИЙНОГО ШЛИФОВАНИЯ НА БАЗЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и

физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 ИЮЛ ?0Ю

Ижевск-2010

004607277

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения и приборостроения» Боткинского филиала Ижевского государственного технического университета (ВФ ИжГТУ)

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Репко Александр Валентинович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Макаров Владимир Фёдорович, - кандидат технических наук Спичкин Николай Анатольевич

Ведущая организация - ФГУП «ГПО «Боткинский завод»», г. Воткинск

Защита состоится «2» июля 2010 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета № Д 212.065.02 в Ижевском государственном техническом университете по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая 7, ИжГТУ.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета.

Автореферат разослан «31» _мая_2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор /У ■ '

В.Г. Осетров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В работе рассматриваются вопросы, связанные с созданием автоматизированного технологического измерительного комплекса (АТИКа) для оперативного контроля и выбора рациональных режимов резания при плоском алмазном шлифовании периферией круга.

Актуальность темы. Правильный выбор режимов резания при шлифовании играет решающую роль при проектировании технологических процессов металлообработки для обеспечения требуемого качества поверхности и точности обрабатываемых деталей. Рекомендации по назначению режимов резания, приводимые в справочной литературе, носят общий характер с широким диапазоном допустимых значений и не учитывают состояние оборудования и инструмента, а также их технологических возможностей в конкретный момент времени. Это в полной мере относится к обработке материалов, склонных при шлифовании к образованию тепловых дефектов. Появление новых материалов с уникальными комплексами физических, химических и механических свойств, разработка новых прогрессивных конструкций шлифовальных кругов требуют соответствующее прогрессивное инструментальное обеспечение, для регистрации, хранения и автоматизации обработки результатов экспериментов.

Выше сказанное требует создания аппаратно-программных средств оперативного получения необходимой информации для назначения рациональных режимов шлифования.

В связи с этим акт уальным яв ляется комплексный подход к созданию средств оперативного контроля параметров процесса и уточнение моделей расчета режимов шлифования на стадии разработки технологии.

Цель работы - повышение эффективности плоского периферийного алмазного шлифования путём оптимизации режимов обработки с использованием автоматизированного технологического измерительного комплекса.

Задачи исследования:

1. Провести анализ существующих математических моделей и методик по выбору режимов шлифования алмазными кругами для выявления неучтённых факторов, непосредственно или косвенно влияющих на физику процесса шлифования и соответственно, методику назначения режимов.

2. Разработать автоматизированный технологический измерительный комплекс (АТИК) и программное обеспечение для оперативной комплексной регистрации результатов экспериментальных исследований процесса алмазного шлифования, в том числе данных по неучтённым в существующих моделях факторам.

3. По результатам эксперимента скорректировать декомпозиционные математические модели параметров процесса шлифования с введением в них неучтённых и взаимно влияющих факторов.

3

а

4. Разработать уточненную методику и алгоритм выбора геометрических параметров алмазных кругов и оптимальных по качеству поверхности режимов плоского периферийного шлифования материалов, склонных к образованию тепловых дефектов (прижогов).

5. Автоматизировать оперативные расчеты по выбору параметров алмазных прерывистых кругов и оптимизации режимов плоского шлифования с использованием АТИКа.

6. Провести анализ эффективности использования автоматизированного технологического измерительного комплекса по оптимизации режимов шлифования и разработать рекомендации по применению комплекса в практике исследований и в условиях реального производства.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории шлифования, теплофизики процесса резания, теории математического моделирования, аналитических методов и средств вычислительной техники.

Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных автором и стандартных методик в лабораторных и производственных условиях на специально разработанных и изготовленных установках и модернизированных станках с использованием автоматизированного технологического измерительного комплекса.

На защиту выносятся:

1. Результаты анализа существующих математических моделей и методик по выбору рациональных режимов плоского периферийного шлифования прерывистыми алмазными кругами.

2. Уточнённые математические модели по оценке сил и температуры в зоне резания и методика выбора рациональных режимов алмазного шлифования материалов, склонных к образованию тепловых дефектов (сплавов ВТ6, ВТ14).

3. Разработанный автоматизированный технологический измерительный комплекс, предназначенный для оперативного контроля и выбора рациональных режимов плоского алмазного периферийного шлифования, состоящий из подсистем оценки: температуры в зоне резания, сил резания, частоты и амплитуды вынужденных колебаний детали, шероховатости; масштабирующего усилителя и ЭВМ с модулем сбора данных.

4. Результаты экспериментальных исследований взаимного влияния силовых, температурных, геометрических характеристик процесса шлифования, полученные с применением автоматизированного технологического измерительного комплекса и используемые как уточняющие коэффициенты в математической модели процесса плоского алмазного шлифования.

5. Алгоритмы расчёта и выбора оптимальных режимов резания, геометрических параметров шлифовальных кругов по уточнённой математической модели процесса плоского алмазного периферийного шлифования.

6. Условия для эффективного применения АТИКа по оптимизации режимов шлифования в практике научных исследований и в условиях реального производства.

Научная новизна. 1. В математические модели для расчёта основных параметров процесса шлифования алмазными прерывистыми кругами и методику выбора режимов шлифования внесены уточняющие коэффициенты, учитывающие изменяющиеся характеристики шлифовального круга, вибраций и податливости в системе СПИД в процессе шлифования.

2. Впервые разработана автоматизированная измерительная система комплексной оперативной экспериментальной оценки влияния изменяющихся характеристик шлифовального круга и уточняющих зависимостей распределения тепловых потоков в зоне резания на базе системы расшифровки осциллограмм.

Практическая ценность. Разработана методика выбора характеристик прерывистого шлифовального круга для плоского периферийного алмазного шлифования, основанная на применении автоматизированного технологического измерительного комплекса обеспечивающая выбор рациональных режимов обработки и требуемое качество обработанной поверхности.

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований шлифования прерывистыми алмазными кругами с использованием технологического измерительного комплекса достигнуто:

- увеличение периода стойкости алмазного инструмента »в 1,2 раза за счет снижения температуры в зоне резания;

- повышение производительности плоского шлифования прерывистым кругом при обеспечении требуемой шероховатости в 1,1 раза.

Практическая реализация результатов исследований осуществлена внедрением технологических операций плоского периферийного шлифования прерывистыми кругами на ООО «Завод РТО» и ООО «Техновек» (г. Вот-кинск). Отдельные структурные компоненты комплекса были использованы при проведении исследований процессов резания в Пермском государственном техническом университете и Волжском политехническом институте.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах, в том числе международных и республиканских («Вибрация и диагностика машин и механизмов»,Челябинск, 1990г.; «Влияние технологии на состояние поверхностного слоя» - ПС'02. Gorzow Wlkp. - Poznan, 2002; «Информационные технологии в инновационных проектах» - Ижевск, 2003; «Наука. Экономика. Образование» Воткинск - 2003; «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы», Волгоград, Волжский - 2003, 2004,2005,2006).

В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр «Производство механизмов и машин» ИжГТУ и «Технология

машиностроения и приборостроения» Боткинского филиала ИжГТУ в 2010 году.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 работ (статей) в центральной печати, в том числе три статьи в журналах, включенных в перечень ВАК - «Экономика и производство», «Технология машиностроения». По материалам исследований выпущено учебное пособие с грифом «допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО AM) в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 212 страниц машинописного текста, 75 рисунков, 14 таблиц, 134 наименований литературы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирован объект и предмет исследования, обоснована актуальность темы и изложена краткая характеристика работы; показана научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения о реализации и апробации основных положений диссертации.

Глава 1 посвящена анализу современного состояния проблемы обеспечения бесприжогового шлифования титановых сплавов и формированию задач, решение которых необходимо для достижения поставленной цели работы.

На основании анализа и обобщения работ, выполненных ведущими учеными и специалистами в области исследований процессов плоского периферийного шлифования титановых сплавов: Сипайлова В.А., Худобина JI.B., Ящерицина П.И., Якимова A.B., Юсупова Г.Х. и других, показаны технологические предпосылки повышения стабильности и качества обработки при шлифовании, рассмотрены факторы, ограничивающие производительность и пути повышения эффективности обработки.

На основе обзора и анализа существующих методов борьбы с теплона-пряженностью процесса шлифования установлено, что наиболее эффективным и весьма перспективным способом является применение смазывающе-охлаждающей технологической среды (СОТС), подача, которой, осуществляется непосредственно в зону резания через поры, каналы перфорированного инструмента или впадины прерывистого круга. Одновременно выявлено, что прерывистые круги более технологичны в изготовлении по сравнению с перфорированными кругами и позволяют наиболее рационально использовать СОТС.

При рассмотрении теоретических вопросов установлено, что в подавляющем большинстве работ исследования влияния различных факторов на процессы, происходящие в зоне резания при шлифовании, проводятся экспериментальными методами. Затем, на основе полученных экспериментальных

зависимостей выводятся эмпирические формулы, что позволяет получить высокую точность расчётных значений режимов обработки. Не выявлены априорно на основе анализа существующих мат. моделей и методик факторы, которые непосредственно или косвенно могут влиять на процесс шлифования.

Имеющиеся сведения о конструкции прерывистых алмазных кругов для шлифования плоских поверхностей и методах их проектирования не учитывают влияния на параметры процесса шлифования множества факторов, которые можно учесть только путём комплексного оперативного контроля непосредственно в условиях подготовки производства. Ситуация усугубляется отсутствием средств комплексного оперативного контроля и методического обеспечения для его проведения, что было выявлено в результате анализа методов и средств оперативного контроля параметров процесса шлифования. На основании результатов данного анализа произведён поиск имеющихся стандартных методов и средств измерения основных параметров процесса шлифования и влияющих величин. Установлено, что общими недостатками существующих методов и средств измерения каждого параметра процесса шлифования в отдельности являются узкая специализация и невозможность использования в условиях производства. Кроме того, не выявлено средств измерения, позволяющих проводить комплексный оперативный контроль не только параметров процесса шлифования, но и влияющих на них величин. Это позволяет сделать вывод о необходимости разработки АТИКа для научных исследований и практического применения.

В заключение первой главы на основании анализа состояния проблемы и выбранного направления исследований сформулированы цель работы и задачи исследований.

Во второй главе определён состав и требования к структурным компонентам АТИКа, определены диапазоны измерения и разработаны методы определения параметров, влияющих на основные показатели процесса шлифования.

В состав комплекса включены следующие структурные компоненты узел измерения температуры, узлы измерения податливости, сил резания, вибрации, силы удара, шероховатости. Определены схемы структурных компонентов. Разработанный комплекс обладает гибкостью, т.е. имеется возможность изменения состава комплекса в зависимости от контролируемых параметров. Структурная схема комплекса приведена на рисунке 1. Погрешности измерения требуемых параметров процесса шлифования на примере канала измерения температуры в зоне резания определялись по следующей формуле:

Лк=ЛД+Лму+/1АЦ№ (1)

где Ад — погрешность датчика, Аму — погрешность масштабирующего усилителя, Лацп - погрешность аналогово-цифрового преобразователя. Произведена оценка погрешности Ад, вносимой датчиком температуры («полуискуст-венная термопара») и приведена его градуировочная характеристика.

Рисунок 1 - Схема для измерения температуры в зоне резания, определения расстояния между режущими зёрнами и размерного износа круга, сил резания Ру ,Р2 , частоты вибрации образца/ силы удара /у, и методика его

применения

Разработано и изготовлено устройство для экспериментального определения податливости системы «станок-приспособление-инструмент-деталь» (СПИД), структурная схема которой отображена на рисунке 2.

Вид А

Д - вертикальное перемещение

левого конца штанги; Д — глубина внедрения в

материал; 1 - образец из обрабатываемого

материала; 2 — стержень с абразивным

зерном;

3 - диск и закрепленная на нем

штанга;

4 - шпиндель станка;

5 - стол станка;

6 — инкрементальная линейка

(датчик линейных

перемещений); 7 - блок индикации.

Рисунок 2 - Структурная схема устройства для измерения податливости

Определена суммарная погрешность измерения величины внедрения абразивного зерна в обрабатываемый материал согласно расчётной схеме на рисунке 3 по формулам (2) и (3):

где Бтт и Бтах - минимальное и максимальное значения зазоров в соединении штанги с подвижной частью инкрементальной линейки.

Результирующая формула для определения податливости имеет вид:

где 1спр -а/Ъ- коэффициент приведения, Р - сила на абразивном зерне.

Разработана методика определения в динамическом режиме податливости системы станок-приспособление-инструмент-заготовка (СПИЗ).

Разработаны: узел измерения сил резания (рисунок 3) и приведены гра-дуировочные характеристики используемых датчиков, узел измерения вибрации и методика определения параметров вибрации.

Разработан узел определения параметров удара (рисунок 4) и разработана методика его применения.

(2)

(3)

(4)

1 - основание динамометра; 2 - подвижная часть динамометра; 3 - винт для регулировки силы прижатия подвижной части динамометра к датчику усилий; 4 - датчик измерения усилий ЛХ - 143; 5 - упругий элемент; 6 - устройство для закрепления образца; 7 - образец; 8 - шлифовальный круг; 9 - боковые пластины для удерживания шариков; 10 - шарики; 11 - набор прокладок заданной податливости.

1 - компрессор; 2 - ресивер; 3 - стабилизатор давления с манометром; 4 - электропневмоклапан; 5 - пневматический копёр; 6 - вибродатчик; 7 - образцовая мера с фиксированным значением твёрдости; 8 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 9 - ЭВМ.

Рисунок 3 - Автоматизированный технологический измерительный комплекс - узел измерения сил резания

Рисунок 4 - Схема узла автоматизированного технологического измерительного комплекса для определения величины силы удара (а) и общий вид установки для определения параметров удара (б)

В третьей главе изложены методики определения факторов, влияющих на основные показатели процесса шлифования, и результаты экспериментальных исследований АТИК. Определение параметров удара проводилось с использованием образцового эталона твёрдости со значением НВ 175. В качестве индентора использовался наконечник от пресса Бриннеля с диаметром шарика 5мм. Схема эксперимента приведена на рисунке 5.

На начальном этапе для тарировки эталон твердости подвергался воздействию силы, измеренной с помощью образцового динамометра.

Профили отпечатков определялись на большом инструментальном микроскопе с цифровым отсчётом с использованием индикаторной стойки (с ценой деления индикатора - 1 мкм). Результаты замеров вводились в память ЭВМ для дальнейшей обработки.

Далее строился график зависимости диаметров отпечатков - лунок от нагрузки (рисунок 8). Следующий этап заключался в определении параметров удара. Пневматический копёр и эталон твёрдости с закреплённым на нем датчиком вибрации помещались на магнитную плиту. Датчик вибрации для измерения ускорения располагался в непосредственной близости к месту удара и закреплялся на эталоне с помощью магнитного прижима.

Время (сек)

Рисунок 5 - Схема эксперимента определения параметров удара и пример графика виброускорения при ударе (на копре)

0,00 ■

0,00

1,00

2,00

3,00 Нагрузка, кН

4,00

5,00

6,00

Рисунок 6 - График зависимости диаметра отпечатка-лунки от нагрузки

В результате воздействия ударной силы на поверхности эталона образуется лунка определенного диаметра /Л, и глубины куд. По данным из графика процесса (рисунок 9) определяли ускорение ауд=А/2,15, где А - напряжение с вибродатчика в мВ, значение 2,15 мВ/мс"2 - коэффициент преобразования датчика по паспортным данным. Силу удара определяли по формуле (5):

Руд = Мэкв' Яуд> (5)

где тэкв - эквивалентная масса ударника, найденная из следующего соотношения для силы движущей поршень:

Руд =Рдв = Рд~ Гпр, (6)

здесь Рд = Р0 Б - сила давления на поршень пневмоцилиндра, Рпр = тгр^ сила противодействия пружины, ауд - ускорение при ударе.

Профили отпечатков - лунок замерялись, так же как и при статическом нагружении. Сила резания Р2 определялась из соотношения:

РгРуМ, (7)

где Ы3=8/аЬ, здесь аиЬ- размеры зерна, длина и ширина соответственно. Чтобы перейти к температуре необходимо определить энергию удара. Для определения энергии удара необходимо знать среднюю скорость бойка:

1>ср=Ьу1/Туд, (8)

где Иуд - глубина лунки, определяемая как Яш = 2)2 ,

здесь - радиус шара в наконечнике, а - диаметр лунки, Туд - время удара (рисунок 9).

Тогда энергия удара:

Эуд=(тжв-огср)12, (9)

а поскольку тепловую и механическую энергии можно принять равноценными, то справедливо равенство 0,=Эуд. Эта энергия была затрачена на пластическую деформацию материала объемом:

Уобщ~Ул, (10)

где V, - объем лунки.

Изменение температуры образца определяли по формуле: М= (З/ст, (11)

где с - теплоемкость материала образца, т - масса образца, Q - количество теплоты. Конечную температуру определяли:

1К=Л1+ (12)

где tи - начальная температура. Поскольку процесс удара является быс-тропротекающим, справедливо допущение, что все количество теплоты затрачивается на нагрев стружки. Объем снимаемой зерном стружки Устр определяется как

Устр= аЫ, (13)

где а и Ь - размеры зерна, / - расстояние между зернами. При известной плотности материала р, определяли массу стружки тстр=рУстр, и ее конечную температуру:

4".стр~( 0,стр/ С Метр) ¡н.стр-> (14)

где Qcmp определяется из соотношения Q/Qcmp= У0би/УстР■ Давление в пневмоприводе копра варьировалось в диапазоне 20...230 кПа.

Следует отметить следующий момент. Ускорение ауд, получаемое в ходе эксперимента включает ускорение свободного падения g, и при переходе к расчётам для круга это следует учесть. В расчётах также вместо тэкв следует использовать приведенную массу вращающегося круга относительно места удара:

05)

(>•* + «)

где 3к - момент инерции шлифовального круга, гк - радиус шлифовального круга, а — длина зерна . Тогда формула для силы удара одним зерном примет вид:

Руд, = тк ■ аш з = (Л^)/(г. + а)2, (16)

здесь аш з - ускорение при ударе зерна, получаемое в результате замера вибрации в процессе шлифования.

Но, как известно из теории удара, величина силы удара зависит от времени её действия, что тоже необходимо учесть. Для этого, по графику зависимости виброускорения от времени определяли длительность силового импульса, а по экспериментальному графику зависимости силы удара от времени, полученному на копре, определяли истинную силу удара для конкретного зерна. Просуммировав силы удара от зёрен, находящихся на площадке контакта круга с деталью, получили силу резания с учётом её ударного характера. Естественно, сила удара, как и параметры лунки для одного зерна изменятся, но для данного материала с известной твёрдостью их взаимозависимость нами получена, а, следовательно, по графику зависимости на рисунке 8 можем определить коэффициент Кудкр, учитывающий это изменение. Все расчёты по приведённым формулам проводились с помощью программы из состава комплекса. Точность измерения виброускорения составила 1,2 м/с2. Результаты расчётов были обработаны с помощью MS Excel с последующей генерацией графиков и эмпирических формул.

Определение силы и температуры резания одним зерном производилось специально разработанным и изготовленным инструментом (рисунок 7а) на установке (рисунок 76).

Базой экспериментального стенда являлся универсальный заточной станок модели ЗЕ642Д. Тарировка глубины резания проводилась индикатором с ценой деления 0,5мкм. Носители абразивного зерна закреплялись в специальном сборном инструменте - круге, устанавливающемся на шпинделе станка. Конструкция круга (рисунок 7а) позволяет регулировать величину выступа-ния алмазного зерна по радиусу над связкой с точностью до 0,5 мкм., а также менять жесткость крепления носителей за счет подбора специальных болтов крепления в пределах податливости 0,05 - 0,25 единиц длины радиуса инструмента на единицу приложенной силы резания.

1 - несущий корпус - диск; 2 - держатель абразивного зерна; 3 - болты крепления держателя в плоскости диска; 4 - болты крепления держателя в ортогональной плоскости; 5 - посадочное отверстие на шпиндель станка; 6 - настройка зерен на глубину резания; 7 - балансировочные элементы.

Рисунок 7 - Приспособление - круг для резания последовательно единичным зерном

14

Замеры температур производились при изменении как чисел оборотов (300 - 6000 об/мин) инструмента, так и глубины резания t. Метод измерения температуры в зоне резания одним зерном базировался на определении и использовании закона изменения интенсивности теплового потока во времени в заданном направлении для исследуемого материала детали. Длительность действия точечного источника выбиралась из условия, что за время Тдат = D дда/^о^,' где Adam _ ДиаметР электрода термопары, электрод прорежут все 4 зерна. Сравнение результатов некоторых авторов для конкретных материалов и режимов резания с аналогичными результатами предлагаемого метода, даёт разницу, не превышающую 10%.

Тарировка показаний термопары проводилась по стандартной методике согласно требованиям ГОСТ 8.338-2002, ГОСТ Р 8.585-2001. Очевидно, что замеренная на установке температура вжсп, ввиду больших скоростей резания, будет не велика. Следовательно, точность замера термодатчиком и его инерционность должны обязательно учитываться. Для нашей установки специальный круг дает возможность увеличить время нагрева в 4 раза, что повышает точность замера 9жсп •

Пример замера температуры на установке изображён на рисунке 8. Как показали эксперименты, зависимости, приведённые в литературе, хорошо совпали с результатами наших замеров для и от 0 до 39 м/с и <=5 мкм. Поэтому при расчётах можно воспользоваться формулой Репко A.B.:

e(t,u) = 1500-(l-^'°24,t;) (17)

Т, см

Рисунок 8 - Осциллограмма температуры при резании единичным зерном

Совпадение результатов замеров на технологическом измерительном комплексе с известными данными, приведёнными в литературных источниках, с точностью 5% позволило сделать вывод о корректности замеров.

Определено количество режущих зёрен при различных режимах резания и разработан алгоритм его определения. Получены зависимости количества режущих зёрен от окружной скорости, скорости подачи и глубины резания.

Анализ графиков показал, что характер изменения количества активных зёрен круга при различных режимах резания совпадает с результатами исследований Островского В.И., Калинина Е.П. и др. Корректность полученных результатов определялась методом сравнения с общепринятыми методиками. Ошибка составила не более 3 - 5%.

Определён размерный износ зёрен круга с помощью графика на рисунке 9 следующим образом.

Т, сек

Рисунок 9 - Пример графика температуры в зоне резания.

Исходим из того, что термопара за время прохода её электрода единичным зерном фиксирует три импульса: в начале резания передней поверхностью, задней поверхностью и на выходе передней поверхностью. По промежутку времени воздействия передней и задней поверхностью Т„рЛ, при известной окружной скорости можно определить диаметр площадки износа с/„=(Уокр± К) ■ Тпрли, при встречном и попутном шлифовании, а далее используя формулу с1и = 0,12 • (0,1 ■ Ыа)05 ■ /г°'5, предложенную Калининым Е.П., определяли размерный износ круга. Результаты расчетов по данной методике сравнивались с результатами замеров посредством образцовых концевых мер длины с точностью 0,3 мкм. Ошибка составила не более 5%.

Определена производительность плоского алмазного шлифования конкретным шлифовальным кругом. В теории шлифования широко применяется формула определения производительности процесса шлифования ^теор=Уп'В% однако она является достаточно грубой для конкретно взятого круга и требует уточнения. Кроме того, в литературных источниках можно встретить формулу, отражающую потенциальную режущую способность круга Ш^а-Ь^^з-п. Вполне очевидно условие что производительность конкретного работающего круга 1Уркр не может превышать 1Укр. Поэтому справедлива формула 1Ур кр=хср-1срЬ/Ирл. п. Толщину среза определяли по формуле:

xcp=R,-.\Rl-2-

окр

,- (v •/ Y

-у-

\ окр J

(18)

Длину среза определяли с использованием времени прохода зерном дуги контакта круга с деталью из экспериментального графика (рисунок 9) 1сР=У„-Тю ширину зерна определяли по графику виброускорения, используя амплитуду импульса и зависимость площади от амплитуды импульса при известной нам толщине среза хср, и наконец, по графику виброускорения путём подсчёта количества импульсов за время оборота круга То6 определили количество режущих зёрен Np 3.

Определена стойкость круга с использованием экспериментальных зависимостей количества режущих зёрен и температуры от времени (рисунок 10). Установлено, что рост количества зёрен, находящихся в контакте с деталью характерен лишь при обработке материалов, не приводящих к засаливанию круга, таких как твёрдые сплавы и стали 9ХС, ШХ15 и т.д. (рисунок 10а). При обработке материалов засаливающих круг, таких как титановые сплавы напротив, наблюдается уменьшение количества режущих зёрен. Зависимость уменьшения количества зёрен во времени изображена на рисунке 136 и определяются по эмпирическим формулам:

Следует отметить, что для полученных зависимостей существуют некоторые ограничения, а именно количество зёрен на площадке контакта шлифовального круга с деталью Л^, при минимальном эксцентриситете, всегда больше нуля, а температура в зоне контакта не может превышать некоторого значения насыщения виас характерного для данных режимов обработки.

Определено влияние эксцентриситета шлифовального круга на величину срезаемого каждым зерном слоя материала. С целью определения степени влияния эксцентриситета круга на величину срезаемого каждым зерном слоя материала проведена серия компьютерных экспериментов, в которых производилось построение траекторий движения точек периферии шлифовального круга прямого профиля с заданным эксцентриситетом. Для этого режущая поверхность шлифовального круга условно разбивалась на 12 одинаковых секторов. Для каждого сектора определялась величина срезаемого им слоя материала. Пример зависимостей величин слоев материала, срезаемых разными секторами круга при различных величинах эксцентриситета круга, приведен на рисунке 11 (режимы обработки К„г,=35л</с; Уд=0,05 м/с; ¡=0,01мм).

Np,= 28,05Т+1607,9 = -22.309Т+1095

(19)

(20)

Время, с.

б)

Рисунок 10 - График зависимости количества режущих зёрен и температуры в зоне резания от времени шлифования для материалов не склонных к засаливанию (а) и засаливающих круг (б).

Экспериментальное исследование и компьютерное моделирование работы шлифовального круга с эксцентриситетом показывает, что даже незначительный эксцентриситет приводит к неравномерному нагружению режущих зерен. Наиболее нагруженная часть круга срезает слой толщиной, в несколько раз превосходящей среднюю величину срезаемого слоя. Это приводит к значительному увеличению мгновенной силы резания, мгновенной и средней температуры в зоне резания, и может привести к ухудшению шероховатости

и волнистости шлифованной поверхности и даже к появлению на поверхности заготовки циклических прижогов, снижающих эксплуатационные показатели готовой детали. Натурные эксперименты подтверждают это.

а) б)

Рисунок 11 - Зависимость толщины срезаемого сектором слоя материала от угла поворота шлифовального круга (а) и результат измерения температуры (б)

На рисунке 116 показано изменение температуры в зоне резания при шлифовании стали 9ХС алмазным кругом прямого профиля с эксцентриситетом е-0,002мм (укр=26м/с, Уд=1м/мин, 1=0,005мм, Якр=62,5мм). Экспериментальные данные показывают, что за время прохождения шлифовальным кругом термопары температура в зоне резания изменяется циклически с частотой, равной частоте вращения круга.

Влияние эксцентриситета особенно важно учитывать при шлифовании сплавов, склонных к образованию тепловых дефектов, а также твердых сплавов или быстрорежущих сталей. Следует также отметить, что при эксцентриситете, превышающем некоторую предельную величину, часть периферии шлифовального круга вообще перестает срезать материал заготовки, что также неблагоприятно сказывается на качестве шлифованной поверхности. На рисунке 12а изображен пример зависимости процента рабочей поверхности круга, срезающего слой материала от эксцентриситета круга (режимы обработки Укр=35 м/с; ¥¿=0,05 м/с; ¡=0,01мм).

С целью учета влияния геометрической неточности шлифовального круга прямого профиля на показатели плоского периферийного шлифования введем коэффициент кэ, показывающий, во сколько раз максимальная величина срезаемого слоя а1тах превосходит среднюю величину срезаемого слоя а.сред при наличии эксцентриситета круга.

кЭ=а^/а;сре<, (21)

В результате компьютерного моделирования работы шлифовального круга прямого профиля с эксцентриситетом при плоском шлифовании периферией круга установлено, что значение коэффициента кэ зависит от четырех кинематических факторов:

(22)

где е - эксцентриситета круга [мм], у = - отношение скорости де-

тали к скорости круга, / - глубина резания, Якр - радиус круга [мм].

0.004 0.006

эксцентриситет

а) б)

Рисунок 12 - Зависимость процента рабочей поверхности периферии круга от его эксцентриситета (а) и изменение коэффициента кэ при различных

величинах у(б)

1*крз75мм. УкргЗЗДс, УД=0.1бм'С

1=0.005мм -О-»=0,01 им 0.015мм

О 0,001 0.002 0,003 0.004 0,005 0.000 «.мм

МПЗДмГс. УдИ.1 м/с. мм

-О- Р=$2,5мм -О- Р=75мм -¿г-ВДООмм

0 0.001 0.002 0,003 0,004 0,005 0,006 е, иы

а) б)

Рисунок 13 - Изменение коэффициента кэ при различных величинах I (а) и изменение коэффициента кэ при различных величинах Якр (б)

Полученные зависимости (рисунки 12, 13) показывают, что влияние эксцентриситета круга особенно значительно при небольших скоростях подачи и малых глубинах резания, что характерно для чистовых шлифовальных операций, на которых окончательно формируется поверхностный слой готовой детали (чистовое шлифование или заточка).

Для шлифовального круга прямого профиля радиусом 11кр=75мм получена полиномиальная зависимость от режимов резания и эксцентриситета круга:

кэ[е,у,г) = А^+Ве +1 (23)

Полная расшифровка формулы (23) приведена в тексте диссертации.

Полученная зависимость справедлива для следующего диапазона кинематических параметров: е=0...0,002мм; Укр/Уд=220...700; ¡=0,005...0,015мм

В результате проверки полученной зависимости установлено, что в заданном диапазоне кинематических параметров погрешность лежит в пределах 5%.

Полученная зависимость может быть использована при аналитическом определении величины и изменения сил резания, при расчете распределения

тепловых потоков в зоне обработки, колебаний в системе «шлифовальный круг - заготовка» и позволяет учесть влияние дисбаланса и геометрической неточности шлифовального круга прямого профиля на показатели процесса плоского шлифования периферией круга.

Оценку эффективности прерывистого шлифовального круга по сравнению со сплошным кругом проводили на экспериментальных установках, смонтированных на базе заточного станка ЗЕ642Е.

Исследования проводили при шлифовании заготовок размерами 20x10x30 из склонных к прижогообразованию титановых сплавов ВТ6 и ВТ14, а так же сталей 9ХС и 111X15. Режимами шлифования варьировали в следующих пределах: окружная скорость круга Уокр - от 7 до 26,2 м/с; глубина шлифования ^ - от 5 до 15 мкм, скорость продольной подачи заготовки У„ - до 3 м/мин (бесступенчатое регулирование). Для шлифования использовали сплошные круги АПП 125x10x5x32 с характеристиками АС6 200/160 А1 100 М1 и АС6 200/160 А1 100 В1, а также прерывистые круги тех же характеристик с впадинами на периферии, расположенными под углом, обеспечивающими постоянную площадь контакта в зоне резания для снижения динамических нагрузок.

Критериями оценки технологической эффективности плоского периферийного шлифования титановых сплавов прерывистыми кругами являлись: период стойкости инструмента до появления прижогов, мин; размерный износ круга; режущая способность (производительность); гидродинамическое давление в зоне резания; составляющие силы шлифования (Ру, Р.), шероховатость шлифованной поверхности; наличие прижогов на обработанных поверхностях; температура в зоне резания.

Представлены результаты экспериментальных исследований технологических возможностей и эффективности процесса плоского периферийного шлифования титановых сплавов прерывистыми кругами, практические рекомендации по использованию результатов исследований в производстве.

Исследования преследовали цель проверки и подтверждение полученных теоретических результатов по расчёту силовых и температурных характеристик процесса, шероховатости поверхности при шлифовании прерывистым кругом, а также выявление эффективности его применения для повышения производительности шлифования и улучшения показателей качества поверхностного слоя деталей.

При оценке точности теоретического моделирования реальных процессов установлено, что погрешность расчетных зависимостей находится в пределах 5%.

В четвертой главе приведён алгоритм настройки АТИКа и представлена методика построения технологии шлифования прерывистыми кругами с использованием результатов экспериментов на АТЙКе, для выбора рациональных режимов шлифования по усовершенствованной математической модели и алгоритму, при обработке заготовок из титановых сплавов. Предлагаемая методика заключается в следующем. На начальном этапе производится выбор модели для расчётов режимов резания, которая наиболее подходит для материала заготовки и имеющегося инструмента и принятие её за базовую. Далее производится расчёт режимов обработки по базовой модели. На станке устанавливаются полученные расчётные режимы, и производится пробный шлиф заготовки с одновременным контролем температуры сил резания и виброускорения. По результатам сравнения расчётных и экспериментальных значений определяются поправочные коэффициенты для базовой модели, и процедура повторяется до получения рациональных режимов по уточнённой модели. В случае отсутствия таковых, производится расчёт новой конструкции инструмента по аналогичной методике. На основании усовершенствованной

математической модели и алгоритма произведены расчеты и выданы рекомендации к режимам резания для шлифования титановых сплавов ВТ 6 и ВТ 14 прерывистыми алмазными кругами на металлической связке.

Практическая реализация результатов исследований осуществлена внедрением технологических операций плоского периферийного шлифования прерывистыми кругами на ООО «Завод РТО» и ООО «Техновек» (г. Вот-кинск). Отдельные структурные компоненты комплекса были использованы при проведении исследований гшоцессов резания в Пермском государственном техническом университете (г. Пермь) и Волжском политехническом институте (г. Волжский, филиал Волгоградского государственного технического университета).

В приложении приведены: таблицы с результатами экспериментальных исследований; алгоритмы программ и пример расчета рациональных режимов резания при заданных характеристиках прерывистого шлифовального круга.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате анализа существующих математических моделей для определения параметров процесса шлифования и на основании экспериментальных исследований процесса плоского шлифования прерывистыми алмазными кругами с использованием разработанного автоматизированного измерительного комплекса установлено:

1. В существующих моделях для определения параметров процесса шлифования (сил и температуры резания, производительности) не учтены изменяющиеся в процессе обработки факторы: вибрации в системе СПИД, податливость обрабатываемой поверхности детали, радиальное биение круга, неравномерное изнашивание алмазных режущих зёрен круга

2. Существующие средства контроля параметров процесса шлифования (температуры и сил резания) не предназначены для оперативной и комплексной оценки динамически изменяющихся характеристик круга (степень износа и число участвующих в резании алмазных зёрен), толщины и длины среза за один оборот круга, учёт которых, необходимый для оптимизации режимов обработки по допустимой температуре нагрева изделия, возможен только при использовании автоматизированного программно - измерительного комплекса.

3. В состав автоматизированного комплекса дополнительно введены подсистемы регистрации частоты и амшппуды вибраций системы СПИД податливости объекта, радиального биения круга, оперативной оценки шероховатости обрабатываемой поверхности. Разработано программное обеспечение, реализующее расчёты и вывод в графическом представлении математических зависимостей взаимо-влияющих величин в оперативном режиме. Разработанное программное обеспечение позволяет оперативно изменять формулы для расчёта режимов резания и параметров шлифовальных кругов.

4. Уточнённая методика выбора геометрических параметров алмазных кругов и режимов шлифования по силе резания и температуре в зоне обработки позволяет оптимизировать режимы шлифования с обеспечением качества поверхности (без прижогов) при возможно максимальной производительности. Результаты экспериментальных исследований показывают наличие ярко выраженных вибраций в системе СПИД, установленных при шлифовании (на образцах из титановых сплавов ВТ6 и ВТ14, сталей 9ХС и ШХ15) и подтверждают, что процесс шлифования носит ударно-волновой характер. Для определения силы удара единичного зерна в модель для её расчёта введены уточнённые значения приведённой массы круга и коэффициент ускорения режущего зерна. Эксцентриситет шлифовального круга приводит к локальному увеличению толщины срезаемого слоя в зависимости от режимов обработки; при этом активная рабочая поверхность круга может сокращаться до 30% при эксцентриситете равном 0,01мм.

5. При шлифовании материалов, не склонных к засаливанию круга (твёрдый сплав, закалённые стали 9ХС, ШХ15) количество режущих зёрен монотонно растёт по эмпирической зависимости Npj=28,05Т+1607,9', а при шлифовании вязких материалов (сплавы ВТ6, ВТ14) количество режущих зёрен уменьшается, подчиняясь зависимости Np, = -22.309Т+1095.

6. Действительные значения толщины (az) и длины (/ф) среза зависят от радиального биения шлифовального круга; при фиксированном значении радиального биения (1та1) значение a:¡ зависит от отношения скоростей круга и детали (V^V^, радиуса круга. При этом за счёт неравномерного нагружения режущих зёрен по периметру круга толщина срезаемого слоя а2 ш может увеличиваться в 2 - 4 раза по сравнению с её средней (расчётной) величиной при радиальном биении круга в пределах 0,002 ... 0,01 мм. Изменение толщины среза в 4 раза приводит к увеличению параметра шероховатости в 1,5.. .2 раза.

7. Разработанные обобщённые алгоритм функционирования комплекса, алгоритм и программное обеспечение расчётов по уточнённой модели процесса шлифования позволили:

- сократить время автоматизированной технологической подготовки операции шлифования в 4 раза в сравнении с ранее используемыми методиками;

- повысить эффективность плоского алмазного шлифования труднообрабатываемых сплавов ВТ6, ВТ14, заключающуюся в выборе оптимальных характеристик алмазных кругов и оптимизации режимов шлифования или по критерию обеспечения заданных параметров шероховатости с учётом производительности, или по критерию максимальной производительности с учётом стойкости круга, с исключением прижогов по любому критерию оптимизации

- повысить производительность плоского алмазного шлифования прерывистым кругом при обеспечении требуемой шероховатости в 1,1 раза.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Кирьянов А.Г., Perno AB. Применение алмазного перфорированного шлифовального круга с поперечными пазамиУ/Влияние технологии на состояние поверхностного слоя - ПС'02. Gorzow Wlkp. - Poznan, 2002 с. 207-209

2. Кирьянов А.Г., Рето A.B. Автоматизация расчета параметров специальных алмазных шлифовальных кругов с максимальной производительно-стьюУ/Информационные технологии в инновационных проектах: Тр. IV Между-нар. науч.-технич. конф. (Ижевск, 29-30 мая, 2003 г.). - В 4 ч. - Ч. 3. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ ДЮЗ. с. 46 - 47.

3. Кирьянов А.Г. Средства определения тепловых параметров процесса шлифования специальными абразивными кругамиУ/Геория. Эксперимент. Практика: Сб. тр. науч.- метод, конф. Вотк. фил. ИжГТУ: В 2ч. - ч.1 - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.-180с.

4. Кирьянов А.Г., Старшее Д.В., Рето A.B. Динамика процесса прерывистого шли-фованияУ/ Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материа-лыУВолгоград, Волжский, 2004, с. 229 - 232.

5. Кирьянов АГ., Старшее Д.В., Рето A.B. Распределение тепловых потоков в зоне резанияУ/ Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материа-лыУВолгоград, Волжский, 2004, с. 235-238.

6. Кирьянов А.Г., Рето A.B. Определение частоты колебаний при шлифовании //Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Сбор-

»

ник статей международной научно-технической конференции. Волжский: Волжский инженерно-строительный институт (филиал) ВолгГАСА. - Волжский, 2004. с. 232 -235.

7. Кирьянов А.Г., Репко АВ. Экспериментальное определение величины силы удара алмазного зерна при| шлифовании.//Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Сборник статей международной научно-технической конференции. Волжский: Волжский инженерно-строительный институт (филиал) ВолгГАСА. -Волжский, 2004.С. 238 -242.

8. Кирьяноч А.Г., Perno АВ. Математические модели процессов шлифования труднообрабатываемых материалов алмазным инструментом.// Учебное пособие. -Ижевск: ИжГТУ, 2004. -116с.

9. Кирьянов А.Г., Perno А.В. Погрешности экспериментального определения тепловых параметров процесса шлифования.// Интеллектуальные системы в производ-стве[Текст]: период, науч-пракг. журн. -2005. - № 1 / отв. за вып. В.А. Тененев. -Ижевск: Изд-во ИжГТУ ,2005.с.224 - 229.

10. Кирьянов А.Г., Репко А.В., Смирнов В.А. Устройство для определения податливости материалаУ/Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Сб. статей междунар. науч.-технич. конфер. Волжский: Волжский инженерно-строительный институт (филиал) ВолгГАСА. - Волжский, 2005. с. 180 — 182.

11. Кирьянов А.Г., Репко А.В. Определение длительности силовых импульсов при врезании абразивных зёрен в поверхность детали при шлифовании. //Значение научной работы в процессе подготовки конкурентоспособных специалистов для предприятий Удмуртской Республики: сб.тр. науч.-метод. конф. Боткинского филиала ИжГТУ (10-11 мая 2006 г.). - Ижевск: - 2006. с.233-239

12. Кирьянов А.Г., Смирнов В.А., Хабиров А.Р. Моделирование упруго-пластического удара абразивного зерна о поверхность детали. //Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Сб. статей междунар. науч.-технич. конфер. Волжский: Волжский институт строительства и технологий (филиал) Вол-ГАСУ. -Волжский, 2006. -244 с.

13 .Кирьянов А.Г., Репко А.В. Измерительный технологический ком-плекс//«Экономика и производство» №3 '2006., с. 63 - 65.

14. Смирнов В.А., Кирьянов А.Г., Лукин Л.Л. Влияние эксцентриситета шлифовального круга прямого профиля на показатели процесса плоского периферийного шлифования. // Технология машиностроения. №11.2007., с. 28 - 30.

15. Кирьянов А.Г. К вопросу расчета режимов резания труднообрабатываемых материалов. // Наука. Техника. Образование: Сборник трудов научно-методической конференции Боткинского филиала ИжГТУ- Екатеринбург-Ижевск: Изд-во института экономики УрО РАН, 2008. - 250 е., с. 127 -131.

16. Кирьянов АГ., Лукин Л.Л. К вопросу о расшифровке термограмм, полученных с полуискусственной термопары при оперативном контроле процесса шлифования. // Вестник ИжГТУ. №4.2009., с. 19 - 22.

Автореферат Кирьянов А.Г.

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ПЛОСКОГО АЛМАЗНОГО ПЕРИФЕРИЙНОГО ШЛИФОВАНИЯ НА БАЗЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

Отпечатано на оборудовании Боткинского филиала ИжГТУ г Воткинск, ул. Т1.И. Шувалова, 1, тел. (34145) 5-15-00 Усл. печ. л. 1,4. Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НОВЫХ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНОЛОГИЙ АЛМАЗНОГО

ШЛИФОВАНИЯ

1.1. Общие положения, результаты исследований

1.2. Общая характеристика алмазного прерывистого шлифования

1.2.2 Механическая модель прерывистого шлифования

1.2.3 Теплофизическая модель шлифования

1.3 Анализ влияния каждого фактора на качество поверхности, точность и производительность процесса

1.4 Параметры процесса, подлежащие контролю и управлению для оптимизации режимов шлифования

1.5 Методы и средства контроля параметров процесса шлифования, необходимые для выбора рациональных режимов резания

1.5.1 Методы экспериментального определения температур при шлифовании

1.5.2 Силы резания, ударные нагрузки в зоне резания

1.5.3 Измерение параметров удара

1.5.4 Методы и средства измерения параметров вибрации

1.5.5 Качество обработанной поверхности

ВЫВОД, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ

2.1 Разработка требований к технологическому измерительному комплексу

2.2 Выбор и обоснование методов, схем контроля и сопутствующих компонентов к ТИК

2.2.1 Выбор датчиков температур

2.2.2 Выбор силоизмерительных датчиков

2.2.3 Выбор датчиков удара и вибрации

2.2.4 Выбор датчиков давления

2.2.5 Выбор платы сбора данных 52 2.3. Разработка системы комплексного оперативного контроля параметров процесса шлифования (характеристика ТИК)

2.3.1 Измерение температуры в зоне резания

2.3.2 Погрешности экспериментального определения тепловых параметров процесса шлифования.

2.3.3 Измерение податливости

2.3.4 Измерение силы резания 62 2.3.4.1 Силовой узел измерительного технологического комплекса

2.3.5 Измерение параметров удара

2.3.6 Измерение шероховатости 67 2.3.7. Измерение износа инструмента 72 2.4 Экспериментальное определение производительности при шлифовании 75 2.5. Определение стойкости инструмента при шлифовании 77 2.6 Программное обеспечение комплекса 79 Выводы

ГЛАВА 3.РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА АЛМАЗНОГО ШЛИФОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АТИКа

3.1 Разработка методики исследований 81 3.1.1 Технологическое оснащение исследований

3.2 Измерение температуры в зоне резания 83 3.2.1 Определение параметров процесса при резании одним зерном

3.3 Определение размерного износа круга

3.4 Определение производительности при шлифовании

3.5 Определение стойкости круга

3.6 Влияние эксцентриситета шлифовального круга прямого профиля на показатели процесса плоского периферийного шлифования

3.7 Измерение податливости

3.8 Измерение параметров вибрации

3.9 Измерение силы удара 115 ЗЛО Оценка корректности замеров посредством АТИК 131 Выводы

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ АЛМАЗНОГО ШЛИФОВАНИЯ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

Характерной особенностью развития современной техники является необходимость резкого повышения показателей качества выпускаемых машин и приборов. Количество требований к качеству продукции непрерывно растет - таковы условия рыночной экономики. Наличие острейшей конкуренции в сбыте одноименных по назначению изделий требует от предприятий — изготовителей не только повышать их износостойкость, долговечность бесперебойной работы, точность и качество исполнения процессов функционирования и их экономичность по энергозатратам в условиях эксплуатации покупателем, но и обеспечивать достаточно низкую себестоимость их производства. В масштабах страны комплекс требований предприятий способствует ускоренному развитию отраслей науки и техники, обеспечивающих разработку, проектирование и изготовление требуемых изделий на базе применения более точных теоретических исследований, применения новейших технологий обработки материалов и сборки узлов. Очевидно, что упомянутый комплекс требований предприятий в полной мере требует усовершенствования технологий финишной обработки деталей машин и приборов. Результаты финишных операций окончательно определяют качественные характеристики изделий. Как известно, основная часть финишных операций - это шлифовальные работы различных видов - обдирочное, глубинное, тонкое, доводочное и т.д. шлифование. Процесс развития техники базируется на применении новых материалов. Это, как правило, конструкционные легированные стали и специальные сплавы на базе титана, вольфрама, никеля, алюминия и даже драгоценных материалов - платины, золота, серебра. Большинство из этих материалов относятся к классу «труднообрабатываемых». Классификацию труднообрабатываемых металлических материалов проводят по различным признакам: по термостойкости, вязкости, прочности, по взаимодействию с режущим инструментом, по склонности к химическим реакциям с внешней средой (СОТС, воздух, химический состав абразива). Необходимо отметить важнейшие проблемы обработки таких материалов - невозможность получения поверхностей обработки заданного качества по точности, шероховатости, химико-физическому состоянию или по производительности при применении существующих технологий шлифования. На практике известно немало случаев, когда вновь созданные материалы с заданными эксплуатационными свойствами длительное время не могли быть использованы в промышленности из-за отсутствия инструмента для их обработки [11, 18].

Поведение абразивного инструмента при шлифовании этих материалов различно. При шлифовании сплавов на основе никеля и титана происходит быстрое «засаливание» абразивных кругов. Рабочая поверхность покрывается слоем налипшего металла, резание прекращается, переходя на усиленное трение.

Большую опасность представляют прижоги шлифованной поверхности, появляющиеся сравнительно быстро в связи с интенсивным затуплением режущих зёрен кругов. Применение более мягких кругов здесь не спасает положение, так как при этом нельзя обеспечить ни высокой производительности, ни высокой точности в связи с быстрой деструкцией инструмента. Поэтому особую роль играют методы улучшения шлифования этих материалов путем активизации абразивного инструмента. Методы активизации основаны на использовании специфики многокомпонентного строения шлифовального круга.

И сейчас остаются актуальными задачи дальнейшего развития технологии механической обработки таких материалов и особенно разработка новых режущих инструментов [19] с более высокими показателями по производительности, износостойкости и по качеству, получаемых в процессе обработки, поверхностей любой конфигурации.

Как правило, зона резания почти недоступна для наблюдения - малые • размеры, движущиеся массы СОТС, высокие температуры. Существующие методы позволяют непосредственно или косвенно получать данные о характере напряжений, температуры, пластических деформациях и хрупком разрушении на поверхности контакта абразива с обрабатываемым материалом только поэтапно. Современные методы и измерительные средства не позволяют вести одновременный сбор, обработку, хранение и анализ множества параметров процесса шлифования с последующей выдачей рекомендаций о характеристиках инструмента и режимах обработки. Разработке измерительного технологического комплекса, выполняющего комплексные функции, а также методики его использования для разработки эффективных технологических процессов и посвящена данная работа.

Шлифование характеризуется высокой теплонапряженностью, что является причиной появления дефектов. Достижения последних лет в области снижения теплонапряженности процессов шлифования не решают в полной мере проблемы высокопроизводительного бездефектного шлифования деталей из труднообрабатываемых материалов, что является одним из факторов низкой эффективности обработки.

В этой связи разработка эффективных инструментальных средств исследования процесса шлифования и создания методики их использования при разработке технологических процессов бездефектного шлифования представляет собой актуальную научно - техническую проблему.

В свете этих задач автором поставлена цель: разработать и исследовать технологический измерительный комплекс для управления процессом и оптимизации плоского алмазного шлифования деталей из труднообрабатываемых металлических материалов (сталь - ШХ15, 9ХС, 12X18Н9Т, титановые сплавы - ВТО, ВТ6, ВТ 14), новыми эффективными инструментами с подачей СОТС непосредственно в зону резания для построения эффективного по производительности и качеству получаемой поверхности технологического процесса.

Разработанные новые виды перфорированных и прерывистых шлифовальных кругов, методы генерирования или учета вибрационных нагрузок, методы использования гидродинамических процессов в СОТС в зоне резания для очистки инструмента и удаления стружки безотлагательно требуют разработки инструментальной квалиметрии сложных процессов, происходящих в зоне обработки.

Практическая ценность работы заключается в повышении эффективности шлифования, заключающейся в повышении производительности труда, улучшении показателей качества обработанных поверхностей и, самое главное, в возможности бездефектного шлифования труднообрабатываемых материалов на основе объективного контроля за процессом обработки.

Исследования, результаты которых изложены в диссертации, проводились в соответствии с программой научно — исследовательских работ и грантов ВФ ИжГТУ и ИжГТУ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате анализа существующих математических моделей для определения параметров процесса шлифования и на основании экспериментальных исследований процесса плоского шлифования прерывистыми алмазными кругами с использованием разработанного автоматизированного измерительного комплекса установлено: 1. В существующих моделях для определения параметров процесса шлифования (сил и температуры резания, производительности) не учтены изменяющиеся в процессе обработки факторы: вибрации в системе СПИД, податливость обрабатываемой поверхности детали, радиальное биение круга, неравномерное изнашивание алмазных режущих зёрен круга.

2. Существующие средства контроля параметров процесса шлифования (температуры и сил резания) не предназначены для оперативной и комплексной оценки динамически изменяющихся характеристик круга (степень износа и число участвующих в резании алмазных зёрен), толщины и длины среза за один оборот круга, учёт которых, необходимый для оптимизации режимов обработки по допустимой температуре нагрева изделия, возможен только при использовании автоматизированного программно - измерительного комплекса.

3. В состав автоматизированного комплекса дополнительно введены подсистемы регистрации частоты и амплитуды вибраций системы СПИД, податливости объекта, радиального биения круга, оперативной оценки шероховатости обрабатываемой поверхности. Разработано программное обеспечение, реализующее расчёты и вывод в графическом представлении математических зависимостей взаимовлияющих величин в оперативном режиме. Разработанное программное обеспечение позволяет оперативно изменять формулы для расчёта режимов резания и параметров шлифовальных кругов.

4. Уточнённая методика выбора геометрических параметров алмазных кругов и режимов шлифования по силе резания и температуре в зоне обработки позволяет оптимизировать режимы шлифования с обеспечением качества поверхности (без прижогов) при возможно максимальной производительности. Результаты экспериментальных исследований показывают наличие ярко выраженных вибраций в системе СПИД, установленных при шлифовании (на образцах из титановых сплавов ВТ6 и ВТ14, сталей 9ХС и ШХ15) доказывает, что процесс шлифования носит ударно-волновой характер. Для определения силы удара единичного зерна в модель для её расчёта введены уточнённые значения приведённой массы круга и коэффициент ускорения режущего зерна. Эксцентриситет шлифовального круга приводит к локальному увеличению толщины срезаемого слоя в зависимости от режимов обработки; при этом активная рабочая поверхность круга может сокращаться до 30% при эксцентриситете равном 0,01мм.

5. При шлифовании материалов, не склонных к засаливанию круга (твёрдый сплав, закалённые стали 9ХС, ШХ15) количество режущих зёрен монотонно растёт по эмпирической зависимости NP.3=28,05T+1607,9; а при шлифовании вязких материалов (сплавы ВТ6, ВТ14) количество режущих зёрен уменьшается, подчиняясь зависимости Np3 = -22,309Т+1095.

6. Действительные значения толщины (az) и длины (1ср) среза зависят от радиального биения шлифовального круга; при фиксированном значении радиального биения (lmax) значение зависит от отношения скоростей круга и детали радиуса круга. При этом за счёт неравномерного нагружения режущих зёрен по периметру круга толщина срезаемого слоя а2пшх может увеличиваться в 2 - 4 раза по сравнению с её средней (расчётной) величиной при радиальном биении круга в пределах 0,002 . 0,01 мм. Изменение толщины среза в 4 раза приводит к увеличению параметра шероховатости в 1,5. .2 раза.

7. Разработанные обобщённые алгоритм функционирования комплекса, алгоритм и программное обеспечение расчётов по уточнённой модели процесса шлифования позволили:

- сократить время автоматизированной технологической подготовки операции шлифования в 4 раза в сравнении с ранее используемыми методиками;

- повысить эффективность плоского алмазного шлифования труднообрабатываемых сплавов ВТ6, ВТ 14, заключающуюся в выборе оптимальных характеристик алмазных кругов и оптимизации режимов шлифования или по критерию обеспечения заданных параметров шероховатости с учётом производительности, или по критерию максимальной производительности с учётом стойкости круга, с исключением прижогов по любому критерию оптимизации повысить производительность плоского алмазного шлифования прерывистым кругом при обеспечении требуемой шероховатости в 1,1 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлено решение актуальной научной задачи повышения показателей качества поверхностей и производительности плоского алмазного шлифования на основе оптимизации режимов обработки с использованием автоматизированного технологического измерительного комплекса.

В работе рассмотрены научно — практические вопросы, связанные с разработкой технологического измерительного комплекса позволяющего производить регистрацию и обработку информации следующих основных параметров, характеризующих процесс шлифования: силы резания Рх ,РУ ,Р: ; температура в зоне обработки в\ частота вибрации детали^ сила удара Fydt\ шероховатость поверхности детали после обработки Ra при обработке широким спектром различных шлифовальных кругов.

Определена рациональная структура АТИК, позволяющего регистрировать силы резания Ру, Р:; температуру в зоне обработки в; частоту вынужденных колебаний детали^ силу удара зёрен о поверхность детали при врезании Fyd.; шероховатость поверхности детали после обработки Ra при обработке широким спектром различных шлифовальных кругов, и его характеристики. Проведены аналитические расчёты погрешности измерения температуры в зоне обработки 9; виброускорения а, которые показали, что спроектированный комплекс имеет достаточную точность для измерения требуемых параметров процесса шлифования.

Разработаны методы и алгоритмы определения параметров, основанные на использовании авторских программ Convert, Builder, Chart, а также стандартных программ Excel, Basic в среде VBA, Delphi, Lab View.

Экспериментальными исследованиями по осциллограмме температуры установлено, что изменение количества режущих зёрен в зависимости от времени шлифования определяется свойствами обрабатываемого материала:

- при шлифовании вязких материалов, не склонных к засаливанию круга (закалённые стали типа 9ХС, ШХ15, твёрдые сплавы) количество режущих зёрен монотонно увеличивается по эмпирической зависимости Пр.3= 28,05Т+1б07,9;

- при шлифовании вязких материалов (сплавы Ti) количество режущих зёрен уменьшается и подчиняется зависимости пр.3= -22.309Т+1095.

Уточнена формула для определения производительности шлифования для конкретных условий обработки, в которой переменные величины хср, 1ср, прз оперативно определяются с использованием АТИК. Установлено, что эксцентриситет шлифовального круга приводит к локальному увеличению толщины срезаемого слоя по сравнению с его средней (расчётной) величиной в 2 - 4 раза в зависимости от режимов обработки; при этом активная рабочая поверхность круга может сокращаться до 70% при эксцентриситете равном 0,01мм. Расчёты и анализ экспериментальных данных показали корректность предложенных методик определения параметров процесса шлифования. Погрешности измерения по всем параметрам не превысили значения 5 - 7%.

В методиках оперативного контроля режимов шлифования впервые учтены такие элементы, сопутствующие процессу резания, как податливость системы, ударный характер тангенциальной составляющей силы резания, размерный износ круга, что позволило существенно уточнить существующие методики.

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

2. Алексеев Н.С. Влияние зернистости кругов на некоторые показатели шлифования // Вестник машиностроения. 2003. № 4. — с.66 — 69.

3. Алексеев Н.С. Комплексный шлифовальный круг для обработки микропористых покрытий // Технология машиностроения. 2003. № 5. — с.15.17.

4. Алексеев Н.С. Работоспособность кругов при шлифовании микропористых покрытий // Вестник машиностроения. 2004. № 11. — с. 41 — 43.

5. Алмазное шлифование деталей из титановых сплавов и жаропрочных сталей/ Под ред. Крымова В.В., Горелова В.А. — М.: Машиностроение, 1981. — 61 е., ил.

6. Алмазные инструменты и процессы обработки. Киев: Наукова думка, 1980. -215 с.

7. Байкалов А.К. Введение в теорию шлифования материалов. — Киев: Наукова думка, 1978. — 207 с.

8. Барвинок В.А., Трусов В.Н., Урывский Ф.П. Исследования качества поверхностного слоя титанового сплава//Изв. вузов. Машиностроение, 1979. — №1 -с.48-100.

9. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение, 1971.-672 с.

10. Белкин Е.А. Прогнозирование и разработка новых технологий абразивной обработки // Справочник. Инженерный журнал. № 1, 2005. с.16.21.

11. Белоусов В.П., Есаулков И.В., Крымов В.В. Алмазные инструменты для шлифования титановых сплавов // Алмазы. — М:. НИИМАШ, 1974. -№1, с.14- 16.

12. Борисов Б.Я. О температуре при шлифовании // Резание и инструмент. 1973. №7.-с. 104-109.

13. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности абразивного инструмента при шлифовании. М.: Машиностроение, 1964.

14. Василенко Ю.В. Современное состояние техники подачи СОЖ при шлифовании // Справочник. Инженерный журнал. № 4,2005. с. 29 — 34.

15. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. Совет: Н Челомей (пред.) М.: Машиностроение, 1981 — Т. 5. Измерения и испытания. - Под ред. М. Д. Генкина. 1981. 496 е., ил.

16. Вульф A.M. Резание металлов. М.: Машиностроение, 1973. — 496 с.

17. Выбор шлифовальных кругов при обработке титановых сплавов/ Богомолов Н.И., Саютин Г.И., Такеджи Б.А. и др.//Вестник машиностроения. — 1972.-№5.-с.65-67.

18. Глазунов С.Г., Моисеев В.Н. Конструкционные титановые сплавы. — М.: Металлургия. 1974. -368с.

19. Глубинное шлифование деталей из труднообрабатываемых материалов/ С.С. Силин, В.А. Хрульков, А.В. Лобанов, Н.С. Рыкунов. М.: Машиностроение, 1984. - 64 с, ил. (Б-ка «Новости технологии»).

20. Горбунова И.А., Пиралишвили Ш.А., Волков Д.И. Теоретико-экспериментальное моделирование тепловых процессов в поверхностных слоях заготовки при глубинном шлифовании // Справочник. Инженерный журнал. № 3,2005.-е. 29-33.

21. Грабченко А.И., Пыжов И.Н., Култышев С.А. Шлифование плоских поверхностей алмазными кругами на металлической связке// Станки и инструменты. 1990. - N 7. - с. 26-28.

22. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. Изд-во Сарат. Ун-та, 1978, 128 с.

23. ЕмцевБ.Т. Техническая гидромеханика.-М.: Машиностроение, 1978.

24. Ефимов В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. -Саратов: Изд. Сарат. унив., 1992. 132 с.

25. Ефимов В.В. Научные основы техники подачи СОЖ при шлифовании. — Саратов: Издательство Саратовского университета, 1985.

26. Захаренко И. П. Алмазные инструменты и процессы обработки. К.: Техшка, 1980.-215 е., ил. Библиогр.: 209-213 с.

27. Захаренко И.П. Эффективные методы шлифования алмазным инструментом. М.: НИИМАШ, 1978. - 45 с.

28. Зубарев Ю.М. Высокопроизводительное шлифование быстрорежущих сталей. Л.: ЛДНТП, 1985, 23 с.

29. Зубарев Ю.М., Приемышев А.В. Технологические основы высокопроизводительного шлифования сталей и сплавов. СПб, СПбГУ, 1994, 220 с.

30. Ивашинников В.Т. Прогрессивное шлифование. Челябинск: Южно — уральское книжное изд-во,1976. —327с.

31. Ипполитов Г.М. Абразивно алмазная обработка. - М.: Машиностроение, 1978. - 113с.

32. Испытание материалов. Справочник. Под ред. X. Блюменауэра. Пер. с нем. 1979 г. 448 с.

33. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн./ Под ред. В.В.Клюева. -М.: Машиностроение, 1982 — Кн.1 1982. 528 е., ил.

34. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн./ Под ред. В.В.Клюева. -М.: Машиностроение, 1982 — Кн.2 1982. 560 е., ил.

35. Калинин Е.П. Научные основы интенсивного бесприжогового шлифования сталей и сплавов с учетом степени затупления инструмента. -Дисс. доктора технических наук. Ленинград: 2006. -388с.

36. Капанец Э.Ф., Кузьмич К. К., Прибыльский В.И., Тилигузов Г. В. Точность обработки при шлифовании / Под ред. П. И. Ящерицына. Мн.: Наука и техника, 1987.-152 с.

37. Качество поверхности титановых сплавов прошлифованных алмазными кругами./Делеви В.Г., Ткаченко Р.К., Мишнаевский JI.JI. и др.// Синтетические алмазы. —1978. №1 с. 36 - 38.

38. Кирьянов А.Г. Средства определения тепловых параметров процесса шлифования специальными абразивными кругами.//Теория. Эксперимент. Практика: Сб. тр. науч.- метод, конф. Вотк. фил. ИжГТУ: В 2ч. 4.1 - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004. - 180с.

39. Кирьянов А.Г., Гараев P.M., Юсупов Г.Х. Оперативное диагностирование качества обработки шлифованных поверхностей (тезисы докладов).// Тезисы докладов научно-технической конференции "Вибрация и диагностика машин и механизмов",Челябинск, 1990 г. с.33-34

40. Кирьянов А.Г., Владимиров А.В. Влияние связок на температуру резания.//Наука. Экономика. Образование: Сб. тр. науч.-метод. конф. Вотк. фил. ИжГТУ. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. с. 119 - 121.

41. Кирьянов А.Г., Лукин Л.Л. К вопросу о расшифровке термограмм, полученных с полуискусственной термопары при оперативном контроле процесса шлифования. // Вестник ИжГТУ. №4. 2009., с. 19 22.

42. Кирьянов А.Г., Репко А.В. Измерительный технологический комплекс.//«Экономика и производство» №3'2006., с. 63 65.

43. Кирьянов А.Г., Репко А.В. Математические модели процессов шлифования труднообрабатываемых материалов алмазным инструментом.// Учебное пособие. Ижевск: ИжГТУ, 2004. — 116с.

44. Кирьянов А.Г., Репко А.В. Применение алмазного перфорированного шлифовального круга с поперечными пазами.//Влияние технологии насостояние поверхностного слоя ПС'02. Gorzow Wlkp. — Poznan, 2002 с. 207209

45. Кирьянов А.Г., Старшев Д.В., Репко А.В. Динамика процесса прерывистого шлифования.// Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы./Волгоград, Волжский, 2004, с. 229 232.

46. Кирьянов А.Г., Старшев Д.В., Репко А.В. Распределение тепловых потоков в зоне резания.// Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы./Волгоград, Волжский, 2004, с. 235 238.

47. Кирьянов А.Г., Старшев Д.В., Репко А.В. Система контроля шероховатости поверхности и скорости подачи при шлифовании.// Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы./Волгоград, Волжский, 2003, с. 255.

48. Кирьянов А.Г., Чернов А.Ю. Определение температуры стружки в процессе шлифования.//Наука. Экономика. Образование: Сб. тр. науч.-метод. конф. Вотк. фил. ИжГТУ. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. с. 54 - 59.

49. Кирьянов А.Г., Чернов А.Ю., Чураков А.Ю. Комплекс программ обработки измерительной информации.//Теория. Эксперимент. Практика: Сб. тр. науч.- метод, конф. Вотк. фил. ИжГТУ: В 2ч. — ч.1 — Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- 180с.

50. Козлов A.M. Формирование микрорельефа при обработке абразивным инструментом / A.M. Козлов, В.В. Ефремов // Изв. ВУЗов. Машиностроение. -2004. -№ 1, — с. 59-64.

51. Королев А.В. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. — Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1975.- 191 с.

52. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М., 1974. 279 с.

53. Кравченко Б.А., Носов Н.В. Оптимизация скорости шлифования // Справочник. Инженерный журнал. № 4, 2005. — с. 25 — 28.

54. Крымов В.В. Опыт шлифования титановых сплавов алмазными кругами/УВысокопроизводительная абразивная обработка. -М.: Машиностроение, 1973. с.63 - 64.

55. Кузин В.В. Технологические особенности алмазного шлифования деталей из нитридной керамики // Вестник машиностроения. 2004. № 1. — с. 37-41.

56. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ. М.: Машиностроение, 1985. — 64 с.

57. Лоладзе Т.Н., Бокучава Г.В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение, 1967.-111с.

58. Ломакина И.В., Кондратьев А.С., Воронин А.А. Перспективы повышения эффективности шлифования титановых сплавов/ТВестник машиностроения. -1973. -№3. -с.69 — 72.

59. Лурье Г.Б. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1969, 176 с.

60. Мишнаевский Л.Л. Износ шлифовальных кругов. К.: Наук, думка, 1982.- 188 с.

61. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Учебн. пособие для неэнергетических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1975. 496 с.

62. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1979. - 232 с.

63. Носенко В.А. Шлифование адгезионно-активных металлов. М.: Машиностроение, 2000. - 262с.

64. Оробинский В.М. Абразивные методы обработки и их оптимизация. М.: Машиностроение, 2000. — 314 с.

65. Основы алмазного шлифования. Семко М.Ф., Грабченко А.И., Раб А.Ф., Узунян М.Д., Пивоваров М.С. Киев, «Техшка», 1978. 192с.

66. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. 144 с. Ил. - 21, табл. - 13, библиогр. - 64 назв.

67. Поклад В.А., Шутов А.Н., Старков В.К., Рябцев С.А. Профильное глубинное шлифование деталей из титановых сплавов // Технология машиностроения. 2002. № 3. — с. 14 — 22.

68. Полянчиков Ю.Н., Курченко А.И., Емельяненко А.А. Концепция развития процесса электрохимического шлифования новыми абразивными кругами без связки // Технология машиностроения. 2003. № 2. — с. 10 — 12.

69. Попов А.В. Выбор марки алмазного порошка для шлифовальных кругов // Вестник машиностроения. 2004. № 12. — с. 56 58.

70. Попов С.А., Ананьян Р.В. Шлифование высокопористыми кругами. — М.: Машиностроение, 1980. 79с.

71. Попов С.А., Малевский Н.П., Терещенко JT.M. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов. — М.: Машиностроение, 1977. 269 с.

72. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Том 1. Под ред. д-ра техн. наук проф. И.А. Биргера и чл.-кор. АН Латвийской ССР Я.Г. Пановко.

73. Расширение технологических возможностей алмазного шлифования/ Юсупов Г.Х., Сипайлов В.А., Чучков Е.М. и др. — Ижевск: Удмуртия, 1990. -138 с.

74. Редько С.Г. Процессы теплообразования при шлифовании металлов. -Саратов: Издательство Саратовского универститета,1962. 231с.

75. Резников А.Н., Резников Л.А. Тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструменты». М.: Машиностроение, 1990. — 288 е.: ил.

76. Репко А.В. Технологическое обеспечение эффективности алмазного шлифования плоских поверхностей деталей из титановых сплавов перфорированными кругами. — Дисс. кандидата технических наук. Ижевск: 1999. 162с.

77. Репко А.В., Кирьянов А.Г. Математические модели процессов шлифования труднообрабатываемых материалов алмазным инструментом: Учеб. Пособие. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004. - 116с.

78. Рыбицкий В.А. Алмазное шлифование твердых сплавов. — Киев: Наукова думка, 1980, 224 с.

79. Салов П.М., Кравченко Б.А. Принципы самоорганизации износа шлифовальных кругов. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2001, 118 с.

80. Саютин Г.И., Носенко В.А. Шлифование деталей из сплавов на основе титана. М.: Машиностроение, 1987. - 80 с.

81. Саютин Г.И., Носенко В.А., Спиридонов Д.Н. Выбор инструмента и СОЖ при шлифовании титановых сплавов//Станки и инструмент.-1981.-№1.-с.15-17.

82. Синтетические алмазы в машиностроении / Под ред. д-ра техн. наук В.Н. Бакуля. Издательство «Наукова думка» Киев — 1976. 352 с.

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

84. Смазочно охлаждающие средства, применяемые при шлифовании/ Под редакцией Л.В. Худобина. -М.: Машиностроение, 1971.-214с.

85. Смазочно-охлаждающие средства для обработки материалов: Справочник/ Под ред. Бердичевского Е.Г. М.: Машиностроение, 1984. - 224 е., ил.

86. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник/ Под ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера. М.: Машиностроение, 1986. - 352с., ил.

87. Смирнов В.А., Кирьянов А.Г., Лукин Л.Л. Влияние эксцентриситета шлифовального круга прямого профиля на показатели процесса плоского периферийного шлифования. // Технология машиностроения. №11. 2007., с. 28-30.

88. Справочник по алмазной обработке металлорежущего инструмента. Бакуль В.Н., Захаренко И.П., Кункин Я.А., Мильштейн М.З. Под общей редакцией Бакуль В.Н. «Техшка», 1971, 208 с.

89. Старков В.К., Рябцев С.А., Полканов Е.Г. Разработка и применение высокопористых шлифовальных кругов из кубического нитрида бора // Технология машиностроения. 2004. № 4. с. 26 — 33.

90. ЮЗ.Старшев Д.В., Кирьянов А.Г., Репко А.В. Распределение тепловых потоков в зоне резания // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы/Волгоград, Волжский, 2004, с. 235 — 238.

91. Старшев Д.В., Кирьянов А.Г., Репко А.В. Система контроля шероховатости поверхности и скорости подачи при шлифовании // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы / Волгоград, Волжский, 2003, 255 с.

92. Старшев Д.В., Репко А.В. Оптимизация гидродинамических процессов при применении перфорированных шлифовальных кругов // Технологии, оборудование, материалы. Экономика и производство. № 1, 2004, с. 68 69.

93. Юб.Старшев Д.В., Репко А.В. Параметры срезаемого слоя при плоском шлифовании прерывистым шлифовальным кругом // Вестник ИжГТУ. № 4, 2003, с. 41-44.

94. Старшев Д.В., Репко А.В. Распределение гидродинамического давления по поверхности прерывистого шлифовального круга // Наука. Экономика. Образование / Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003, с. 143 146.

95. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учеб. для вузов / П.И. Ящерицын, М.Л. Еременко, Е.Э. Фельдштейн — Мн.: Выш. шк., 1990. 512 е.: ил.

96. Теория шлифования материалов/ Под ред. Маслова Е.Н. М.: Машиностроение, 1974. — 320 с.

97. ПО.Терган B.C. Плоское шлифование: Учебник для профессион. техн. училищ. - 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1980. - 168 с.

98. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке/ Под ред. Худобина Л.В., Бердичевского Е.Г. — М.: Машиностроение, 1977. — 189 е., ил.

99. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием/ Под ред. М.И. Клушина. — М.: Машиностроение 1979. 192 е., ил.

100. Технология обработки конструкционных материалов: Учеб. для машиностр. спец. Вузов/П.Г. Петруха, А.И. Марков, П.Д. Беспахотный и др.; Под ред. П.Г. Петрухи. -М.: Высш. шк., 1991. 512 е.: ил.

101. Н.Тимофеев И.И. К расчету усилий при шлифовании. «Изв. вузов. Машиностроение», 1959, № 5.

102. Филимонов Л.Н. Высокоскоростное шлифование. Л.: Машиностроение, 1979. -248с.

103. Филимонов Л.Н. Стойкость шлифовальных кругов. «Машиностроение», Л., 1973.

104. Фролов А.С. Повышение эффективности шлифования титановых сплавов на основе классификации шлифматериалов из карбида кремния. — Киев: КНИГА, 1984. 23 с.

105. Хрульков В. А. Шлифование жаропрочных сплавов. «Машиностроение», М., 1964.

106. Худобин Л.В. Основы выбора и применения СОЖ при шлифовании// Вестник машиностроения. -1980.-N7.-c.53 55.

107. Худобин Л.В., Веткасов Н.И., Коршунов Д.А. Эффективность внутреннего шлифования композиционными шлифовальными кругами // Вестник машиностроения. 2003. № 7. с. 44 - 47.

108. Худобин JI.В., Леонов А.В. Тепловые процессы при шлифовании с поэтапной подачей смазочно-охлаждающих технологических средств // Вестник машиностроения. 2003. № 8. с. 58 - 61.

109. Худобин Л.В., Худобин И.Л. Шлифование заготовок из титановых сплавов и сталей с применением технологических жидкостей/ЛЗестник машиностроения. 1982. - N 11. - с. 40-42.

110. Чирков Г.В. Математическое моделирование режимов резания при обработке материалов абразивными инструментами // Технология машиностроения. 2004. № 6. с. 58 - 61.

111. Эткин Л.Г. Виброчастотные датчики. Теория и практика. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. - 408 е.: ил.

112. Юсупов Г.Х. Пути развития технологических процессов шлифования в машиностроении. Сборник научных трудов ИМИ "Методы вычислительного эксперимента в инженерной практике". -Ижевск, 1992, вып.4, -с.15-19.

113. Юсупов Г.Х., Жарков И.Г., Чучков Е.М. Новый алмазный инструмент для шлифования труднообрабатываемых материалов. — Л.: ЛДНТП, 1989. — 24с.

114. Юсупов Г.Х., Сипайлов В.А., Чучков Е.М. Оптимизация режимов при шлифовании труднообрабатываемых материалов специальными кругами. Сборник трудов Андроповского политех. Ин — та. 1989. — с. 95 —98.

115. Юсупов Г.Х., Чучков Е.М. Расширение технологических возможностей алмазного шлифования. Машиностроитель. 1988. №4, с.26 - 27.

116. Якимов А.В. Абразивно-алмазная обработка фасонных поверхностей. М.: Машиностроение, 1984. - 310 с.

117. Якимов А.В. Прерывистое шлифование. — Киев Одесса: Головное изд-во объединения "Вища школа", 1986.-176с.

118. Ящерицын П.И., Бранкевич Э.С., Туромша В.И. Кавитационные явления при шлифовании // Изв. АН БССР. Сер. физико-техн. наук. 1981. - № 4. -с. 61- 72.

119. Ящерицын П.И., Зайцев А.Г. Повышение качества шлифованных поверхностей и режущих свойств абразивно-алмазного инструмента. Минск: Наука, 1972. 563 с.

120. Ящерицын П.И., Цокур А.К., Еременко М.Л. Тепловые явления при шлифовании и свойства обработанных поверхностей. — Минск: Наука и техника, 1973, 182 с.

121. Final report Concerning CIRP cooperative Research on the Description of Cutting Surface of Grinding Wheels by the Correlation Function. Peklenik J. Junke M. "CIRP Ann.", 1982, 31, № 2, 575 577.

122. Shaw M. A new theory of grinding. — Mech. and Chem. Eng. Trans, 1972, vol. 8,№ l,p, 73-78.