автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности бесцентрового шлифования сборными кругами прецизионных деталей на основе стабилизации функциональных характеристик процесса

На правах рукописи

ФЛЕГЕНТОВ ВЛАДИМИР КУЗЬМИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ БЕСЦЕНТРОВОГО ШЛИФОВАНИЯ СБОРНЫМИ КРУГАМИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ СТАБИЛИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь-2005

Работа выполнена в ОАО Пермское агрегатное объединение «Инкар» и Пермском государственном техническом университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Свирщёв Валентин Иванович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Мокроносов Евгений Дмитриевич - кандидат технических наук, доцент Спирин Владимир Алексеевич

Ведущая организация -ОАО «Пермский моторный завод», г. Пермь

Защита состоится « 18 » ноября 2005 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д212.188.06 при Пермском государственном техническом университете по адресу: 614000, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, ауд. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Пермского государственного технического университета

Автореферат разослан «15» октября 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

профессор

В.И. Свирщёв

Шб

15ЪГ5

Лт рз

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В условиях рыночной экономики отношения в сфере производства выдвинули на первый план проблемы, связанные с выпуском конкурентоспособной продукции машиностроения. В свою очередь, высокий уровень требований к современным конкурентоспособным машинам обусловил ряд задач, решение которых неразрывно связано с разработкой и широким применением новых эффективных технологических процессов и операций, современного высокопроизводительного оборудования и оснащения, обеспечивающих высокое качество и производительность обработки.

В первую очередь это относится к чистовым и отделочным методам обработки, в процессе которых окончательно формируется поверхностный слой деталей, определяющий их эксплуатационные свойства. Наиболее распространенным методом окончательной обработки точных и ответственных деталей является наружное бесцентровое шлифование.

Однако процессам бесцентрового шлифования присущи определенные недостатки, обусловленные непрерывным динамическим изменением условий взаимодействия инструмента с обрабатываемым материалом в зоне резания, которые в целом характеризуют нестабильность процесса обработки во времени. Это приводит к негативному изменению теплового и силового воздействия на инструмент, нерациональному использованию его ресурса и ухудшает качество поверхностного слоя обрабатываемых деталей. Интенсивность отмеченных явлений зависит от технологических условий обработки, и в наибольшей степени проявляется при шлифовании деталей из труднообрабатываемых материалов.

Существующие способы формообразования поверхностей на операциях бесцентрового шлифования, оснащение применяемое при их реализации не предусматривают оптимизацию и управление временной стабильностью характеристик процессов шлифования. Обеспечение заданного качества поверхностного слоя деталей при шлифовании в настоящее время для каждого конкретного случая решается опытным путем - подбором условий обработки, которые не всегда оказываются достаточно производительными и экономичными.

Дальнейшее развитие технологии шлифования, повышение качества и производительности обработки возможно лишь на базе теории, описывающей основные закономерности стабилизации процессов шлифования и их связи с формированием свойств поверхностного слоя деталей. Это позволит управлять процессами шлифования с целью обеспечения заданного качества обработки при наивысшей ее производительности, а также изыскать пути интенсификации процессов и расширения их технологических возможностей.

В связи с этим разработка путей повышения эффективности бесцентрового шлифования сборными кругами прецизионных деталей на основе стабилизации функциональных характеристик процесса является весьма актуальной научно-технической проблемой.

Цель работы. Разработка технологического обеспечения точности и шероховатости прецизионных элементов * " «центровом

многостадийном шлифовании сборным абразивным инструментом переменной характеристики.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

■ Исследованы основные контактные явления при круглом бесцентровом шлифовании (силовые, тепловые), изучены основные закономерности этих явлений, разработаны методы их расчета.

■ Разработаны пути стабилизации функциональных характеристик процесса наружного бесцентрового шлифования и определены новые способы их конструктивно-технологической реализации при многостадийном шлифовании.

■ Исследована кинетика формирования шероховатости поверхности при многостадийном шлифовании сборным абразивным инструментом, получены аналитические выражения для расчета шероховатости.

■ Экспериментально исследованы технологические возможности и эффективность процесса многостадийного наружного бесцентрового шлифования сборным абразивным инструментом переменной характеристики.

■ Разработаны алгоритм и программное обеспечение выбора характеристик сборного абразивного инструмента при многостадийном бесцентровом шлифовании, рекомендации по совершенствованию и расширению технологических возможностей процесса.

Научная новизна работы. Совокупность полученных в диссертации научных результатов обеспечивает решение проблемы технологического обеспечения динамической стабильности процессов наружного бесцентрового многостадийного шлифования на базе разработки теоретических основ и новых технических решений конструктивно-технологических средств их реализации.

К теоретическим основам относятся:

■ Математические модели процесса наружного бесцентрового шлифования, описывающие силовые и температурные характеристики процесса, и устанавливающие закономерности этих явлений и пути управления ими на этапах проектирования и реализации процессов шлифования.

■ Выявленные принципы временной стабилизации характеристик процесса многостадийного наружного бесцентрового шлифования на одном станке: применение сборного абразивного инструмента с переменной характеристикой в осевом направлении; поддержание стабильности режущей способности абразивного инструмента за счет периодической правки рабочей поверхности.

■ Функциональная зависимость для расчета высоты профиля шероховатости поверхности Яг при наружном многостадийном бесцентровом шлифовании.

К новым техническим решениям относятся:

■ Способ шлифования и конструкция сборного абразивного инструмента для многостадийного бесцентрового шлифования, обеспечивающие временную стабильность функциональных и выходных характеристик процесса, повышение производительности обработки. Эти разработки защищены патентом РФ.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории шлифования, теплофизики

процесса резания, теории параметрической оптимизации, теории математического моделирования с широким использованием численно-аналитических методов аппарата математического анализа.

Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных автором и стандартных методик в лабораторных и производственных условиях на современном оборудовании с применением методов математической статистики. Исследования проводились на специальных установках и модернизированных станках с использованием современной контрольно-измерительной аппаратуры. При аналитических исследованиях, расчетах, обработке экспериментальных данных и проектировании операций шлифования использовался персональный компьютер.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

■ Разработана методика и прикладное программное обеспечение выбора характеристик сборного абразивного инструмента при многостадийном наружном бесцентровом шлифовании, обеспечивающие стабильность сил в зоне обработки и требуемую шероховатость шлифуемой поверхности.

■ Предложены типовые технологии высокопроизводительного наружного бесцентрового шлифования элементов автомобильных гидротолкателей, регламентирующие применение сборного абразивного инструмента переменной характеристики.

Разработанные на основе проведенных исследований рекомендации и технологическое оснащение внедрены в технологические операции шлифования на ОАО «ПАО «Инкар»» г. Перми с экономическим эффектом 1,25 миллиона рублей.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах, в том числе международных и республиканских (Пермь - 2003; Волгоград - Волжский - 2002,2003; Харьков - 2003), ежегодных конференциях ПермГТУ (Пермь 20002004).

В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструменты» Пермского государственного технического университета в 2005 году.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, получен патент РФ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Общий объем работы 178 страниц, в том числе 130 машинописного текста, 47 рисунков, 15 таблиц, 108 наименований литературы.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы работы, изложена краткая характеристика работы, показана научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения об апробации и реализации основных положений диссертации.

Глава 1 посвящена анализу современного состояния проблемы обеспечения динамической стабильности процессов бесцентрового шлифования и формирования задач, решение которых необходимо для достижения поставленной цели работы.

На основании анализа и обобщения исследований по бесцентровому шлифованию, выполненных в работах Евсеева Д.Г., Королева A.B., Корчака С.Н., Ковапьчука E.H., Лурье А.И., Лурье Г.Б., Маслова E.H., Мосейчук Н.Я., Муцян-ко В.И., Новоселова Ю.К., Попова В. А., Резникова А.Н., Суслова А.Г., Шереметьева В.А., Шуюорова A.A. и других, показаны технологические предпосылки повышения стабильности и качества обработки при шлифовании, рассмотрены факторы ограничивающие производительность шлифования и пути повышения эффективности обработки. Установлено, что абразивный инструмент, вследствие его износа при шлифовании, является главным возмущающим фактором, определяющим нестабильность процесса шлифования во времени. Показано, что стабильность выходных параметров процесса бесцентрового шлифования обусловлена стабильностью функциональных параметров в зоне обработки. Одной из функциональных характеристик в зоне резания при шлифовании является сила резания, стабильность осевой составляющей которой обеспечивает стабильность осевого потока перемещающихся деталей в зоне обработки без возникновения контактов их торцев. На основании анализа составляющих штучного времени и рекомендаций по назначению параметров режима обработки при бесцентровом шлифовании, на примере шлифования элементов автомобильных гидротолкателей, показано возможное повышение производительности обработки при многостадийном шлифовании в отличии от традиционного многооперационного.

Выявлены основные недостатки в проектировании и реализации операций бесцентрового шлифования, которые бы определяли: пути временной стабилизации процессов и повышения производительности обработки; возможные конструктивно-технологические решения, расширяющие технологические возможности и эффективность шлифования; методику выбора и назначения характеристик абразивного инструмента, обеспечивающих временную стабильность процессов многостадийного шлифования.

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

Глава 2 посвящена теоретическому исследованию контактных явлений (силовые, тепловые) в зоне шлифования, определяющих динамическую нестабильность процесса.

Для описания силовых явлений в зоне шлифования, при моделировании зона контакта круга и детали рассматривается как некоторый осредненный по всем абразивным зернам источник деформационных и тепловых воздействий на поверхностный слой детали с учетом микрохарактеристик рабочей поверхности шлифовального круга. При этом множество абразивных частиц разбивается на группы пучком плоскостей, проходящих через ось вращения круга (рис. 1), так

чтобы расстояние между ними на периферии круга были равны среднему расстоянию между зернами - 5, определяемому из выражения

5 ~Kfd.-id.fyy, (1)

где Кь - параметр, зависящий от объемного строения стандартного абразивного инструмента и условий правки его рабочей поверхности; da - характерный размер абразивного зерна инструмента; у - расстояние от наиболее выступающего зерна на периферии круга вглубь по радиусу круга; я= 1,0 ... 2,5 (для электрокорундовых кругов на керамической связке и=1.5, для эльборовых и карбидок-ремниевых на керамической связке п=\).

Коэффициент входящий в выражение (1), находится по формуле

(2)

где кп- коэффициент пористости абразивного круга; ксь — коэффициент структуры абразивного круга; кпр - коэффициент правки рабочей поверхности круга.

На основании обобщения параметров объемного строения стандартного абразивного инструмента, регламентированных ГОСТ, в работе получены номограммы для определения к„ и кск в формуле (2).

Рис. I. Схема формирования режущей кромки обобщенного резца при бесцентровом

шлифовании

Тангенциальная составляющая силы резания Рг, на единичном резце может быть найдена из выражения

Рг, «0.185.-Г*, -в —,

¿¡•С08(т1 + 7)-31ПГ1

где Ну - твердость обрабатываемого материала по Виккерсу; ? - глубина шлифования; 5, - ширина единичного резца; е - относительный сдвиг; усадка

стружки; ц - угол трения скольжения; у - передний угол единичного резца. А составляющие силы резания Рг и Ру при шлифовании абразивным кругом на основании проведенного исследования могут быть найдены из выражений

Яг=0.185.Яу-ЛГо-/,-^-чЧС;п;У). ^ «Л •«(!» +ГХ (3,4)

где N0 - число зерен на дуге контакта; /, - толщина слоя снимаемого одним сечением обобщенного резца; Эф - фактическая ширина каждого сечения резца;

,г \ /1С ч 6с<м(л + 7)-0+8шу) сов у[3 С(«(Т| + у) - 2 81П Т] ]

Выражения для А^ /„ Бф при круглом бесцентровом шлифовании периферией электрокорундовых кругов на керамической связке при у=1, имеет вид

V

с/ + Р V/

"о- . и л+1 ' ^

где й - диаметр шлифовального круга; с1 - диаметр детали; Ук - скорость вращения круга; Уд - скорость вращения детали; У„п - продольная скорость детали;

5- осевой размер детали; К,- коэффициент формы вершины зерна. Подставляя

(5), (6), (7) в (3) выражение для Р: примет вид

Л >0.185•Я-Л5" , ¥" -у/-—- (8)

УЪ+УдГ+У* К>

Вьфажение (8) получено из кинематических соображений и не учитывает высоких температур и скоростей деформации в зоне контакта круга и детали. Влияние этих двух факторов, характерных для процессов абразивной обработки, будет проявляться через изменение Ну в зависимости от температуры в зоне шлифования. Используя известное в теории пластичности соотношение между напряжением сдвига и твердостью, и вводя модифицированную температуру по скорости деформации (модификация К. Макгрегора и Н. Фишера), получено выражение для Рг, имеющее вид

(о,185 .^.Ц.Ь-.Л^

Л __

I 5*0 251-'*"

17 _1 рТ~5 я' хЧа-й

У

\+У

.5., иг м> .уиу х

Г ,0.25^-0.5

(9)

где и, V- константы степенной зависимости модифицированной твердости от температуры. В работе получены значения и и V для стали 12ХНЗА.

Для исследования тепловых явлений принималась следующая тепловая модель (рис. 2): по полупространству, теплофизические характеристики которого Я, а, со скоростью Уа в положительном направлении оси г движется бесконечно длинный полосовой источник тепла ширенной 2И, плотность теплового потока которого равномерно распределена по поверхности контакта. Требуется найти квазистационарное распределение температуры в поверхностном слое шлифуемой детали из решения дифференциального уравнения

дв дт '

д2в д2в д2в дх2 ду2 &2

+ Ул

дв ' дг '

(10)

при следующих начальных и граничных условиях

в

=0;

-Л-

х = 0

дв_ дх

=0,

х = 0 -Н>2>И

т=0 х = аа у = ±оо 2 = ±00

где в - температура, г - время, а - коэффициент температуропроводности, Л -коэффициент теплопроводности, д„ -плотность теплового потока в зоне резания при шлифовании поступающая в деталь.

Рис. 2. Расчетная тепловая схема.

Согласно методу источников тепла решение дифференциального уравнения (10) в установившемся режиме шлифования имеет вид

*2 +(г-г

0 =

Л-л/а

К М

(4-я-тУ12

•ехр

Л-а-т

(П)

где х, у, 2 - координата точки тела, в которой мгновенно выделилось количество тепла ¿2 = 9о ■ <Ь- ¿у- ¿т. После интегрирования и преобразования (11) сред-неконтактная температура в в зоне шлифования может быть найдена из выражения

ШЛУд

2а 2 № +

Ч"

На основании результатов моделирования и описания силовых и тепловых явлений в зоне резания при бесцентровом шлифовании получены аналитические выражения для их прогнозирования, являющиеся основной для стабильного обеспечения качества и производительности при шлифовании, выбора характеристик сборного инструмента при многостадийной обработке.

Глава 3 посвящена обоснованию принципов стабилизации функциональных характеристик процесса многостадийного бесцентрового шлифования, разработке алгоритма выбора характеристик сборного абразивного инструмента.

Разброс выходных характеристик процессов бесцентрового наружного шлифования обусловлен износом рабочей поверхности абразивного инструмента во время шлифования. Износ является одной из функциональных характеристик в зоне резания при шлифовании, определяющих режущую способность инструмента в зависимости от времени обработки. В течении этапа установившегося износа в режиме частичного самозатачивания поддерживается временная стабильность режущих свойств абразивного инструмента.

Анализ большого экспериментального материала по износу абразивных инструментов различных характеристик во времени, которые используются при выполнении предварительной, чистовой и отделочной стадиях шлифования деталей из легированных сталей цементируемого класса, позволил установить, что целесообразней с позиций поддержания стабильности режущих свойств инструментов производить их периодическую правку через 30...40 секунд непрерывного шлифования. Это позволит сохранять временную стабильность режущих свойств абразивного инструмента. На бесцентровых круглошлифовальных станках, работающих в автоматическом цикле, эта рекомендация технически может быть легко реализована.

На примере шлифования корпуса компенсатора автомобильного гидротолкателя показано, что эффективная многостадийная бездефектная обработка этих деталей может быть обеспечена за счет временной стабилизации некоторых предельных значений функциональных характеристик (сил резания и температур) процесса шлифования при прохождении деталей в зоне обработки.

Для решения этой задачи нами предложен способ бесцентрового шлифования (патент РФ №2240913), согласно которому при последовательном выполнении стадий черновой, чистовой и отделочной обработки, определяют теплостойкость обрабатываемого материала, устанавливают максимальное значение тангенциальной составляющей силы резания при прохождении изделия в зоне шлифования, и задают, с позиции стабилизации силовых характеристик процесса шлифования, переменную характеристику абразивного инструмента в осевом направлении. Для практической реализации этого способа необходимо сформировать конструкцию многослойного сборного абразивного инструмента с переменной характеристикой в осевом сечении и подобрать характеристики каждого слоя.

Анализ геометрии рабочей поверхности сборного круга переменной характеристики в осевом сечении после правки на станке МС131/110-\Уг-1, показанной на рис. 3, позволил определить глубины шлифования на каждом участке и количество деталей, одновременно обрабатываемых на каждом участке, с учетом разрывов между ними при прохождении в зоне шлифования.

Направление перемещении деталей

Рис. 3. Схема формирования глубины шлифования на различных участках круга

Анализ выражения (9) показывает, что при известных параметрах режима шлифования (5, Уд, Упр, Ук, г), геометрических параметрах круга (£>) и детали (¿0, теплофизических (Л, а) и физико-механических (II, V) свойствах обрабатываемого материала стабилизация силы Рг, а соответственно и температуры в зоне обработки, может быть обеспечена подбором характеристики абразивного инструмента (материал абразивного зерна, с!а ,у, К5, п) на различных участках рабочей поверхности круга при прохождении деталей в зоне обработки. Подбор характеристик абразивного инструмента представлял собой решение задачи выбора и выполнялся расчетом значений Рг по формуле (9) на ЭВМ. При выполнении расчетов учитывались рекомендации монографической и справочной литературы по абразивной обработке материалов шлифованием для назначения характеристик инструмента и параметров режима шлифования на стадиях черновой, чистовой и отделочной обработки.

В таблице 1 даны результаты расчетов сил резания и температур с выбором характеристики абразивного инструмента по участкам рабочей поверхности круга.

Таблица 1

Расчетные значения сил и температур при прохождении деталей в зоне обработки

Номер участка Расчетные значения Р, н в при шлифовании Характеристики абразивного инструмента при шлифовании

Одной детали В общем потоке Одной детали В общем потоке

Р„Н в,"С Р„Н

1 47,9 207,9 47,9 14А16НСТ24Б 14А16НСТ24Б

2 23,9 107,9 23,9 14А16НСТ24Б 14А16НСТ24Б

3 и,з 101,6 21,9 14АМ28ПТ23Б или 14АМ20ПС24Б 14АМ40ПТ14Б

4 11,3 101,6 21,9 24АМ16ВМ14Б 24АМ16ВСМ24К5

5 11,3 73,9 21,9 24АМ16ВВМ26В или 24АМ16ВВМ28В 24АМ16ВВМ26В или 24АМ16ВВМ28В

Анализ данных табл.1 показывает, что подобранные характеристики многослойного абразивного инструмента при прохождении деталей в зоне шлифования в общем потоке, начиная со второго участка рабочей поверхности круга и далее, обеспечивают стабильность силовых и температурных характеристик процесса шлифования. Максимальное значение средней контактной температуры не превышает предела теплостойкости стали 12ХНЗА, а следовательно, сохраняется неизменным физико-механическое состояние поверхностного слоя шлифуемых деталей и обеспечивается бездефектная обработка при временной стабильности процесса шлифования.

Результаты исследования позволили рекомендовать применение на операции бесцентрового наружного шлифования корпуса компенсатора сборного шлифовального круга переменной характеристики - 1 500x300x270, строение которого показано на рис.4

В работе дана блок-схема алгоритма выбора характеристик сборного абразивного инструмента при многостадийном бесцентровом шлифовании.

» .V©.' ■ '■и- - тг • .'•и.' •. И ■.

I ■Й-. 'РЧ' ' • "¡Яг--.™ • ТН . ■ Н • . в-: у: В' • п • •' н; • .-и •

До .'И. . й" .. V©. . . 1-Н .. ■ ■ 2 •: -V Я • . V© 1-Н • • • Аг

'.Г*.' '■'•'Г*'. • . »4 : 7Т" Н{

50 70 м (0 00

300

Рис 4. Строение шлифовального круга переменной характеристики, обеспечивающего стабильность сил резания и температур при шлифовании

Глава 4 посвящена теоретическому описанию и расчету шероховатости поверхности при наружном бесцентровом шлифовании сборным инструментом.

Систематическая составляющая профиля шероховатости #г при шлифовании может быть определена из выражения

Дг = А, + А2+Аз + А4 ,

где А), Лг, Аз, А4_ - составляющие профиля шероховатости, обусловленные соответственно формой абразивных зерен и кинематикой их перемещения, колебанием шлифовального круга, деформациями материала в зоне контакта с инструментом, шероховатостью рабочей части абразивных зерен. При обработке абразивными зернами шлифовального круга на бесцентровых шлифовальных станках составляющими Аг и А4 можно пренебречь, так как они дают незначительный вклад в формирование шероховатости, по сравнению с А| и А3.

Получено общее уравнение для определения высоты профиля шероховатости при бесцентровом шлифовании в виде

'-0

32

1+-

(ХЛ

'к)

40

(12)

где £ = 0,75; N - число проходов формообразующих сечений при формировании поперечной шероховатости,

/ ( \ \

Ш1 НВД] / '•■'•■(Я- в

й + й / пр 1 уп ) /

В - ширина слоя рабочей поверхности инструмента; 1Д - длина детали; / - число деталей в зоне обработки; и цг - коэффициенты Пуассона связки и заготовки; £,и Е2 - модуль упругости связки и заготовки; I - средний шаг между зернами инструмента на верхнем уровне; та, стт - допускаемые напряжения на срез и предел текучести обрабатываемого материала^ - продольная подача, м/об; г - радиус скругления вершин зерен. Исходные данные по участкам сборного круга и результаты расчета шероховатости представлены в таблице 2.

Таблица 2

Исходные данные и расчетные значения шероховатости поверхности при прохождении деталей в зоне обработки

Номер Исходные данные Параметры шероховатости

участка N МО-7, Ру. Е|-10 , МО'6, МО-6, 1 Яг, Яа,

м Н Па м м мкм мкм

1 5,5 50 109,9 5 0,37 160 14,5 1 3,511 0,632

2 4,7 45 54,8 5 0,37 160 14,5 0,5 3,5 0,63

3 3,2 5 50,2 5 0,37 40 5 3 2,89 0,52

4 2,4 5 50,2 13 0,39 16 2 4 1,57 0,28

5 1,05 15 50,2 2,6 0,35 16 2 2 1,51 0,27

Анализ результатов расчетов, приведенных в таблице 2, показывает, что при прохождении деталей в зоне шлифования сборным абразивным инструментом, шероховатость поверхности монотонно уменьшается с Яа=0,632 мкм до Яа=0,27 мкм и отвечает требованиям к шероховатости (11а=0,32 мкм) корпуса компенсатора гидротолкателя.

В главе 5 представлены результаты экспериментальных исследований технологических возможностей и эффективности процесса наружного бесцентрового шлифования сборным абразивным инструментом, практические рекомендации по использованию результатов исследований в производстве.

Исследования преследовали цель проверки и подтверждения полученных теоретических результатов по прогнозированию силовых и температурных характеристик процесса, шероховатости поверхности при шлифовании сборным инструментом переменной характеристики, а также выявление эффективности применения сборного инструмента для повышения производительности шлифования и геометрических показателей качества поверхностного слоя деталей.

Экспериментальные исследования в лабораторных условиях и на производстве проводились на отечественных бесцентрово-шлифовальных станках, широко распространенных в промышленности (ЗМ184И, ЗШ184Д, ЗМ184А, ЗМ185, 3111185), а также бесцентрово-шлифовальном станке-автомате с ЧПУ фирмы «МосИег» модели МС131/110-\У2-1. При проведении экспериментов на универсальных бесцентрово-шлифовальных станках использовались шлифовальные круги формы 1 500х(60...70)х270 следующих характеристик: 14А16НСТ24Б, 14АМ40ПТ14Б, 24АМ16ВСМ24К5, 24М16ВВМ26В. А при проведении экспериментов на станке-автомате с ЧПУ использовался сборный шлифовальный круг формы 1 500 х300х270 состоящий из пяти слоев, имеющих заданную переменную характеристику в осевом направлении (осевая длина слоя - характеристика):60-14А16НСТ24Б, 60-14А16НСТ24Б, 60-14АМ40ПТ14Б, 70-24АМ16ВСМ24К5, 50-24АМ16ВВМ26В. Экспериментальные исследования проводились на образцах и натурных изделиях из стали конструкционной, легированной хромом и никелем 12ХНЗА, нитроцементированных кругом на глубину 0,2.. .0,45 мм и термообработанных до НЛС > 56.

Постановка и результаты исследований оценивались в соответствии с законами теории эксперимента и обрабатывались с использованием методов математической статистики.

Оценка эффективности процесса шлифования сборным абразивным инструментом проводилась по следующим показателям: составляющие силы резания при шлифовании; среднеконтактные температуры в зоне резания при шлифовании; точность размера и формы шлифованной поверхности; шероховатость поверхности после шлифования.

Анализ экспериментальных данных по силам резания (рис. 5) и среднекон-тактным температурам (рис. 6) свидетельствует о том, что подобранные характеристики сборного абразивного инструмента при прохождении деталей в зоне шлифования, начиная со второго участка рабочей поверхности круга и далее, обеспечивают стабильность силовых и температурных характеристик процесса шлифования. Максимальное значение среднеконтактной температуры не превышает предела теплостойкости стали 12ХНЗА, сохраняя неизменным физико-механическое состояние поверхностного слоя шлифуемых деталей.

Частоты распределения шероховатости и нецилиндричности деталей в партии после шлифования сборным абразивным инструментом подтвердили обеспечение требований по этим параметрам, предъявляемых чертежом корпуса компенсатора гидротолкателя. Относительная погрешность Д (%) между теоретическим расчетом и экспериментальным определением среднего значения шероховатости наружного диаметра составляет 12 %.

В работе дан обобщенный алгоритм и программное обеспечение выбора характеристик сборного абразивного инструмента при многостадийном шлифовании различных материалов, обеспечивающих стабильность функциональных и выходных характеристик процесса бесцентрового шлифования.

1уч. 2уч. 4уч. ву*«.

14А16НСТ24Б 14А16НСТ24Б 14АМ40ПТ14Б 24АМ1вВСМ24К5 24АМ16ВВМ26В

Рис 5. Зависимость силы Рг от характеристик инструмента на различных участках сборного

круга

е,°с

24ДИ16ВСММЮ

Рис б. Изменение средней контактной температуры в при прохождении деталей

в зоне обработки

Результаты выполненных исследований были использованы при разработке и внедрении технологических операций наружного бесцентрового шлифования на Пермском «ОАО «Инкар»» при изготовлении элементов автомобильных гидротолкателей (корпуса компенсатора, поршня компенсатора, корпуса гидротолкателя). Это позволило: - обеспечить стабильное достижение требований по точности и шероховатости, оговоренных чертежами деталей; - снизить шероховатость шлифуемых поверхностей на 1-2 разряда в пределах одного класса;

- повысить производительность процессов бесцентрового шлифования: корпуса и поршня компенсатора в 3,8-4,3 раза; корпуса гидротолкателя в 2,5-3 раза;

- полностью исключить брак деталей на операциях бесцентрового шлифования.

В приложении приведен листинг программы выбора характеристик сборного инструмента переменной характеристики и акт внедрения результатов работы в производство.

Основные выводы

На основании проведенного комплекса исследований осуществлено теоретическое и практическое решение актуальной, имеющей важное народнохозяйственное значение, научно-технической проблемы обеспечения динамической стабильности высокоэффективного наружного бесцентрового шлифования деталей на базе разработки теоретических основ и конструктивно-технологических средств их реализации. Основные выводы по работе сводятся к следующему:

1. На базе системного подхода при моделировании основных контактных явлений (силовые, тепловые) в зоне резания при наружном бесцентровом шлифовании, получены аналитические выражения для прогнозирования этих контактных явлений, учитывающие стандартизованные параметры характеристики абразивного инструмента. Полученные основные закономерности являются основой для создания оптимизационной математической модели стабильного обеспечения требуемых производительности и качества при последовательных стадиях чернового, чистового и отделочного наружного бесцентрового шлифования, а также программного математического обеспечения выбора строения сборного абразивного инструмента переменной характеристики.

2. Предложено два принципа временной стабилизации функциональных и выходных характеристик бесцентрового шлифования: - поддержание стабильности режущей способности абразивного инструмента за счет периодической правки рабочей поверхности через 30...40 секунд непрерывного шлифования; - применение сборного абразивного инструмента переменной характеристики в осевом направлении, обеспечивающего стабильность силовых и температурных характеристик процесса, при последовательной многостадийной обработке на одном станке. Оба эти принципа реализуются одновременно при шлифовании на бесцентровых круглошлифовальных станках, работающих в автоматическом цикле.

3. Получено аналитическое выражение для расчета высоты профиля шероховатости поверхности Ег при наружном бесцентровом шлифовании. Установлено, что превалирующее влияние на формирование шероховатости оказывают зернистость абразивного инструмента, глубина шлифования и продольная подача детали.

4. Выполнено комплексное исследование функциональных (силовых, температурных) и выходных (точность размера, нецилиндричность, шероховатость поверхности) характеристик процесса наружного бесцентрового шлифования сборным абразивным инструментом переменной характеристики в производственных условиях при обработке элементов гидротолкателей. Результаты исследования выявили существенные технологические преимущества разработанных решений в стабилизации функциональных и выходных характеристик процесса шлифования, приводящих к повышению производительности в 2,5-4,3 раза, исключению брака шлифуемых деталей по точностным и качественным показателям.

5. Разработан алгоритм и программное обеспечение выбора характеристик сборного абразивного инструмента при многостадийном бесцентровом шлифовании, обеспечивающего стабильность сил резания в зоне обработки и требуемую шероховатость шлифуемой поверхности.

6. Разработан научно-технический комплекс, объединяющий теоретические основы и конструктивно-технологические средства совершенствования процессов наружного бесцентрового абразивного шлифования, базирующейся на: прогнозировании характеристик и применении сборного абразивного инструмента, обеспечивающего стабильность силовых и температурных характеристик процесса шлифования, и требуемою шероховатость шлифуемой поверхно-

сти детали; поддержании постоянства режущих свойств сборного абразивного инструмента. Новизна технического решения разработанного комплекса защищена патентом РФ.

7. Практическая реализация результатов исследований осуществлена внедрением технологических операций наружного бесцентрового шлифования сборным абразивным инструментом переменной характеристики на Пермском ОАО «Инкар» при изготовлении элементов автомобильных гидротолкателей. Общий экономический эффект от внедрения результатов работы составил 1,25 миллиона рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Свирщев В.И., Башкатов И.Г., Флегентов В.К. Стабилизация процесса шлифования за счет минимизации изменения макрогеометрии рабочей поверхности шлифовального круга. //Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы./ Волгоград-Волжский, 2002, с. 180-187.

2. Свирщев В.И., Флегентов В.К., Подборнов И.В. Аналитическое описание и расчет сил резания при бесцентровом наружном шлифовании. //Вестник ПГТУ «Механика и технология материалов и конструкций», № 5, Пермь, 2002, с. 180187.

3. Свирщев В.И., Флегентов В.К., Подборнов И.В. Стабилизация функциональных характеристик процесса бесцентрового наружного шлифования за счет применения сборного абразивного круга переменной характеристики. Вестник ПГТУ "Механика и технология материалов и конструкций", № 5, Пермь, 2002, с. 188-195.

4. Свирщев В.И., Флегентов В.К., Подборнов И.В. Стабилизация функциональных характеристик процесса бесцентрового наружного шлифования за счет применения сборного абразивного круга переменной характеристики. // Сб. трудов 7-й Международный научно-технический конференции «Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве». /Харьков, 2003. с. 54-56.

5. Свирщев В.И., Флегентов В.К., Подборнов И.В. Стабилизация силовых и температурных характеристик процесса бесцентрового наружного шлифования сборным абразивным кругом переменной характеристики. //Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. /Волгоград- Волжский, 2003. с. 162-166.

6. Свирщев В.И., Флегентов В.К., Подборнов И.В. Методика экспериментального определения сил резания при круглом наружном бесцентровом шлифовании. //Тезисы докладов XXX юбилейной конференции «Высокие технологии в машиностроении и высшем образовании»./ Пермь, 2003, с. 47-48.

7. Свирщев В.И., Флегентов В.К. Аналитическое описание и расчет шероховатости поверхности деталей при бесцентровом наружном шлифовании сборным абразивным инструментом переменной характеристики. Вестник ПГТУ "Механика и технология материалов и конструкций", № 7, Пермь, 2003, с.13-21.

8. Патент на изобретение № 2240913, РФ 7В24В5/18. Способ бесцентрового шлифования. Свирщев В. И., Флегентов В. К., Макаров В. Ф., Подборнов И. В. № 2003108147/02. Заявл. 24.03.2003 г. Опубликовано 27.11.2004 г. Бюлл. №33.

Лицензия ЛР №020370

Сдано в печать 28.09.05. Формат 60x84/16. Объём 1,0 уч.изд.п.л. _Тираж 100. Заказ 503._

Печатная мастерская ротапринта 111'ГУ.

»18283

РНБ Русский фонд

2006^4 15385

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Проблема обеспечения стабильности и повышения производительности процессов круглого бесцентрового шлифования,.

1.1. Технологические предпосылки повышения стабильности и качества обработки при бесцентровом шлифовании.

1.2. Анализ возможных путей обеспечения стабильности и повышения производительности процессов бесцентрового шлифования.

1.3. Выводы и постановка цели и задач исследования.

Глава 2. Теоретическое исследование силовых и тепловых характеристик процесса бесцентрового круглого шлифования.

2.1. Постановка и решение задачи о расчете сил резания на контакте при бесцентровом шлифовании.

2.2. Анализ влияния условий шлифования на изменение составляющих сил резания.

2.3. Тепловые явления при круглом бесцентровом шлифовании. Теоретическое определение контактной температуры.".

ВЫВОДЫ.

Глава 3. Конструктивно- технологическое повышение эффективности процессов бесцентрового круглого шлифования путем стабилизации его функциональных характеристик.;.

ЗЛ. Принципы стабилизации функциональных характеристик процесса при последовательной многостадийной обработке.

3.1.1. Стабилизация режущей способности абразивного инструмента во времени.

3.1.2. Стабилизация силовых и температурных характеристик процесса бесцентрового круглого шлифования за счет применения сборного абразивного круга переменной характеристики.

3.2. Алгоритм формирования сборного абразивного инструмента переменной характеристики при многостадийном бесцентровом круглом шлифовании.

ВЫВОДЫ.

Глава 4. Теоретическое описание и расчет шероховатости поверхности при бесцентровом круглом шлифовании сборным абразивным инструментом.

4.1. Аналитическое описание шероховатости шлифованной поверхности при бесцентровом круглом шлифовании.

4.2. Теоретический расчет шероховатости поверхности при бесцентровом шлифовании сборным абразивным инструментом переменной характеристики.

ВЫВОДЫ.

Глава 5. Технологические возможности и эффективность процесса бесцентрового круглого шлифования сборным абразивным инструментом.

5.1. Методика проведения экспериментальных исследований.

5.1.1. Оборудование и инструмент.

5.1.2. Исследуемые материалы и образцы.

5.1.3. Исследуемые факторы и условия проведения экспериментов.

5.1.4. Частные методики проведения экспериментов.

5.1.4.1. Методика измерения сил резания.

5.1.4.2. Методика измерения температуры в зоне шлифования.

5.1.4.3. Исследование точности и геометрических показателей качества поверхностного <^лоя образцов после шлифования.

5.1.5. Математическая обработка результатов экспериментальных исследований.

5.2. Технологические возможности процесса бесцентрового шлифования сборным абразивным инструментом.

5.2.1. Силовые и температурные характеристики процесса.

5.2.2. Исследование формирования точности размера и геометрических показателей качества поверхности.

5.3. Алгоритм выбора характеристик сборного абразивного инструмента при многостадийном бесцентровом шлифовнии.

5.3.1. Алгоритм выбора характеристик сборного абразивного инструмента.

5.3.1.1. Алгоритм основного блока программы.

5.3.1.2. Алгоритм подпрограммы нахождения коэффициента трения скольжения ?7.

5.3.1.3. Алгоритм подпрограммы нахождения коэффициента ¥.

5.3.1.4. Алгоритм подпрограммы нахождения силы резания Р2.

5.3.1.5. Алгоритм подпрограммы нахождения силы резания Ру.

5.3.1.6. Алгоритм подпрограммы нахозвдения коэффициента N.

5.3.1.7. Алгоритм подпрограммы нахождения шероховатости Rz.

5.3.1.8. Алгоритм подпрограммы нахождения шероховатости Ra.

5.4. Технологическая эффективность реализации результатов исследований в производстве.

ВЫВОДЫ.

Развитие современной техники предъявляет постоянно возрастающие требования к надежности и долговечности машин, которые в значительной степени зависят от качества изготавливаемых деталей. Поэтому важной народнохозяйственной задачей является разработка и совершенствование технологических методов изготовления деталей, обеспечивающих высокое качество и производительность обработки. В первую очередь это относится к чистовым и отделочным методам обработки, в процессе которых окончательно формируется поверхностный слой деталей, определяющий их эксплуатационные свойства. Наиболее распространенным методом окончательной обработки точных и ответственных деталей является круглое бесцентровое шлифование.

Благодаря фундаментальным работам известных ученых А.К. Байкалова, Н.И. Богомолова, Г.В. Бокучава, Д.Б. Ваксера, Г.И. Грановского, П.Е. Дьяченко, Н.Н. Зорева, Г.М. Ипполитова, Г.Б.Лурье, Е. Н. Маслова, А. А. Маталина, В.Н. Муцянко, А.В. Поздея, С.Г. Редько, А.Н. Резникова, Ф.С. Юнусова, П.И. Ящерицина, С. Малкина, М. Шоу и других созданы научные основы процесса шлифования, изучены вопросы точности и качества поверхности деталей машин, разработаны технологические методы абразивной обработки, которые широко и успешно применяются в различных отраслях машиностроения.

Дальнейшее развитие теоретических основ процессов шлифования с целью повышения их эффективности дано в работах отечественных и зарубежных ученых Д.Г. Евсеева, А.В. Королева, С.Н. Корчака, Т.Н. Лоладзе, Б.И. Никулкина, Ю.К. Новоселова, В.И. Островского, С.А. Попова, Э.В. Рыжова, Г.И. Саютина, А.Н. Сальникова, А.Г. Суслова, В.К. Старкова, С.С. Силина, В.А. Сипайлова, Л.Н. Филимонова, В.А. Хрулькова, Л.В. Худобина, В.А. Шальнова, В.Д. Элья-нова, А.В. Якимова, С. Мацуи, К. Оно, К. Сато, Н. Цува и других. Этими работами и опытом предприятий убедительно показаны широкие возможности процессов шлифования по обеспечению высокого качества деталей машин при производительной обработке.

Однако процессам бесцентрового шлифования присущи определенные недостатки, обусловленные непрерывным динамическим изменением условий взаимодействия инструмента с обрабатываемым материалом в зоне резания, которые в целом характеризуют нестабильность процесса обработки во времени. Это приводит к негативному изменению теплового и силового воздействия на инструмент, не рациональному использованию его ресурса и ухудшает качество поверхностного слоя обрабатываемых деталей. Интенсивность отмеченных явлений зависит от условий обработки и в наибольшей степени проявляется при шлифовании деталей из труднообрабатываемых материалов. Особую актуальность динамическая нестабильность процессов шлифования приобретает в условиях автоматизированного производства.

Существующие способы формообразования поверхностей на операциях бесцентрового шлифования, оснащение, применяемое при их реализации, не предусматривают оптимизацию управления временной стабильностью характеристик процессов шлифования. Обеспечение заданного качества поверхностного слоя деталей при шлифовании в настоящее время для каждого конкретного случая решается опытным путем- подбором условий обработки, которые не всегда оказываются достаточно производительными и экономичными. Это не позволяет осознанно управлять процессами шлифования с целью обеспечения заданного качества обработки при наивысшей ее производительности, а также изыскать пути интенсификации процессов и расширения их технологических возможностей.

Дальнейшее развитие технологии шлифования, повышение качества и производительности обработки возможно лишь на базе теории, описывающей основные закономерности стабилизации процессов шлифования и их связи с формированием свойств поверхностного слоя деталей. Отмеченное выше явилось предпосылкой для постановки этой работы, основная цель которой- развитие теории процесса круглого бесцентрового шлифования, разработка конструктивно- технологических основ стабилизации процессов шлифования для обеспечения заданного качества и повышения производительности обработки.

На основе теоретических и экспериментальных исследований функциональных и выходных характеристик процесса круглого бесцентрового шлифования созданы математические модели шлифования, описывающие его наиболее существенные закономерности и являющиеся основой для временной стабилизации и управления характеристиками процесса. На базе этих моделей разработана методика и программное обеспечение выбора строения сборного абразивного инструмента переменной характеристики для реализации многостадийной высокопроизводительной обработки. Разработаны также новые способ и сборный абразивный инструмент для шлифования, расширяющие технологические возможности метода. Новизна этих разработок защищена патентом РФ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- Разработаны математические модели процесса круглого бесцентрового шлифования для описания силовых и температурных характеристик процесса. Аналитически описаны закономерности этих явлений и определены пути управления ими на этапах проектирования и реализации процессов шлифования;

-Получено аналитическое выражение для расчета высоты профиля шероховатости поверхности Rz при круглом бесцентровом шлифовании;

- Предложено два принципа временной стабилизации характеристик процесса многостадийного бесцентрового шлифования на одном станке:

- Применение сборного абразивного инструмента переменной характеристики в осевом направлении, обеспечивающего стабильность силовых и температурных характеристик процесса;

- Поддержание стабильности режущей способности абразивного инструмента за счет периодической правки рабочей поверхности;

- Разработан новый способ и конструкция сборного абразивного инструмента для'многостадийного бесцентрового шлифования, обеспечивающие временную стабилизацию функциональных и выходных характеристик процесса шлифования, повышение производительности обработки.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- Разработана методика и прикладное программное обеспечение выбора характеристик сборного абразивного инструмента при многостадийном круглом бесцентровом шлифовании, обеспечивающего стабильность сил резания в зоне обработки и требуемую шероховатость шлифуемой поверхности;

- Предложены типовые технологии высокопроизводительного круглого бесцентрового шлифования элементов автомобильных гидротолкателей, регламентирующие применение сборного абразивного инструмента переменной характеристики.

Исследования, результаты которых изложены в диссертации, проводились в рамках научно- исследовательских работ.

Основные положения диссертации докладывались в 2002- 2004 г.г. на международных, республиканских, межвузовских конференциях и семинарах. Основное содержание работы опубликовано в патенте РФ и 7 статьях.

ВЫВОДЫ

1. Исследованы функциональные (силовые, температурные) и выходные характеристики процесса бесцентрового шлифования сборным абразивным инструментом переменной характеристики. Результаты исследований подтвердили достоверность полученных теоретических расчетов сил, температур и шероховатости поверхности.

2. Разработаны методики и созданы новые устройства для исследования силовых и температурных характеристик процесса круглого бесцентрового шлифования.

3. Разработан алгоритм и программное обеспечение выбора характеристик сборного абразивного инструмента при многостадийном бесцентровом шлифовании, обеспечивающего стабильность сил резания в зоне обработки и требуемую шероховатость шлифуемой поверхности.

4. Разработан научно- технический комплекс, объединяющий теоретические основы и конструктивно- технологические средства совершенствования процессов бесцентрового абразивного шлифования, базирующийся на: прогнозировании характеристик и создание сборного абразивного инструмента, обеспечивающего стабильность силовых и температурных характеристик процесса шлифования, и требуемую шероховатость поверхности; поддержание постоянства режущих свойств сборного инструмента. Новизна технического решения разработанного комплекса защищена патентом РФ.

5. Приведена технологическая эффективность реализации результатов исследований при шлифовании элементов автомобильных гидротолкателей заключающаяся в увеличении производительности шлифования в 2,5-4,3 раза, снижении шероховатости поверхности при стабильном обеспечении требуемой точности обработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенного комплекса исследований осуществлено теоретическое и практическое решение актуальной, имеющей важное народнохозяйственное значение, научно - технической проблемы обеспечения стабильности высокоэффективного круглого бесцентрового шлифования деталей на базе разработки теоретических основ и конструктивно - технологических средств их реализации. Основные выводы по работе сводятся к следующему:

1. На базе системного подхода при моделировании основных контактных явлений (силовые, тепловые) в зоне резания при круглом бесцентровом шлифовании, получены аналитические выражения для прогнозирования этих контактных явлений, учитывающие стандартизованные параметры характеристики абразивного инструмента. Полученные основные закономерности являются основой для создания оптимизационной математической модели стабильного обеспечения требуемых производительности и качества при последовательных стадиях чернового, чистового и отделочного круглого бесцентрового шлифования, а также программного математического обеспечения выбора строения сборного абразивного инструмента переменной характеристики.

2. Установлено, что основным возмущающим фактором, определяющим временную нестабильность функциональных и выходных характеристик технологической системы бесцентрового шлифования, является износ абразивного инструмента при шлифовании.

3. Предложено два принципа временной стабилизации функциональных и выходных характеристик бесцентрового шлифования: - поддержание стабильности режущей способности абразивного инструмента за счет периодической правки рабочей поверхности через 30.40 секунд непрерывного шлифования;

- применение сборного абразивного инструмента переменной характеристики в осевом направлении, обеспечивающего стабильность силовых и температурных характеристик процесса, при последовательной многостадийной обработке на одном станке.

Оба эти принципа реализуются одновременно при шлифовании на бесцентровых круглошлифовальных станках, работающих в автоматическом цикле.

4. Получено аналитическое выражение для расчета высоты профиля шероховатости поверхности Rz при круглом бесцентровом шлифовании. Установлено, что превалирующее влияние на формирование шероховатости оказывают зернистость абразивного инструмента, глубина шлифования и продольная подача детали.

5. Разработаны методики и созданы новые устройства для исследования силовых и температурных характеристик процесса круглого бесцентрового шлифования.

6. Выполнено комплексное исследование функциональных (силовых, тепловых) и выходных (точность размера, нецилиндричность, шероховатость поверхности) характеристик процесса круглого бесцентрового шлифования сборным абразивным инструментом переменной характеристики в производственных условиях при обработке элементов гидротолкателей. Результаты исследований выявили существенные технологические преимущества разработанных решений в стабилизации функциональных и выходных характеристик процесса шлифования, приводящих к повышению производительности в 2,5-4,3 раза, исключению брака шлифуемых деталей по точностным и качественным показателям.

7. Разработан алгоритм и программное обеспечение выбора характеристик сборного абразивного инструмента при круглом бесцентровом шлифовании, обеспечивающего стабильность сил резания в зоне обработки и требуемую шероховатость шлифуемой поверхности.

8. Разработан научно - технический комплекс, объединяющий теоретические основы и конструктивно - технологические средства совершенствования процессов круглого бесцентрового абразивного шлифования базирующегося на: - прогнозировании характеристик и применения сборного абразивного инструмента, обеспечивающего стабильность силовых и температурных характеристик процесса шлифования, и требуемую шероховатость шлифуемой поверхности детали; - поддержание постоянства режущих свойств сборного абразивного инструмента. Новизна технического решения разработанного комплекса защищена патентом РФ.

9. Практическая реализация результатов исследований осуществлена внедрением технологических операций круглого бесцентрового шлифования сборным абразивным инструментом переменной характеристики на Пермском ОАО «ПАО Инкар» при изготовлении автомобильных гидротолкателей.

1. Абразивная и алмазная обработка материалов. Справочник. Под ред. А. И. Резникова. М.: Машиностроение, 1977. 390с.

2. Аврутин Ю. Д. Формирование шероховатости поверхности деталей при шлифовании периферией круга. Станки и инструмент, 1979, №7, с.21-26.

3. Аптивное управление технологическими процессами. /Ю. М. Соломен-цев, В. Г. Митрофанов, С. П, Протопопов и др.- М.: Машиностроение, 1980. 536 с.

4. Адлер Ю. П. Введение в планирование эксперимента. М.: Металлургия, 1969.157 с.

5. Анурьев В. И. Справочник конструктора- машиностроителя: в 3 т. Т.1. М.: Машиностроение, 1992. 816 с.

6. Ватанабе. Теория шлифования (часть 2- износ шлифовального круга). Перевод с японского, статья «Эндзиния- рингу». 1957. т.44, №4, ВИНИТИ, М., 1963.

7. Вибрации в технике: Справочник т.З: Колебания машин, конструкций и их элементов./ под ред. Ф. М. Диментберга и К. С. Колесникова. 1980. 544 с.

8. Вибрации при шлифовании.- Vibration improves machinig (англ.), 1963,24, №7.

9. Гинберг А. М., Грановский Ю. В., Федотова Н. Я., Колмуцкий В. С. Оптимизация технологических процессов в гальванотехнике. М.: Машиностроение, 1972.128 с.

10. Ю.ГОСТ 8,011-72. Показатели точности измерений и формы представления результатов измерений. Госстандарт СССР.

11. И.Грановский Г. И. Обработка результатов экспериментальных исследова-. ний резания металлов. М.: Машиностроение. 1982.198 с.

12. Двигатель автомобиля ГАЗ-3110 Волга. Под редакцией главного конструктора Калашникова А. А. 1998.260с.

13. Демкин Н. Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970.288 с.

14. Евсеев Д. Г. Формирование свойств поверхностных слоев при абразивной обработке. Изд-во Сарат. ун-та, 1975. 126 с.

15. Евсеев Д. Г., Сальников А. Н. Физические основы процесса шлифования. Изд-во Сарат. ун-та, 1978.128 с.

16. Журавлев В. Н. Машиностроительные стали. Справочник. М.: Машиностроение, 1992.246 с.

17. Ипполитов Г. М. Абразивно- алмазная обработка. М.: Машиностроение, 1969.336 с.

18. Капанец Э. Ф., Кузьмич К. К., Прибыльский В. И., Тилигузов Г. В. Точность обработки при шлифовании. Мн.: Наука и техника, 1987. 152 с.

19. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 487 с.

20. Кацев П. Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1974.231 с.

21. Кащук В. А., Верещагин А. Б. Справочник шлифовщика. М.: Машиностроение, 1988.480 с.

22. Королев А. В., Новоселов Ю. К. Теоретико- вероятностные основы абразивной обработки. Часть 2. Взаимодействие инструмента и заготовки при абразивной обработке. Изд-во Сарат. ун-та, 1989.160 с.

23. Королев А. В. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов. Изд-во Сарат. унта, 1975.202 с.

24. Корчак С. Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974.280 с.

25. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. 831 с.

26. Крагельский Н. В. Трение и износ. М.: Машгиз, 1962. 383с.

27. Кузнецов В. Д. Физика твердого тела. Т. IV, Томск. Полиграфиздат, 1947.

28. Кулаков Ю. М., Хрульков В. А., Дудин- Барковский Н. В. Предотвращение дефектов при шлифовании. М.: Машиностроение, 1975.

29. Левин В. И. Краткий справочник шлифовщика. М.: Машиностроение, 1968.188 с.

30. Линник Ю. В., Хусу А. П. Математико- статистическое описание неровностей профиля поверхности при шлифовании. Инженерный сборник АН СССР, 1954. №20.

31. Лоладзе Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1982. 320 с.

32. Лоладзе Т. Н., Бокучава Г. В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение, 1967.113 с.

33. Лурье Г. Б. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1969. 175 с.

34. Лурье Г. Б. Прогрессивные методы круглого наружного шлифования. Л.: Машиностроение, 1984. 98 с.

35. Малкин С., Кук Н. Износ шлифовальных кругов. Конструирование и технология машиностроения, 1971. №4.237-252 с.

36. Маслов Е. Н. Теория шлифования материалов. М.: Машиностроение, 1974. 320 с.

37. Маслов Е. Н. Механизм работы абразивного зерна при шлифовании // Основные вопросы высокопроизводительного шлифования. Сб. науч. тр. М.: Машгиз, 1960. 5-29 с.

38. Маслов Е. Н. Основные закономероности высокопроизводительного шлифования. // Высокопроизводительное шлифование./ АН СССР, 1962. 3017 с.

39. Маталин А, А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. M.-JL: Машиностроение, 1970. 315 с.

40. Маталин А. А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства машин. M.-JI.: Машгиз, 1956.252 с.

41. Маталин А. А. Технология машиностроения. JL: Машиностроение, 1985. 496 с.

42. Мацуи Масаки, Седзи Кацуо. Исследование эффективных режущих кроIмок шлифовального круга. «Сэймицу кикай», 1968. т.34, №11. 743 с.

43. Методы борьбы с прожогами при шлифовании зубчатых колес. Руководящие технические материалы 333-05 М.: НИАТ, 1966.72 с.

44. Миллер Э. Э. Техническое нормирование труда в машиностроении. М.: Машиностроение, 1972. 248 с.

45. Михелькевич В. Н. Автоматическое управление шлифованием. М.: Машиностроение, 1975.304 с.

46. Митрофанов Е. П., Гульков Ю. А., Куликов Д. JI. Автоматизация технологической подготовки производства. М.: Машиностроение, 1974. 360 с.

47. Муцянко В. И. Бесцентровое шлифование. Л.: Машиностроение, 1967. 264 с.

48. Муцянко В. И. Абразивная заточка и доводка режущих инструментов. JT.: Машиностроение, 1967.158 с.

49. Немец Н. Практическое применение тензорезисторов. М.: Энергия, 1970

50. Новоселов Ю. К., Татаркин Е. Ю. Обеспечение стабильности точности деталей при шлифовании. Саратов. Изд-во Сарат. ун-та, 1988. 128 с.

51. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени и времени на обслуживание рабочего места, на работы, выполняемые на металлорежущих станках. (Массовое производство).-М.: Экономика, 1988. 336 с.

52. Общемашиностроительные нормативы времени для инструментальных и доводочных работ. М.: Экономика, 1986. 248 с.

53. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания. 4.II. М.: Экономика, 1990.386 с.

54. Островский В. И. Теоретические основы процесса шлифования. JL: Изд-во Ленинград, ун-та, 1981.144с.

55. Паршаков А. Н., Напарьин Ю. А., Потемкин В. И., Ярмонов Н. А. Аналитические методы исследования тепловых явлений при шлифовании. Уч. пособие / Перм. государств, ун-т. Пермь, 1977. 72 с.

56. Петрусевич А. И. Контактная прочность деталей машин. М., 1969. 242 с.

57. Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисление. М.: Наука, 1972. 456 с.

58. Поздей А. В. Технологические остаточные напряжения. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.

59. Попов С. А., Малевский Н. П., Терещенко JI. М. Алмазно- абразивная обработка металлов и твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1977. 261 с.

60. Ратмиров В. А., Чубуков А. С. Состояние и тенденции развития системы ЧПУ шлифовальными станками. М.: НИИмаш, 1979. 82 с.

61. Резников А. Н., Резников Л. А. Тепловые процессы в технологических системах. М.: Машиностроение, 1990.228 с.

62. Резников А. Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1981.279 с. ' •

63. Режимы резания металлов. Справочник. /Под ред. Ю. Б. Барановского. М.: Машиностроение, 1972. 407 с.

64. Решение о выдаче патента на изобретение № 2003108147/02 (РФ) от 24.03.2003г. МПК7В24В5/18,1/0./ Свирщев В. И., Флегентов В. К., Макаров В. Ф., Подборнов И. В. Способ бесцентрового шлифования.

65. Розенберг А. М., Еремин А. Н. Элементы теории резания металлов. М.: Машгиз, 1966.423 с.

66. Романов В. Ф., Авакян В. В. Технология алмазной правки шлифовальных кругов. М.: Машиностроение, 1980.118 с.

67. Рыжов Э. В. Контактная жесткость деталей машин. М.: Машиностроение, 1966.194 с.

68. Рыжов Э. В., Суслов А. Г., Федоров В. П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. 176 с.

69. Рыжов Э. В., Аверченков В. Н. Оптимизация технологических процессов механической обработки. Киев: Наук, думка, 1989.192 с.

70. Сальников А. Н. Трение шероховатых поверхностей в экстремальных условиях. Изд-во Сарат. ун-та, 1987.136 с.

71. Сальников А. Н. Системный анализ процессов абразивной обработки.-Автореф. дис. на соиск. учен. степ, доктора техн. наук.- Челябинск, 1989. 38 с.

72. Сато К. Выражения для расчета силы резания при шлифовании. «Сэйми-цу кикай», 1951. т. 17, №3. 92 с.

73. Свирщев В. И. Технологические основы и обеспечение динамической стабилизации процессов шлифования: Автореф. дис. на соиск. учен. степ, доктора техн. наук.- Ижевск, 1997.38 с.

74. Свирщев В. И., Флегентов В. К., Подборнов И. В. Аналитическое описание и расчет сил резания при бесцентровом наружном шлифовании. Вестник ПГТУ «Механика и технология материалов и конструкций», №5, Пермь, 2002. с. 180-187.

75. Силин С. С. Расчет температурных полей при действии движущихся источников тепла. // Инженерно- физический журнал, 1963 т.VI. №12. с.763-766.

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

77. Справочник металлиста в 5 томах. Т.4 под ред. М. П. Новикова и П. Н. Орлова. М.: Машиностроение. 1977.720 с.

78. Справочник технолога- машиностроителя в 2-х томах. Т2 /Под ред.

79. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- 4-е изд. М.: Машиностроение, 1986. 496 с.

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

81. Степанов Ю. Н. Памятка для шлифовщиков и технологов. Руководящие материалы. Пермь, 1975.16 с.

82. Суслов А. Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987.208 с.

83. Торлин В. Н., Баталин А. С. Финишные операции в гибком автоматизированном производстве. К.: Техника, 1987.208 с.

84. Филимонов JI. Н., Приймак Ю. П., Муцянко В. И., Киселева Г. А. О геометрической структуре шероховатости шлифованной поверхности.// Труды ВНИИМаш, 1970, №12.14-18 с.

85. Филимонов JI. Н. Стойкость шлифовальных кругов. JI.: Машиностроение, 1973.130 с.

86. Филимонов JI. Н. Высокоскоростное шлифование. JL: Машиностроение, 1979.248 с.

87. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. М.: Мир, 1969.219 с.

88. Хрульков В. А. Шлифование жаропрочных сплавов. М.: Машиностроение 1964. 190 с.

89. Шальнов В. А. Шлифование и полирование высокопрочных материалов. М.: Машиностроение, 1972.272 с.

90. Шведков Е. JI. Элементарная математическая статистика в экспериментальных задачах материаловедения. Киев. Наукова думка, 1975.110с.

91. Эксплуатационные возможности шлифовальных кругов. Обзор. М.: НИИМаш., 1976.55с.

92. Эльянов В. Д. Шлифование в автоматическом цикле. М.: Машиностроение, 1980. 101 с.

93. Якимов А. В., Паршаков А. Н., Свирщев В. И., Ларшин В. П. Управление процессом шлифования. К.: Техника, 1983.183 с.

94. Якимов А. В. Абразивно- алмазная обработка фасонных поверхностей. М.: Машиностроение, 1984. 312 с.

95. Якимов А. В. Оптимизация процесса шлифования. М.: Машиностроение, 1975. 160 с.

96. ЮЗ.Ящерицин П. И., Жалнерович Е. А. Шлифование металлов. Минск, Беларусь, 1970.463 с.

97. Ящерицин П. И., Зайцев А. Г. Повышение качества шлифованных поверхностей и режущих свойств абразивно-алмазного инструмента. Мн.: Наука и техника, 1972.480 с.

98. Ящерицин П. И., Попов С. А., Наерман М. С., Прогрессивная технология финишной обработки деталей. Мн.: Наука и техника, 1978.175 с.

99. Юб.Ящерицин П. И., Жалнерович Е. А. Шлифование металлов. Минск, «Беларусь», 1982.

100. Thalemann. Erhohte Virtschaftichkeit beim Schleifen- "Fertigungstechnik und Betrib", 1963,13, №6 (нем.).

101. Salje E. Erkenntnisse iiber den Ablauft des Schleifprozesses Technische Mit-teilungen 69. Jahrgang, 1976. Heft 718,.331-338 s.