автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов за счет зерен с контролируемой формой

На правах рукописи

ШАТЬКО ДМИТРИЙ БОРИСОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛЕПЕСТКОВЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ ЗА СЧЕТ ЗЕРЕН С КОНТРОЛИРУЕМОЙ ФОРМОЙ

Специальность 05.03.01. - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск 2005

Работа выполнена на кафедре "Металлорежущие станки и инструменты" Кузбасского государственного технического университета.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Короткое А.Н.

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Литовка Г.В.

кандидат технических наук, доцент Бибик В.Л.

Ведущая организация

ОАО "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенных электрических машин и аппаратов" (НИИВЭМ) г. Кемерово

Защита состоится " 16 " ноября 2005г. В 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.269.01 в Томском политехническом университете по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского политехнического университета.

Автореферат разослан "/¿Г" ¿нс&^Я 2005г.

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

Костюченко Т.Г.

АН мцовч

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Благодаря широкой универсальности при обработке различных материалов и поверхностей на всех моделях шлифовальных станков, а также доступности изготовления и применения лепестковых кругов, данный вид инструментов нашел широкое применение во многих отраслях промышленности.

Так, шлифование и полирование лепестковыми кругами с успехом применяют при чистовой обработке на отделочных операциях как альтернативу суперфинишированию, шлифованию войлочными кругами и ручному полированию шлифовальной шкуркой. В частности, эти инструменты используют в автомобилестроении на операциях полирования коренных и шатунных шеек, поверхностей шаровых пальцев, фланцев, осей и других заготовок, к шероховатости которых предъявляются высокие требования. Кроме того, лепестковые круги успешно применяют в электротехнической отрасли для зачистки контактов и мест спайки; в инструментальной отрасли для обработки заготовок перед омеднением, никелированием и хромированием; в металлургической отрасли - для зачистки листового металла; в шинной, резиновой, обувной отраслях - для подготовки мест склейки; в деревообрабатывающей и других отраслях.

Шлифование лепестковыми кругами отличается от обработки обычными шлифовальными кругами условиями работы зерен и характеризуются рядом преимуществ. Упругое взаимодействие зерен с обрабатываемым материалом позволяет: амортизировать удар зерен об обрабатываемую поверхность, повышая стойкость инструмента; уменьшить напряженность теплового потока; ликвидировать макрорастрескивание поверхностного слоя хрупких материалов; устранить разновысотность режущих профилей, т.е. заставить работать одновременно большее число зерен; уменьшить засаливание рабочей поверхности инструмента; создать условия самозатачивания инструмента; увеличить время взаимодействия абразивного зерна с обрабатываемой поверхностью.

Суммарное воздействие всех этих положительных факторов способствует повышению производительности и качества обработки.

Однако анализ существующих данных показывает, что эксплуатационные

характеристики выпускаемых промышленностью лепестковых кругов часто не

удовлетворяют требованиям, предъявляемым им в процессе шлифования. Это,

наряду с другими причинами, во многом предопределяется тем, что лепестки

круга состоят из обычной шлифовальной шкурки, изготовленной из абразивных

зерен произвольной формы, без ориентации их относительно поверхности

основы. Это обстоятельство оказывает негативное влияние на рабочие

характеристики круга в целом, поскольку произвольная форма, геометрия и

ориентация зерен приводит к тому, что многие из них не участвуют в

совокупном процессе микрорезания, выкращи&щьь и выпетая из связки, либо

, г у г РОС. НАЦИОНАЛЬНАяТ

деформируют и нагревают металл, не срезая то. библиотека

С.1 09

В настоящее время вопросы влияния формы зерна на эксплуатационные характеристики шлифовального инструмента еще недостаточно полно и подробно изучены. Тем не менее, существующие данные, указывают на значительное влияние этого параметра на эксплуатационные свойства инструментов и эффективность процесса шлифования.

Поэтому разработка принципиально новых конструкций лепестковых кругов из зерен с контролируемой формой и изучение особенностей процесса шлифования такими инструментами представляется достаточно важной и актуальной задачей, поскольку ее решение открывает перспективу повышения эксплуатационных возможностей лепестковых кругов.

Цель диссертационной работы заключается в повышении эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов за счет зерен с контролируемой формой.

Общая методика исследований:

Работа базируется на основных положениях теории резания материалов, \

теории сепарирования сыпучих масс, теории прочности хрупких материалов и теории стохастического моделирования. В ней использованы известные и оригинальные методики подбора оптимальных режимов резания, оценки формы и прочности шлифовальных зерен, режущей способности, износа, сил и температур резания лепестковых кругов, шероховатости обрабатываемых поверхностей из разных материалов. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных и производственных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры. Для обработки массива экспериментальных данных использовались статистические методы с привлечением ПЭВМ.

Научная новизна работы состоит в:

- установлении особенностей функционирования шлифовальных зерен с различной формой в лепестковом круге;

- установлении закономерностей распределения шлифовальных зерен, используемых при изготовлении лепестковых шлифовальных кругов, по форме в зависимости от марки, зернистости и производителя;

- определении влияния формы шлифовальных зерен на выходные i параметры обработки лепестковыми кругами — режущую способность, износ,

силы резания, теплонапряженность процесса шлифования и шероховатость обработанной поверхности;

разработке математических моделей, отражающих влияние коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) на эксплуатационные характеристики лепестковых кругов.

Практическая ценность работы заключается в:

- повышении эффективности процесса разделения абразивной массы на отдельные фракции зерен с одинаковой формой, на основе использования модернизированного вибрационного сеператора;

- технологии изготовления лепестковых шлифовальных кругов из зерен с контролируемой формой;

- экспериментальных установках для изготовления опытных образцов шлифовальной шкурки - компактной электростатической линии для нанесения абразива на основу и термокамеры для сушки шлифовальной шкурки;

- новых конструкциях лепестковых шлифовальных кругов, которые содержат в своей структуре зерна контролируемой формы;

- опытной партии лепестковых шлифовальных кругов КЛ 150x30x32 13А40Н [Кф] С2А, обладающих более высокими эксплуатационными характеристиками по сравнению со стандартными кругами, что подтверждается результатами как лабораторных, так и производственных испытаний;

- практических рекомендациях по выбору лепестковых кругов с определенной формой зерна и режимов шлифования ими для конкретного вида работ, позволяющих более эффективно и рационально использовать возможности инструмента.

Реализация результатов работы. Опытные образцы лепестковых шлифовальных кругов внедрены на ОАО "НИИВЭМ" (г. Кемерово), ООО "ФАЛАР" (г. Кемерово), ОАО "КЕМЕРОВОХИММАШ" (г. Кемерово), ООО "Машиностроительный завод "БАСК" (г. Кемерово), ООО "Завод Победит" (г. Киселевск). Кроме того, разработки, выполненные по теме диссертации, используются в учебном процессе для студентов специальности 12.02.00. " Металлообрабатывающие станки и комплексы", КузГТУ.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на межрегиональных научно-практических конференциях "Ресурсосберегающие технологии в машиностроении" (г. Бийск, 2001, 2002, 2003 г.г.), на Всероссийской научно-практической конференции "Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении" (г. Юрга, 2001, 2003, 2004 г.г.); на I региональной научно-практической конференции "Потенциальные возможности региона Сибири и проблемы современного сельскохозяйственного производства" (г. Кемерово, 2002 г.); на областной научной конференции "Молодые учёные Кузбассу" (г. Кемерово, 2003 г.); на П Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы повышения эффективности металлообработки на современном этапе" (г. Новосибирск 2004, 2005 г.г.); на II международной научно-технической конференции "Современные проблемы машиностроения"

(г. Томск, 2004 г.); на региональном конкурсе "Инновации и изобретения года" (г. Кемерово, 2005 г.). По итогам данного конкурса за оригинальность конструкции лепесткового круга получен Диплом I степени. Результаты диссертационной работы обсуждались также на научных семинарах кафедры "Металлорежущие станки и инструменты", КузГТУ в период с 2001 по 2005 г.г., на кафедре "Технологии автоматизированного машиностроительного производства" Томского политехнического университета в 2005 г., на семинаре Кузбасского регионального инновационного центра (г. Кемерово 2005 г.), на техсовете ОАО "НИИВЭМ" (г. Кемерово, 2005 г.). Краткое описание разработок, выполненных в рамках диссертационной работы, представлено на сайте "Ученые Кузбасса". Отдельные части работы докладывались во время научной стажировки в Техническом университете г. Кемнитц, а также на

б

фирмах по производству шлифовальных инструментов "Rottluff" и "Dronco" (Германия, 2003 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в числе которых 2 патента на изобретения РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения, списка литературы и приложения, изложенных на 202 страницах машинописного текста, содержит 97 рисунков, 5 таблиц, список литературы, включающий 131 наименование.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, кратко изложено содержание разделов, сформулированы научная новизна и практическая ценность.

В первой главе представлен анализ методов обработки лепестковыми кругами и характеристики процесса шлифования ими. Приведен обзор по разновидностям конструкций, составу лепестковых кругов и области их применения. Представлен анализ данных, посвященных износу лепестковых кругов, а также форме, рельефу и геометрии абразивного зерна. Рассмотрены пути повышения работоспособности лепестковых шлифовальных кругов.

На основе работ А.И. Гдалевича, Н.В. Костина, JI.A. Панькова, М.Е. Улановой, В.А. Щеголева и других исследователей изучены особенности и закономерности обработки лепестковыми кругами и другими эластичными инструментами из шлифовальной шкурки.

Проведенный патентно-литературный анализ показал, что, несмотря на большое многообразие типов и конструкций лепестковых кругов, рабочие характеристики данных инструментов часто не удовлетворяют требованиям, предъявляемым им в процессе шлифования. Это обстоятельство побуждает как отдельных исследователей, так и коллективы на предприятиях самостоятельно разрабатывать новые варианты конструкций лепестковых кругов.

Однако работы по повышению эксплуатационных свойств лепестковых кругов ведутся преимущественно по пути повышения жесткости лепестков за счет импрегнирования, повышения плотности их упаковки, улучшения качества крепления лепестков в ступице и т.п. Общей чертой таких работ является то, что в конструкции круга используются лепестки, выполненные из стандартной шлифовальной шкурки, которая изготовлена из абразивных зерен произвольной формы, с хаотичным их расположением.

Поскольку зёрна даже одной зернистости имеют большой разброс по своей форме, меняющейся в диапазоне - от изометрических до игольчатых разновидностей, выпускаемые серийно шлифовальные инструменты, имеют структуру и рельеф рабочего слоя в виде неупорядоченно расположенных шлифовальных зёрен, значительно различающихся по форме.

Влияния формы абразивного зерна на его прочностные и режущие свойства, а, следовательно, и на эксплуатационные характеристики жестких шлифовальных инструментов, изготовленных из него, отмечено в трудах Д.Б.

Ваксера, Н.И. Волского, Г.М. Гаврилова, М.В. Каменцева, А.Н. Короткова, Г.Б. Лурье, А.Н. Резникова, A.B. Рыбакова.

Что касается работ, рассматривающих вопросы влияния формы абразивного зерна на эксплуатационные характеристики лепестковых кругов, то проведенный патентно-литературный анализ показал их отсутствие.

По итогам анализа была поставлена цель работы и сформулированы задачи исследований.

Вторая глава посвящена исследованию теоретических основ работы шлифовальных зерен с разной формой в лепестковом круге и подбору математического аппарата для обработки экспериментальных данных.

Показано, что форма зерна, количественно характеризуемая параметром "коэффициент формы" Кф, может активно повлиять на режущую способность, как самого зерна, так и всего инструмента в целом.

Посредством метода стохастического моделирования разработаны математические модели, отображающие влияние коэффициента формы (Кф) шлифовальных зёрен на эксплуатационные характеристики лепестковых шлифовальных кругов - режухцую способность (Q), износ круга (q), силы резания (Ру и PJ, теплонапряженность процесса шлифования (Т°С) и шероховатость обработанной поверхности (RJ:

Для построения моделей использовался программный пакет "STATISTICA 6.0". Данное программное обеспечение позволило обработать полученный массив экспериментальных данных и исследовать форму связи

между выходными параметрами процесса шлифования и коэффициентом

к

формы (Кф) шлифовального зерна в виде: Ln (у) = ]Г Ь,- In х, +Ь0. С помощью

/-1

программы производилась не только оценка неизвестных параметров, но и исследовалась значимость регрессии и адекватность построенной модели исходным данным. Так, адекватность моделей проверялась по F-критерию Фишера. Полученные регрессии имели высокую значимость, коэффициент корреляции при этом составлял 0,8 — 0,94.

В третьей главе рассмотрены вопросы сепарации абразивных материалов по признаку формы. Проведенный литературный анализ по данной проблеме показал, что для классификации абразивов по признаку формы наиболее приемлем и оптимален вибрационный метод. Суть принципа действия

_ Горизонталь

Рис. 1 Схема действия сил на частицу при вибрации наклонной деки

Передвижение абразивных частиц происходит в результате комбинированного действия сил собственной тяжести, трения и вибрационного воздействия.

Принимая во внимание то, что вибрационные сепараторы сочетают в себе простоту конструкции, приемлемую производительность и хорошее качество рассева на кафедре "МСиИ", КузГТУ, был спроектирован и изготовлен опытный вибрационный сепаратор для сортировки абразивов по форме (рис. 2).

Рис. 2 Общий вид вибрационного сепаратора

На данном вибрационном сепараторе был произведен рассев ряда абразивных материалов по признаку формы. Так, в качестве абразива для последующего изготовления опытной партии лепестковых кругов были взяты зерна нормального электрокорунда 13А40 производства ОАО "Юргинские абразивы". Для изучения результатов вибрационного сепарирования дополнительно был произведен рассев белого электрокорунда 25А40, нормального электрокорунда 13А50 и его немецкого аналога NK 36.

При помощи специального программного обеспечения, была проведена оценка формы рассеянных абразивных зерен. Количественная оценка формы зерна производилась по параметру "коэффициент формы", представляющего собой отношение диаметра описанной Don вокруг проекции рассматриваемого зерна окружности к диаметру вписанной в проекцию зерна окружности Dm:

В результате проведенных исследований было выявлено, что шлифовальные зерна нормального электрокорунда 13 А, используемые при изготовлении лепестковых кругов, имеют значительный разброс по признаку формы от изометрической разновидности со средним коэффициентом формы Кф= 1,2 до игольчатой (пластинчатой) разновидности Кф = 2,2 (рис. 3).

Проведенный количественный анализ результатов рассева этого и других абразивов по форме показал, что сравнительно небольшое количество шлифовальных зерен как отечественных, так и зарубежных производителей имеет изометрическую Кф- 1,0-1,4 и игольчатую (пластинчатую) форму Кф > 1,8, а основная же масса зёрен укладывается в диапазоне с Кф= 1,4-1,8.

Исследования показали, что форма зерна зависит также от конкретного изготовителя. Так, шлифовальное зерно марки МС-Р36 (Германия) имеет более изометричную форму, т.е. оно более овализованно по сравнению с отечественным зерном (рис. 4). Также установлено, что при увеличении размера (зернистости) шлифовального зерна нормального электрокорунда 1 ЗА, возрастает количество зёрен имеющих изометрическую (Кф = 1,0-1,4) и промежуточную форму (Кф = 1,4-1,8).

1-Кф - 1,102; 2-Кф - 1.152; Э-Кф =■ 1,29-, 4-Кф = 1,459:5-Кф - 1,33»; 6-Кф- 1,699; 7-Кф- 1,896; &-Кф = 2,116; 9-Кф- 2,241; 10-Кф-2.419

Рис. 3 Процентное содержание шлифовальных зерен марки 13А40 различной конфигурации

М, кг • 10'3

ллл

23456789 10 И Мячейга

1 - 1,4

1,4-1,8

> 1,8

Кф

Рис. 4 Массовая доля 1 кг зерна 13А50 и 1 кг МС-РЗб в зависимости от коэффициента формы

Анализ полученных результатов говорит о том, что зёрна электрокорундов различных марок и зернистостей, используемые при изготовлении шлифовальной шкурки как отечественными, так и зарубежными производителями, имеют соответственно различные массовые доли в зависимости от коэффициента формы (К^), и это, очевидно, объясняется различной технологией изготовления зерен на разных предприятиях.

Таким образом, учитывая большое влияние формы шлифовальных зёрен на эксплуатационные характеристики инструмента (в частности износостойкость, режущую способность и пр.), важно правильно её оценивать и использовать. При правильном подборе, наиболее подходящей для данных условий работы и типа инструмента формы зерна, можно добиться значительного результата.

В четвертой главе изложена технология изготовления лепестковых шлифовальных кругов, а также приведено описание конструкций опытного оборудования для реализации технологии в лабораторных условиях.

На основе анализа методов нанесения абразивного зерна на поверхность основы шкурки установлено, что наиболее эффективен электростатический метод, позволяющий изготавливать шлифовальную шкурку с высокими эксплуатационными характеристиками.

В рамках этого метода была разработана специальная конструкция компактной линии для изготовления шлифовальных шкурок, схема и внешний вид которой представлены на рис. 5.

Линия позволяет практически полностью воспроизвести в лабораторных условиях заводской технологический процесс изготовления шлифовальной шкурки, но, в отличие от заводского конвейера, здесь имеется возможность нанесения абразивных зерен с разной формой с помощью электростатического поля под различными углами наклона к поверхности основы.

и

и

а)

б)

Рис. 5 Компактная линия для изготовления шлифовальных шкурок: а) схема установки; б) вид спереди

Сушка шлифовальной шкурки после нанесения абразива на поверхность основы производилась в специально разработанной термокамере (рис. 6).

Представленная термокамера по компактности, экономичности и многофункциональности удовлетворяет требованиям лабораторных условий, где имеет место изготовление небольших опытных партий шкурок.

Рис. 6 Термокамера для сушки шлифовальной шкурки

На данном экспериментальном оборудовании были изготовлены партии опытных шлифовальных шкурок из зерен с контролируемой формой, из которых затем вырубались лепестки лепестковых кругов. Из готовых лепестков изготовлена опытная партия экспериментальных лепестковых кругов КЛ 150x30x32 13А40Н [Кф] С2 А, на конструкцию которых получен патент РФ № 2240224. Экспериментальные лепестковые круги выполнены из шкурки, содержащей отсортированные по форме абразивные зерна, которые упорядоченно расположены относительно основы лепестка (рис. 7).

б)

Рис. 7 Конструкция лепесткового круга: а) общий вид; б) участок лепестка из зерен с контролируемой формой [Патент № 2240224]

Были изготовлены три типа экспериментальных кругов: круги, содержащие в своей структуре зерна с изометрической (Кф ~ 1Д), круги из

зерен с промежуточной формой (Кф ~ 1,6) и круги из зерен с игольчатой формой (Кф ~ 2,2). Кроме того, для обеспечения сопоставимости со стандартными кругами была изготовлена партия кругов из общей неклассифицированной по признаку формы абразивной массы, средний коэффициент формы которой составлял порядка 1,75 (рис. 8).

Лепесткмый круг из зёрен с К+ « 1,2

Лаисткмый круг ю з1рен с Кф « 1,6

- , W » ' 4 - ^Г ч----' '' 4 4

' ' •4, I - / , -

\ 4

■ . . ^ - j

Лепестковый круг из зёрен сКфа 1,75

Лепестковый круг нз зёрен с Кф » 2,2

Рис. 8 Экспериментальные лепестковые круги

Пятая глава посвящена разработке методики проведения экспериментов и оценке влияния формы абразивного зерна на эксплуатационные характеристики лепестковых шлифовальных кругов.

Для оценки влияния формы абразивного зерна на показатели работоспособности лепестковых кругов, был определен перечень выходных параметров, имеющих важное значение в процессе шлифования. Согласно данным проведенного аналитического обзора, к таким параметрам следует отнести - режущую способность (0, удельный износ лепесткового круга (q), составляющие силы резания (Ру) и (PJ, температуру в зоне резания (Т °С) и шероховатость обработанной поверхности (RJ.

Исследования эксплуатационных характеристик опытных лепестковых шлифовальных кругов проводились на плоскошлифовальном станке ЗГ71 в лаборатории "Резание металлов", КузГТУ.

Лепестковый круг устанавливался на оправку шпинделя, а обрабатываемая заготовка размещалась на поверхности магнитного стола. Величина натяга (деформация) круга устанавливалась вручную маховиком, обеспечивающим точность 0,005 мм. Требуемое значение продольной подачи достигалось поворотом регулировочного крана (в данном случае величина подачи варьировались в пределах 1-5 м/мин).

Регулирование скорости испытуемого круга обеспечивалось сменным комплектом шкивов, устанавливаемых на хвостовик шпиндельного узла. Испытания проводились на скоростях 23,28,33,38,43 м/с.

На первом этапе исследований опытным путем (а также на основе рекомендаций, выявленных в ходе аналитического обзора) были определены исходные условия проведения испытаний (входные параметры), которые оставались постоянными в течение всего хода исследований с целью обеспечения сопоставимости полученных результатов. Данные параметры и их описание представлено ниже:

- характеристика лепесткового круга - КЛ 150x30x32 13А40Н [Кф] С2 А;

- материал обрабатываемых образцов и их физико-механические свойства: сталь 45 (НВ 187), 40Х (НВ 215), ШХ15 (НЯС 65);

- скорость резания (У^ - 33 м/с;

- продольная подача (Б)-3 м/мин;

- величина натяга (8) (или деформация круга) - 0,8 мм;

- время обработай (¡)-5 мин.

Проведенные исследования показали, что наибольшее влияние на процесс шлифования оказывают величина деформации круга (5) и скорость резания (Ур).

В ходе исследований также была проведена оценка прочности шлифовальных зерен 13А40 различной формы (методом одноосного сжатия на специальной установке), находящихся на рабочих элементах лепестковых кругов. Полученные результаты показали, что усилие разрушения зерен изометрической формы превосходит усилие разрушения зерен игольчатой формы (для данных условий испытаний), в среднем 1,65 раза.

Это позволяет сделать вывод, что использование изометрических зерен в структуре лепесткового круга повышает прочность микрорежущих элементов лепестков. Что касается зерен промежуточной и игольчатой формы, то чем больше их коэффициент формы, тем прочность меньше.

Количественная оценка работоспособности экспериментальных лепестковых кругов производилась по параметру "режущая способность", характеризущему съём металла в единицу времени для принятых условий испытаний.

Анализ полученных результатов показывает, что при переходе от изометрической (Кф = 1,2) к игольчатой (Кф = 2,2) разновидности формы зерна кривые режущей способности монотонно возрастают на всех видах сталей примерно в 1,56 раза (рис. 9). При переходе от стандартного круга с Кф = 1,75 к кругу с Кф = 2,2 режущая способность увеличивается в среднем в 1,21 раза, а при переходе в обратном направлении - к кругу с Кф — 1,2 режущая способность снижается в среднем в 1,29 раза.

При увеличении твердости обрабатываемой заготовки, т.е при переходе от стали 45 (НВ 187) к закаленной ШХ 15 (НЯС 65) интенсивность съема металла снижается в среднем в 1,51 раза.

О, г/мин

0,4 0,35 0,3 0,25 ОД 0,15 0,1 0,05 О

1,2 1,6 1,75 2,2 Кф

Стандартный круг

Рис. 9 Зависимость режущей способности от коэффициента формы шлифовального зерна

Рост режущей способности при переходе от кругов с (Кф = 1,2) к кругам с (Кф = 2,2) можно объяснить тем, что игольчатое зерно, имея более острые углы, в процессе микрорезания глубже внедряется в обрабатываемый материал. При этом оно срезает большую глубину стружки, в отличие от зерна изометрической формы, имеющего отрицательный передний и задний углы, которые повышают уровень пластических деформаций и трение круга о деталь. Это и приводит к снижению суммарной интенсивности съёма металла в единицу времени при работе кругами с изометрической формой зерна по отношению к кругам, содержащим в своей структуре шлифовальные зёрна игольчатой разновидности.

В результате расчетов на ЭВМ с помощью программного обеспечения "БТАтаПСА 6.0" получена математическая модель зависимости режущей способности (0) от коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) вида:

д _ ехрф. 79788 ■ 1п (Кф) - /, 70297)

Результаты исследований износа лепестковых кругов (рис. 10) показывают, что при переходе от кругов с изометрической формой зерна (Кф = 1,2) к кругам с игольчатой разновидностью зерна (Кф ~ 2,2) износ инструментов возрастает порядка в 1,3 раза. Изменение формы зерен в направлении от стандартного круга с Кф - 1,75 к кругу с изометрическими зернами (Кф = 1,2) сопровождается снижением износа инструмента в 1,10-1,16 раза в зависимости от марки стали, а увеличение коэффициента формы зерен в круге до Кф = 2,2 приводит к увеличению износа в среднем в 1,16 раза.

Повышение интенсивности износа при переходе от кругов с Кф = 1,2 к кругам с Кф - 2,2 объясняется, очевидно, тем, что зёрна игольчатой формы, имеют меньшую прочность, чем зерна изометрической формы.

—^Сталь 45 *--ШХ15

1,75

Стандартный круг

Рис. 10 Зависимость износа лепесткового круга от коэффициента формы шлифовального зерна

Модель зависимости износа лепесткового круга (д), от коэффициента формы (Кф) шлифовального зерна выглядит следующим образом:

у _ еХр(П ШШ <КФ> + 0,146439)

На рис. 11 представлен график влияния коэффициента формы (Кф) шлифовального зерна на составляющие силы резания (Ру и /у, возникающие при шлифовании: Ру,Рг = /(Кф). В качестве обрабатываемого материала применялись образцы из стали 45 (НВ 187).

Рис. 11 Влияние коэффициента формы шлифовального зерна на составляющие силы резания

Анализ приведенных зависимостей говорит о том, что при переходе от кругов с изометрической формой (Кф = 1,2) к кругам с игольчатой формой (Кф = 2Д ) радиальная составляющая силы резания возрастает в среднем в 1,8 раза, а тангенциальная составляющая возрастает в 1,66 раза. Данный рост составляющих силы резания объясняется, очевидно, повышенной

интенсивностью съема металла в единицу времени за счет увеличения глубины срезаемой стружки зернами игольчатой формы с Кф - 2,2 и, соответственно, преобладанием процесса резания над пластическими деформациями и трением лепестков круга о деталь.

В математической модели, описывающей влияние коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) на силу резания (Р), целесообразно отдельно выделить выражения для радиальной (Ру) и тангенциальной (Р^ составляющих силы резания:

— 051355 <КФ) + Ю59028),

у^ехр Рг = ехр(0,87827} <кф>'

I 869343)

На рис. 12 представлен график зависимости температуры в зоне резания (Т°С) от коэффициента формы (Кф) шлифовального зерна: Т°С =/(Кф), и марки обрабатываемого материала.

1,75

Стандартны* прут

□Сталь46

04ОХ □ШХ15

Рис. 12 Зависимость температуры на поверхности обрабатываемой заготовки, от коэффициента формы шлифовального зерна

Анализ полученных данных показывает, что обработка кругами из зерен игольчатой формы характеризуется несколько большей теплонапряженностью, чем кругами из изометрических зерен. Зафиксированная разница в абсолютных значениях температуры между кругами с изометрической и игольчатой формой зерна составляет порядка 15 - 20 °С для применяемых режимов обработки.

При увеличении твердости обрабатываемой заготовки температура в ее поверхностном слое возрастает в среднем в 1,2 раза для всех разновидностей зерен.

Полученная математическая модель зависимости теплонапряженности процесса шлифования (Т°С) от коэффициента формы шлифовального зерна (Кф), выглядит следующим образом: ехр<т....... .............

Т <Х2 = оггР-700069 ■ы (Кф) + 3,063496)

йя, мкм

Стандартный круг

Рис. 13 Влияние коэффициента формы шлифовального зерна на шероховатость обработанной поверхности

Гистограмма, изображенная на рис. 13 характеризует влияние коэффициента формы шлифовального зерна на шероховатость обработанной поверхности. Из нее видно, что обработка кругами из зерен изометрической формы позволяет достичь более высокого качества обработанной поверхности, чем кругами с игольчатой формой зерен. Так, при обработке образцов из стали 45, разница между кругами с Кф = 1,2 и с Кф = 2,2 по параметру шероховатости Яа составляет 36%. По отношению к стандартному кругу, увеличение шероховатости у игольчатых зерен составляет 18,5 %, а применение изометрических зерен приводит к уменьшению шероховатости на 17,5 %. Это можно объяснить более глубоким внедрением игольчатых зерен в поверхность обрабатываемого материала, что приводит к увеличению глубины срезаемого слоя каждым единичным зерном. В случае же использования изометрических зерен процесс резания сопровождается пластическими деформациями без значительного внедрения зерен в обрабатываемый материал и заглаживанием поверхности.

Модель, описывающая зависимость параметра шероховатости (Яа) от коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) имеет вид:

о ___(0,757623 - 1п (Кф) + 1,919368)

/\а — ехр

С целью повышения эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов были разработаны и изготовлены также другие конструкции этих инструментов, состоящих из чередующихся пакетов с различной формой абразивного зерна. Такие круги состоят из корпуса и закрепленных на нем лепестков, выполненных из шлифовальной шкурки на тканевой основе и образующих рабочую часть кругов. Лепестки разделены на пакеты, которые по периметру круга образуют равные по протяженности участки, переходящие один в другой, с лепестками сначала из игольчатых, затем промежуточных и изометрических зерен.

Проведенные лабораторные испытания показали, что введение в конструкцию лепесткового круга чередующихся пакетов с различной формой абразивного зерна оказывает положительное влияние на процесс шлифования по сравнению со стандартным кругом.

Общие выводы

1. Исследования геометрии и формы шлифовальных зёрен говорят о том, что зёрна даже одного размера (зернистости) имеют большой разброс по своей форме, меняющейся в диапазоне от изометрических до игольчатых разновидностей. Поэтому обычные шлифовальные инструменты имеют структуру и рельеф рабочего слоя в виде произвольно расположенных шлифовальных зёрен, значительно отличающихся друг от друга по форме.

2. Форма шлифовальных зёрен, используемых для изготовления лепестковых кругов и других инструментов, изменяется в широком диапазоне от изометрических до игольчатых разновидностей и это обстоятельство оказывает значительное и малоизученное влияние на эксплуатационные показатели инструментов и эффективность процесса шлифования.

3. Разделение шлифовальных зерен разных марок, зернистостей и производителей на ряд фракций с одинаковой формой возможно с помощью модернизированного вибрационного сепаратора.

4. Количественную оценку формы зерен во фракциях целесообразно проводить по параметру "коэффициент формы" и специально разработанной методики, базирующейся на использовании компьютерной программы и ЭВМ.

5. Преимущества конструкций новых лепестковых кругов по сравнению со стандартными, заключаются в том, что они содержат в своем составе зерна с контролируемой формой (патенты РФ № 2240224 и № 2245240).

6. Технология для изготовления опытной партии лепестковых шлифовальных кругов, содержит дополнительный этап классификации шлифовальных зерен по форме.

7. Экспериментальные установки - компактная электростатическая линия для нанесения и ориентации абразива относительно поверхности основы и термокамера для сушки шлифовальной шкурки позволяют в лабораторных условиях изготовить опытные образцы шлифовальной шкурки, используемой для получения лепестков круга

8. Установлена степень влияния формы абразивного зерна на такие показатели процесса шлифования, как режущая способность (0), износ круга (ф, силы резания (Ру и /у, теплонапряженность процесса шлифования (Т'С) и шероховатость обработанной поверхности (Яд).

9. Выявлено, что использование при изготовлении лепестковых кругов классифицированных по форме шлифовальных зерен игольчатой формы (Кф « 2,2) повышает режущую способность по отношению к стандартному лепестковому кругу (из зерен не классифицированных по форме) в среднем в 1,22 раза. Применение в структуре лепесткового круга зерен изометрической

формы (Кф » 1,2) позволяет уменьшить износ инструмента и шероховатость обработанной поверхности в 1,3 раза по отношению к стандартному кругу.

10. Прочность шлифовальных зерен, находящихся на рабочих элементах лепесткового круга зависит от их формы.

11. На основании полученных экспериментальных данных разработаны математические модели, отображающие влияние коэффициента формы (К^) шлифовальных зёрен на основные эксплуатационные характеристики лепестковых шлифовальных кругов: 0 = ехр<°-79788 д = ехр(°'464601 *

(Кф}~> 0,146439) п ^—(1.051355 Ы(Кф) + 2.059028} р —„(0,878275 !п(Кф) * 1,869343)

1 л у ъХр , Г 2 €Хр ,

Т°С = ехр(0,700069'(кф> + 3'063496> л = ехр<0,7!76П ^ + '■9,9Ж'

12. Рекомендации по применению новых конструкций лепестковых шлифовальных кругов, содержащих в своей структуре классифицированные по форме абразивные зерна позволяют более рационально использовать возможности инструмента, В частности, для обдирочных и черновых работ целесообразно применять лепестковые круги из зерен с большими значениями Кф (т.е игольчатой и пластинчатой формы), а для чистовых работ, где предъявляются высокие требования к качеству обрабатываемой поверхности, предпочтительны лепестковые круги с малыми значениями Кф (т.е из зерен изометрической формы).

13. Опытные образцы лепестковых шлифовальных кругов, внедренные на ОАО "НИИВЭМ" (г. Кемерово), ООО "ФАЛАР" (г. Кемерово), ОАО "КЕМЕРОВОХИММАШ" (г. Кемерово), ООО "Машиностроительный завод "БАСК" (г. Кемерово), ООО "Завод Победит" (г. Киселевск) подтвердили эффективность их использования.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Анализ методов ориентации зерен, используемых при изготовлении шлифовальных инструментов // Труды 15 научной конференции филиала ТПУ. Юрга, 2001. - С. 97-100.

2. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Установка для определения режущей способности шлифовальных шкурок // Потенциальные возможности региона Сибири и проблемы современного сельскохозяйственного производства. Материалы I региональной научно-практической конференции. Кемерово, 2002. - С. 238-241.

3. Короткое А.Н., Баштанов В.Г., Дубов Г.М., Павловец К. А., Шатько Д.Б. Модернизированный вибрационный сепаратор для сортировки абразива по форме // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении. Материалы 2-й межрегиональной научно-практической конференции с международным участием 2002 г. Алтайский гос. техн. ун-т, БТИ. Бийск, 2002. - С. 65-69.

4. Шатько Д.Б. Повышение эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов // П областная научная конференция "Молодые ученые Кузбассу": сборник трудов. Кемерово: Полиграф, 2003. - С. 283-285.

5. Короткое А.Н., Шатько Д.Б., Люкшин B.C. Термокамера для сушки шлифовальной шкурки // Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении. Труды региональной научно-практической конференции филиала ТПУ. Юрга, 2003. - С. 133-134.

6. Короткое А.Н., Люкшин B.C., Шатько Д.Б. Компактная линия для изготовления опытных шлифовальных шкурок // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении. Материалы 2-й межрегиональной научно-практической конференции 2003 г. Алтайский гос. техн. ун-т, БТИ. Бийск, 2003. - С. 94-97.

7. Короткое А.Н., Дубов Г.М., Шатько Д.Б. Оценка формы шлифовальных зерен // II Всероссийская научно-практической конференция "Проблемы повышения эффективности металлообработки на современном этапе": Обработка металлов № 2/2004. Новосибирск, 2004. - С. 43-44.

8. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Оптимизация конструкций лепестковых

кругов за счет применения зерен с контролируемой геометрией // Современные ''

проблемы машиностроения. Труды П Международной научно-технической конференции. Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - С. 542-545.

9. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Влияние формы абразивного зерна на эксплуатационные характеристики лепестковых кругов // III Всероссийская научно-практическая конференция "Проблемы повышения эффективности металлообработки на современном этапе": Обработка металлов №2/2005. Новосибирск, 2005. - С. 37-39.

10. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Лепестковый круг // Инновации и изобретения года. Материалы регионального конкурса. Кемерово, 2005. - С. 3637.

11. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Оценка прочности шлифовальных зерен различной формы, находящихся на рабочих элементах лепестковых кругов \\ III Всероссийская научно-практическая конференция "Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении": Тез. докл. конф. (Юрга, 19-21 мая, 2005 г.). Юрга. 2005. - С. 21-25.

12. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Лепестковый круг. Патент РФ № 2240224. Опубл. 20.11.2004. Бюл. № 32. ^

13. Коротков А.Н., Шатько Д.Б. Лепестковый круг. Патент РФ № 2245240. Опубл. 27.01.2005. Бюл. № 3.

Подписано в печать ¿9 об 1(6 5г Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Тираж 100 экз. Заказ й(:3 ГУ Кузбасский государственный технический университет

Г. Кемерово, ул. Весенняя, 28 Типография ГУ Кузбасского государственного технического университета, 650099, г. Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.

s

г

Р 190 ett

РНБ Русский фонд

2006-4 16382

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР: ОБРАБОТКА ЛЕПЕСТКОВЫМИ ШЛИФОВАЛЬНЫМИ КРУГАМИ.

1.1 Область применения и особенности работы лепестковых кругов.

1.1.1 Методы обработки.

• 1.1.2 Режимы и характеристики процесса шлифования.

1.2 Типы конструкций и состав лепестковых кругов.

1.2.1 Конструкции отечественных и зарубежных лепестковых кругов.

1.2.2 Состав шлифовальной шкурки для лепестков.

1.3 Износ лепестковых кругов.

1.4 Форма, рельеф и геометрия абразивного зерна в шлифовальных инструментах.

1.5 Пути повышения работоспособности лепестковых шлифовальных кругов.

1.6 Выводы.

1.7 Цель и задачи исследований.

Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ШЛИФОВАЛЬНЫХ ЗЕРЕН ЛЕПЕСТКОВОГО КРУГА И МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНщ ТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.

2.1 Теоретические основы работы шлифовальных зерен лепесткового круга.

2.1.1 Механизм взаимодействия зерен с произвольной и контролируемой формой, входящих в состав лепесткового круга, с обрабатываемой поверхностью.

2.1.2 Статическая деформация эластичных шлифовальных кру

2.1.3 Кинематика и динамика обработки лепестковыми кругами. 63 2.2 Обработка экспериментальных данных.

2.2.1 Анализ моделей износа материалов.

2.2.2 Математические модели, описывающие влияние коэффициента формы шлифовального зерна 13А40 на выходные параметры процесса шлифования лепестковыми кругами. ф 2.3 Выводы.

Глава 3 СЕПАРАЦИЯ АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ПРИЗНАКУ ФОРМЫ.

3.1 Анализ методов сепарации сыпучих материалов.

3.2 Типы вибрационных сепараторов.

3.3 Физические основы вибросепарации.

3.3.1 Режимы движения частиц и работы вибросепаратора.

3.3.2 Частота и амплитуда колебаний деки при вибросепарации.

3.4 Экспериментальный вибрационный сепаратор.

3.5 Методика оценки формы шлифовальных зерен.

3.6 Результаты рассева на экспериментальном вибросепараторе абразивов, используемых при изготовлении лепестковых кругов.

3.7 Выводы.

Глава 4 ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОД

СТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЛЕПЕСТКОВЫХ

КРУГОВ, КОНСТРУКЦИИ ОПЫТНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ.

4.1 Типовой технологический процесс производства шлифовальных шкурок, используемых для изготовления лепестков.

4.1.1 Анализ методов нанесения абразивного зерна на основу и ориентации относительно нее.

4.2 Оборудование, используемое при изготовлении опытных лепестковых шлифовальных кругов.

4.2.1 Компактная линия для изготовления опытной шлифовальной шкурки.

4.2.2 Термокамера для сушки шлифовальной шкурки.

4.3 Конструкция опытных лепестковых кругов из зерен с контролируемой формой.

4.4 Конструкция лепестковых кругов из чередующихся пакетов

4 лепестков с контролируемой формой зерна.

4.5 Выводы.

Глава 5 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ АБРАЗИВНОГО ЗЕРНА

НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕПЕСТКОВЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ.

5.1 Оценка прочности шлифовальных зерен различной формы, находящихся на рабочих элементах лепестковых кругов.

5.1.1 Разрушение хрупких материалов и существующие методы определения прочности абразивных материалов.

5.1.2 Лабораторная установка для оценки прочности шлифовальных зерен.

5.1.3 Прочность зерен нормального электрокорунда 13А40 различной формы, закрепленных на имитаторах лепестков круга.

5.2 Методика проведения испытаний.

5.2.1 Методика оценки эксплуатационных характеристик лепестковых шлифовальных кругов.

5.2.2 Оборудование, используемое для оценки эксплуатационных характеристик опытных лепестковых шлифовальных кругов.

5.2.3 Выбор обрабатываемых материалов для исследования работоспособности экспериментальных лепестковых кругов.

5.3 Исследование работоспособности опытных образцов лепестковых кругов, содержащих в своей структуре шлифовальные зёрна с контролируемой формой.

5.3.1 Определение оптимальной величины деформации (натяга) лепесткового круга.

5.3.2 Определение оптимальной величины продольной подачи.

5.3.3 Определение оптимальной скорости резания.

5.3.4 Влияние коэффициента формы шлифовального зерна на режущую способность лепесткового круга.

5.3.5 Влияние коэффициента формы шлифовального зерна на износ лепесткового круга.

5.3.6 Влияние коэффициента формы шлифовального зерна на силы резания.

5.3.7 Влияние коэффициента формы шлифовального зерна на те-плонапряженность процесса шлифования.

5.3.8 Влияние коэффициента формы шлифовального зерна на шероховатость обработанной поверхности.

5.4 Работоспособность лепестковых шлифовальных кругов, состоящих из чередующихся пакетов с различной формой абразивного зерна (Патент РФ №2245240).

5.5 Выводы.

Благодаря широкой универсальности при обработке различных материалов и поверхностей на всех типах шлифовальных станков, а также доступности изготовления и применения лепестковых кругов, данный вид инструментов нашел широкое применение во многих отраслях промышленности.

Однако анализ существующих данных показывает, что эксплуатационные характеристики выпускаемых промышленностью лепестковых кругов часто не удовлетворяют требованиям, предъявляемым им в процессе шлифования. Это, наряду с другими причинами, во многом предопределяется тем, что лепестки круга состоят из обычной шлифовальной шкурки, изготовленной из абразивных зерен произвольной формы, без ориентации относительно поверхности основы. Это обстоятельство оказывает негативное влияние на рабочие характеристики круга в целом, поскольку произвольная форма, геометрия и ориентация зерен приводит к тому, что многие из них не участвуют в совокупном процессе микрорезания, выкрашиваясь и вылетая из связки, либо деформируют и нагревают металл, не срезая его.

В настоящее время вопросы влияния формы зерна на эксплуатационные характеристики шлифовального инструмента еще недостаточно полно и подробно изучены. Тем не менее, существующие данные указывают на значительное влияние этого параметра на эксплуатационные свойства инструментов и эффективность процесса шлифования.

Поэтому, разработка конструкций лепестковых кругов из зерен с контролируемой формой и изучение всех аспектов процесса шлифования такими инструментами представляется достаточно важной и актуальной задачей, поскольку ее решение открывает перспективу повышения эксплуатационных возможностей лепестковых кругов.

Цель диссертационной работы заключается в повышении эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов за счет зерен с контролируемой формой.

Общая методика исследований: Работа базируется на основных положениях теории резания материалов, теории сепарирования сыпучих масс, теории прочности хрупких материалов и теории стохастического моделирования. В ней использованы известные и оригинальные методики подбора оптимальных режимов резания, оценки формы и прочности шлифовальных зерен, режущей способности, износа, сил и температур резания лепестковых кругов, шероховатости обрабатываемых поверхностей из разных материалов. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторных и производственных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры. Для обработки массива экспериментальных данных использовались статистические методы с привлечением ПЭВМ.

Научная новизна работы состоит в:

- установлении особенностей функционирования шлифовальных зерен с различной формой в лепестковом круге;

- установлении закономерностей распределения шлифовальных зерен, используемых при изготовлении лепестковых шлифовальных кругов, по форме в зависимости от марки, зернистости и производителя;

- определении влияния формы шлифовальных зерен на выходные параметры обработки лепестковыми кругами — режущую способность, износ, силы резания, теплонапряженность процесса шлифования и шероховатость обработанной поверхности;

- разработке математических моделей, отражающих влияние коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) на эксплуатационные характеристики лепестковых кругов.

Практическая ценность работы заключается в:

- повышении эффективности процесса разделения абразивной массы на отдельные фракции зерен с одинаковой формой, на основе использования модернизированного вибрационного сеператора;

- технологии изготовления лепестковых шлифовальных кругов из зерен с контролируемой формой;

- экспериментальных установках для изготовления опытных образцов шлифовальной шкурки - компактной электростатической линии для нанесения абразива на основу и термокамеры для сушки шлифовальной шкурки;

- новых конструкциях лепестковых шлифовальных кругов, которые содержат в своей структуре зерна контролируемой формы;

- опытной партии лепестковых шлифовальных кругов KJI 150x30x32 13А40Н [Кф] С2А, обладающих более высокими эксплуатационными характеристиками по сравнению со стандартными кругами, что подтверждается результатами как лабораторных, так и производственных испытаний;

- практических рекомендациях по выбору лепестковых кругов с определенной формой зерна и режимов шлифования ими для конкретного вида работ, позволяющих более эффективно и рационально использовать возможности инструмента.

Реализация результатов работы. Опытные образцы лепестковых шлифовальных кругов внедрены на ОАО "НИИВЭМ" (г. Кемерово), ООО "ФА-ЛАР" (г. Кемерово), ОАО "КЕМЕРОВОХИММАШ" (г. Кемерово), ООО "Машиностроительный завод "БАСК" (г. Кемерово), ООО "Завод Победит" (г. Киселевск). Кроме того, разработки, выполненные по теме диссертации, используются в учебном процессе для студентов специальности 12.02.00. "Металлообрабатывающие станки и комплексы", КузГТУ.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на межрегиональных научно-практических конференциях "Ресурсосберегающие технологии в машиностроении" (г. Бийск, 2001, 2002, 2003 г.г.), на Всероссийской научно-практической конференции "Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении" (г. Юрга, 2001, 2003, 2004 г.г.); на I региональной научно-практической конференции "Потенциальные возможности региона Сибири и проблемы современного сельскохозяйственного производства" (г. Кемерово, 2002 г.); на областной научной конференции "Молодые учёные Кузбассу" (г. Кемерово, 2003 г.); на II Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы повышения эффективности металлообработки на современном этапе" (г. Новосибирск 2004, 2005 г.г.); на II международной научно-технической конференции "Современные проблемы машиностроения" (г. Томск, 2004 г.); на региональном конкурсе "Инновации и изобретения года" (г. Кемерово, 2005 г.). По итогам данного конкурса за оригинальность конструкции лепесткового круга получен Диплом I степени. Результаты диссертационной работы обсуждались также на научных семинарах кафедры "Металлорежущие станки и инструменты", КузГТУ в период с 2001 по 2005 г.г., на кафедре "Технологии автоматизированного машиностроительного производства" Томского политехнического университета в 2005 г., на семинаре Кузбасского регионального инновационного центра (г. Кемерово 2005 г.), на техсовете ОАО "НИИВЭМ" (г. Кемерово, 2005 г.). Краткое описание разработок, выполненных в рамках диссертационной работы, представлено на сайте "Ученые Кузбасса". Отдельные части работы докладывались во время научной стажировки в Техническом университете г. Кемнитц, а также на фирмах по производству шлифовальных инструментов "Rottluff' и "Dronco" (Германия, 2003 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в числе которых 2 патента на изобретения РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения, списка литературы и приложения.

5.5 Выводы

1. Использование изометрических зерен в структуре лепесткового круга повышает прочность микрорежущих элементов лепестков. Что касается зерен промежуточной формы и игольчатых, то чем больше их коэффициент формы, тем прочность меньше. Это различие в прочности, как показали дальнейшие эксперименты, непосредственно влияет и на другие эксплуатационные показатели зерна и лепестков, изготовленных из них. Например, на режущую способность и износ.

2. Разработана методика проведения лабораторных испытаний и подобраны необходимые измерительные средства, способствующие получению достоверных экспериментальных данных и оценке степени влияния различных факторов на характеристики процесса обработки лепестковыми кругами.

3. Выходные параметры, регистрируемые при работе лепестковыми кругами, существенно зависят от рада факторов, среди которых большое значение имеют: величина натяга или деформация круга (S) и скорость резания (Vp). Для опытных лепестковых кругов была принята оптимальная величина деформаци-ии 3опт = 0,8 мм. Более значительная величина деформации сопровождается быстрым износом инструмента и возможностью вырыва лепестков из оправки, а меньшая величина деформации сопровождается недостаточной интенсивностью съема материала, при которой невозможно достоверно оценить работоспособность данного инструмента. Что касается скорости резания, то ее оптимальное значение было принято в размере 33 м/с. Большее или меньшее значение скорости круга приводило либо к интенсивному его износу либо к низкой производительности, которая не позволяла точно оценить работоспособность инструмента.

4. При переходе от изометрической (Кф = 1,2) к игольчатой (Кф = 2,2) разновидности формы зерна, находящегося в структуре лепесткового круга, кривые режущей способности монотонно возрастают на всех видах сталей примерно в 1,56 раза. В случае же перехода от зерен с Кф = 1,2 к стандартному кругу с Кф = 1,75 режущая способность возрастает незначительно в среднем в 1,29 раза. В интервале Кф = 1,75 - Кф = 2,2 наблюдается тенденция некоторого увеличения режущей способности.

При увеличении твердости обрабатываемой заготовки, т.е при переходе от стали 45 (НВ 187) в состоянии поставки к закаленной ШХ 15 (HRC 65) режущая способность снижается в среднем в 1,51 раза в зависимости от применяемой формы зерна.

Математическая модель, описывающая влияние коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) на режущую способность лепесткового круга (Q) имеет вид:

Q = (50,79788 -In (Кф)-1,70297)

5. Износ лепестковых кругов при переходе от изометрической формы зерна (Кф « 1,2) к кругам с игольчатой разновидностью зерна (Кф « 2,2) пропорционально возрастает порядка в 1,3 раза. При переходе же к кругам, изготовленным по стандартной технологии (Кф « 1,75) износ возрастает несущественно - в среднем в 1,12 раза, причём данная тенденция наблюдается в большей или меньшей степени при обработке всех разновидностей стали.

Модель зависимости износа лепесткового круга (q), от коэффициента формы (Кф) шлифовального зерна описывается выражением: п — „ytJ0,46460I -In (Кф) + 0,146439)

С/ wAL/

6. Оценка силовых зависимостей процесса шлифования опытными лепестковыми кругами говорит о том, что при переходе от кругов с изометрической формой (Кф = 1,2/к кругам с игольчатой формой (Кф = 2,2) радиальная составляющая силы резания возрастает в среднем в 1,8 раза, а тангенциальная составляющая возрастает в 1,66 раза.

В модели, описывающей влияние коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) на силу резания (Р), отдельно выделены выражения для радиальной (Ру) и тангенциальной (PJ составляющих силы резания:

О „Г1,051355 ■ In (Кф) + 2,059028) р (0,878275 ■ In (Кф) + 1,869343) л у сУ^/ ^ ± 2

7. Анализ полученных данных показывает, что обработка лепестковыми кругами характеризуется небольшой теплонапряженностью, что связано с конструктивными особенностями данного инструмента, небольшими нагрузками процесса шлифования и вентиляционным эффектом. Наибольшая зафиксированная разница в абсолютных значениях температуры между кругами с изометрической и игольчатой формой зерна невелика, и составляет порядка 15 — 20 °С для данных режимов обработки.

При увеличении твердости обрабатываемой заготовки температура в ее поверхностном слое возрастает в среднем в 1,2 раза для всех разновидностей опытных кругов.

Модель зависимости теплонапряженности процесса шлифования (Т°С) от коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) представлена выражением: joq еХр(°-700069 ■1п (КФ) + 3,063496)

8. Обработка кругами из зерен изометрической формы позволяет достичь более высокого качества обработанной поверхности, чем кругами с игольчатой формой зерен. Так, при обработке образцов из стали 45, разница между кругами с Кф — 1,2 и Кф = 2,2 по параметру шероховатости Ra составляет 36%. По отношению к стандартному кругу, увеличение шероховатости у игольчатых зерен составляет 18,5 %, а применение изометрических зерен приводит к уменьшению шероховатости на 17,5 %.

Модель, описывающая зависимость параметра шероховатости (Ra) от коэффициента формы шлифовального зерна (Кф) выглядит следующим образом: п ГО. 757623 • In (Кф) + 1,919568) л\а ёХр

9. Введение в конструкцию лепесткового круга чередующихся пакетов с различной формой абразивного зерна оказывает положительное влияние на процесс шлифования по сравнению со стандартным кругом.

185

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом данной работы является достижение поставленной цели по повышению эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов за счет зерен с контролируемой формой путем комплексного решения ряда научных и практических задач.

Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем:

1. Исследования геометрии и формы шлифовальных зёрен говорят о том, что зёрна даже одного размера (зернистости) имеют большой разброс по своей форме, меняющейся в диапазоне от изометрических до игольчатых разновидностей. Поэтому обычные шлифовальные инструменты имеют структуру и рельеф рабочего слоя в виде произвольно расположенных шлифовальных зёрен, значительно отличающихся друг от друга по форме.

2. Форма шлифовальных зёрен, используемых для изготовления лепестковых кругов и других инструментов, изменяется в широком диапазоне от изометрических до игольчатых разновидностей и это обстоятельство оказывает значительное и малоизученное влияние на эксплуатационные показатели инструментов и эффективность процесса шлифования.

3. Разделение шлифовальных зерен разных марок, зернистостей и производителей на ряд фракций с одинаковой формой возможно с помощью модернизированного вибрационного сепаратора.

4. Количественную оценку формы зерен во фракциях целесообразно проводить по параметру "коэффициент формы" и специально разработанной методики, базирующейся на использовании компьютерной программы и ЭВМ.

5. Преимущества конструкций новых лепестковых кругов по сравнению со стандартными, заключаются в том, что они содержат в своем составе зерна с контролируемой формой (патенты РФ № 2240224 и № 2245240).

6. Технология для изготовления опытной партии лепестковых шлифовальных кругов, содержит дополнительный этап классификации шлифовальных зерен по форме.

7. Экспериментальные установки - компактная электростатическая линия для нанесения и ориентации абразива относительно поверхности основы и термокамера для сушки шлифовальной шкурки позволяют в лабораторных условиях изготовить опытные образцы шлифовальной шкурки, используемой для получения лепестков круга

8. Установлена степень влияния формы абразивного зерна на такие показатели процесса шлифования, как режущая способность (Q), износ круга (q), силы резания (Ру u PJ, теплонапряженность процесса шлифования (Т"С) и шероховатость обработанной поверхности (RJ, а именно:

- при переходе от изометрической (Кф = 1,2) к игольчатой (Кф = 2,2) разновидности формы зерен режущая способность лепестковых кругов возрастает на всех видах сталей примерно в 1,56 раза. При переходе от стандартного круга с Кф — 1,75 к кругу с Кф — 2,2 режущая способность увеличивается в среднем в 1,21 раза, а при переходе в обратном направлении — к кругу с Кф — 1,2 режущая способность снижается в среднем в 1,29 раза. При увеличении твердости обрабатываемой заготовки, т.е при переходе от стали 45 (НВ 187) в состоянии поставки к закаленной ШХ 15 (HRC 65) режущая способность снижается в среднем в 1,51 раза;

- при переходе от кругов с изометрической формой зерна (Кф = 1,2) к кругам с игольчатой разновидностью зерна (Кф = 2,2) износ инструментов возрастает порядка в 1,3 раза. Изменение формы зерен в направлении от стандартного круга с Кф = 1,75 к кругу с изометрическими зернами (Кф = 1,2) сопровождается снижением износа инструмента в 1,10-1,16 раза в зависимости от марки стали, а увеличение коэффициента формы зерен в круге до Кф — 2,2 приводит к увеличению износа в среднем в 1,16 раза.

- оценка силовых зависимостей процесса шлифования опытными лепестковыми кругами говорит о том, что при переходе от кругов с изометрической формой (Кф — 1,2J к кругам с игольчатой формой (Кф — 2,2) радиальная составляющая силы резания возрастает в среднем в 1,8 раза, а тангенциальная составляющая - в 1,66 раза;

- обработка кругами из зерен игольчатой формы характеризуется несколько большей теплонапряженностью, чем кругами из изометрических зерен. Зафиксированная разница в абсолютных значениях температуры между кругами с изометрической и игольчатой формой зерна составляет порядка 15-20 °С;

- обработка кругами из зерен изометрической формы позволяет достичь более высокого качества обработанной поверхности, чем кругами с игольчатой формой зерен. Так, при обработке образцов из стали 45, разница между кругами с Кф — 1,2 и с Кф = 2,2 по параметру шероховатости Ra составляет 36%. По отношению к стандартному кругу, увеличение шероховатости у игольчатых зерен составляет 18,5 %, а применение изометрических зерен приводит к уменьшению шероховатости на 17,5 %.

9. Выявлено, что использование при изготовлении лепестковых кругов классифицированных по форме шлифовальных зерен игольчатой формы (Кф « 2,2) повышает режущую способность по отношению к стандартному лепестковому кругу (из зерен не классифицированных по форме) в среднем в 1,22 раза. Применение в структуре лепесткового круга зерен изометрической формы (Кф « 1,2) позволяет уменьшить износ инструмента и шероховатость обработанной поверхности в 1,3 раза по отношению к стандартному кругу.

10. Прочность шлифовальных зерен, находящихся на рабочих элементах лепесткового круга зависит от их формы.

11. На основании полученных экспериментальных данных разработаны математические модели, отображающие влияние коэффициента формы (Кф) шлифовальных зёрен на основные эксплуатационные характеристики лепестковых шлифовальных кругов: Q = ехр(0'79788 "/л <«*> " q = ехр(0'4б4Ш 'ы <**> +

0,146439) п (1,051355-In (Кф) + 2,059028) р (0,878275 ■In (Кф) + 1,869343) г у ехр , rz ехр , rpcQ еХр(0,700069 ■ In (Кф) + 3,063496) g ^^(0,757623-In (Кф) + 1,919568)

12. Рекомендации по применению новых конструкций лепестковых шлифовальных кругов, содержащих в своей структуре классифицированные по форме абразивные зерна, а также предложенные режимы шлифования ими, позволяют более рационально использовать возможности инструмента. В частности, для обдирочных и черновых работ целесообразно применять лепестковые круги из зерен с большими значениями Кф (т.е игольчатой и пластинчатой формы), а для чистовых работ, где предъявляются высокие требования к качеству обрабатываемой поверхности, предпочтительны лепестковые круги с малыми значениями/^ (т.е из зерен изометрической формы).

13. Опытные образцы лепестковых шлифовальных кругов, внедренные на ОАО "НИИВЭМ" (г. Кемерово), ООО "ФАЛАР" (г. Кемерово), ОАО "КЕМЕ-РОВОХИММАШ" (г. Кемерово), ООО "Машиностроительный завод "БАСК" (г. Кемерово), ООО "Завод Победит" (г. Киселевск) подтвердили эффективность их использования.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Анализ методов ориентации зерен, используемых при изготовлении шлифовальных инструментов // Труды 15 научной конференции филиала ТПУ. Юрга, 2001. - G. 97-100.

2. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Установка для определения режущей способности шлифовальных шкурок // Потенциальные возможности региона Сибири и проблемы современного сельскохозяйственного производства. Материалы I региональной научно-практической конференции. Кемерово, 2002. - С. 238-241.

3. Короткое А.Н., Баштанов В.Г., Дубов Г.М., Павловец К.А., Шатько Д.Б. Модернизированный вибрационный сепаратор для сортировки абразива по форме // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении. Материалы 2-й межрегиональной научно-практической конференции с международным участием 2002 г. Алтайский гос. техн. ун-т, БТИ. Бийск, 2002. - С. 65-69.

4. Шатько Д.Б. Повышение эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов // II областная научная конференция "Молодые ученые Кузбассу": сборник трудов. Кемерово: Полиграф, 2003. - С. 283-285.

5. Короткое А.Н., Шатько Д.Б., Люкшин B.C. Термокамера для сушки шлифовальной шкурки // Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении. Труды региональной научно-практической конференции филиала ТПУ. Юрга, 2003. - С. 133-134.

6. Короткое А.Н., Люкшин B.C., Шатько Д.Б. Компактная линия для изготовления опытных шлифовальных шкурок // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении. Материалы 2-й межрегиональной научно-практической конференции 2003 г. Алтайский гос. техн. ун-т, БТИ. Бийск, 2003. - С. 94-97.

7. Короткое А.Н., Дубов Г.М., Шатько Д.Б, Оценка формы шлифовальных зерен // II Всероссийская научно-практической конференция "Проблемы повышения эффективности металлообработки на современном этапе": Обработка металлов № 2/2004. Новосибирск, 2004. - С. 43-44.

8. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Оптимизация конструкций лепестковых # кругов за счет применения зерен с контролируемой геометрией // Современные проблемы машиностроения. Труды II Международной научно-технической конференции. Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - С. 542-545.

9. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Влияние формы абразивного зерна на эксплуатационные характеристики лепестковых кругов // Ш Всероссийская научно-практическая конференция "Проблемы повышения эффективности металлообработки на современном этапе": Обработка металлов № /2005. Новосибирск,

2005.

10. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Лепестковый круг // Инновации и изобретения года. Материалы регионального конкурса. Кемерово, 2005. - С. 36-37.

11. Коротков А.Н., Шатько Д.Б. Оценка прочности шлифовальных зерен различной формы, находящихся на рабочих элементах лепестковых кругов \\ III Всероссийская научно-практическая конференция "Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении": Тез. докл. конф. (Юрга, 19-21 мая, 2005 г.). Юрга. 2005.-С. 21-25.

12. Коротков А.Н., Шатько Д.Б. Лепестковый круг. Патент РФ № 2240224. Опубл. 20.11.2004. Бюл. № 32.

13. Коротков А.Н., Шатько Д.Б. Лепестковый крут. Патент РФ № 2245240. Опубл. 27.01.2005. Бюл. № 3.

1. Абразивные материалы и инструменты. Каталог-справочник. М.: НИИ информации по машиностроению, 1976. — 389 с.

2. Абразивная и алмазная обработка материалов / А.Н. Резников, Г.М. Гаврилов и др.; под. ред. А.Н. Резникова. — М.: Машиностроение, 1977. -384 с.

3. Абразивные материалы и инструменты. Каталог / под ред. В.Н. Тырко-ва. М.: ВНИИТЭМР, 1986. 357 с.

4. Анахин В.Д., Плисс Д.А., Монахов В.Н. Вибрационные сепараторы. — М.: Недра, 1991.-160 с.

5. А.с. 770770 СССР, МКИ5 В24 D 11/00. Абразивный лепестковый круг / В.Л. Строганов, А.А. Шорников-2723517/25-08; Заявл. 12.02.79; Опубл. 15.10.80, Бюл. №38.

6. А.с. 1033300 СССР, МКИ5 В24 D 13/00. Способ изготовления лепесткового круга / В.Н. Баев, Ю.А. Николаев, Н.В. Носов, Ю.И. Иванов 3470115/2508; Заявл. 16.07.82; Опубл. 07.08.83, Бюл. №29.

7. А.с. 1220768 СССР, МКИ5 В24 D 13/00 // В24 D 13/04. Лепестковый полировальный круг / Ф.Х. Абдрахманов, А.И. Гдалевич, В.В. Игнатов, Л.М. Натапов, В.П. Федоров 3750331/25-08; Заявл. 08.06.84; Опубл. 30.03.86, Бюл. №12.

8. А.с. 1380926 СССР, МКИ5 В24 D 13/00, 13/04. Способ изготовления лепесткового полировального круга / А.Д. Галяев, Л.А. Штейнгарт — 4031683/2508; Заявл. 26.02.86; Опубл. 15.03.88, Бюл. №10.

9. А.с. 1060453 СССР, МКИ5 В24 D 13/00 // В24 D 13/04. Способ изготовления лепесткового полировального круга /В.И. Якунин, Е.Н. Скибо — 3483428/25-08; Заявл. 23.08.82; Опубл. 15.12.83, Бюл. №46.

10. А.с. 645832 СССР, МКИ5 В24 D 13/00. Способ изготовления лепесткового полировального круга / А.А. Шорников, К.Ф. Тимофеев, В.Ф. Безлепкин, К.М. Ахметов 2483727/25-08; Заявл. 05.05.77; Опубл. 05.02.79, Бюл. №5.

11. А.с. 1346416СССР, МКИ5 В24 D 13/02. Лепестковый полировальный круг / Ю.И. Иванов, Н.В. Носов, Ю.А. Николаев, О.А. Денискина, Г.Р. Бородина -3914335/31-08; Заявл. 24.06.85; Опубл. 23.10.87., Бюл. №39.

12. А.с. 1634467 СССР, МКИ5 В24 D 13/00, 13/04. Способ изготовления лепесткового полировального круга / А. Д. Галяев, Л.А. Штейнгарт 4366189/08; Заявл.18.01.88; Опубл. 15.03.91, Бюл. №10.

13. А.с. 1219331 СССР, МКИ5 В24 D 13/02 // В24 D 13/04. Лепестковый круг / А. Д. Галяев, Л.А. Штейнгарт, А.А. Семкин 3786623/25-08; Заявл; 04.09.84.; Опубл. 23.03.86, Бюл. №11.

14. А. с. 1105236 СССР, В 03 С 7/08. Устройство для электросепарации семян по фрикционным свойствам / В.И. Тарушкин, В.М. Богоявленский, B.C. Леонов 2860961/22-03; Заявл. 29.12.79; Опубл. 30.07.84, Бюл. №28.

15. А.с. 1318299 СССР, В 03 С 7/08. Устройство для электросепарации семян / Б.И. Шихсаидов, А.Х. Бекеев, A.M. Мурзаев, Н.К. Расулов — 3998560/22-03; Заявл. 25.10.85; Опубл. 25.06.87, Бюл. № 23.

16. А.с. 1093530 СССР, МКИ5 В24 D 17/00. Электростатическая установка для производства шлифовальной шкурки / Г.Н. Лебедев, А.П. Скочко, Ю.В. Лагунов, С.М. Бабич и В .А. Борисов 3552379/25-08; Заявл. 14.02.83; Опубл. 23.05.84, Бюл. №19.

17. А.с. 1593939 СССР, МКИ5 В24 D 17/00. Электростатическая установка для изготовления шлифовальной шкурки / В.А. Ивлев, А.П. Скочко, Ю.В. Кучеров и В.И. Завидняк-4470744/25-08; Заявл. 24.05.88; Опубл. 23.09.90, Бюл. №35.

18. А.с. 400458 СССР, МКИ5 В24 D 11/00. Способ получения шлифовальной шкурки / В.И. Белов, И.В. Чиряев, Б.А. Глаголевский, Г.Ш. Ройтштейн и Н.Ф. Олофинский- 1652657/25-8; Заявл. 10.05.71; Опубл. 01.10.73, Бюл. №40.

19. А.с. 1324834СССР, МКИ5 В24 D 11/00. Электроосадительная установка для изготовления шлифовальных лент / А.С. Карамышев и И.С. Уханов -4029012/25-08; Заявл. 26.02.86; Опубл. 23.07.87, Бюл. №27.

20. Барадай В.Н., Кононенко С.Н. О фрикционной сепарации сыпучих материалов: (Труды ВНИИЗ). М.: Машиностроение, 1974. - 169 с.

21. Баштанов В.Г. Оценка разновидностей формы абразивных зерен. Методические указания. Кемерово, 2002. 6 с.

22. Богомолов Н.И. Механизм износа абразивных материалов. В кн.: Повышение износостойкости и срока службы машин. Тезисы докладов. Вып. 1. Киев 1970.-С. 30-34.

23. Бокучава Г.В. Износ и стойкость абразивного инструмента: Автореф. дис. докт. техн. наук. Тбилиси, 1968. - 25 с.

24. Боровиков В.П., Боровиков И.П. "STATISTICA". Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М., Информационно издательский дом "Филинъ", 1998. - 608 с.

25. Ваксер Д.Б. Влияние геометрии абразивного зерна на свойства шлифовального круга. Сборник статей «Основные вопросы высокопроизводительного шлифования» ИМ АН СССР. Под ред. д-ра техн. наук проф. Е.Н. Маслова. М., Машгиз, 1960. - С. 78-86.

26. Василенко П.М. Теория движения частиц по шероховатой поверхно- , сти. Киев.: УАСХИ, 1960.

27. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., "Наука", 1969. 576 с.

28. Верезуб В.Н. Шлифование абразивными лентами. М.: Машиностроение, 1972.- 104 с.

29. Влияние формы абразивного зерна на силу резания при шлифовании / Матзуо Т. и др. // CIRP Ann. 1989. - 38, № 1. - С. 323-326

30. Волский Н.И. Обрабатываемость металлов шлифованием. JI.: Маш-гиз, 1950.-72 с.

31. Гдалевич А.И., Житницкий С.И., Хрычев В.И. Полирование деталей лепестковыми кругами. М.: Машиностроение, 1980. 81 с.

32. Гдалевич А.И. Финишная обработка лепестковыми кругами. — М. Машиностроение, 1990. 112 с.

33. Гершин А.П. Абразивные материалы. JI., 1983. - 123 с.

34. Гольдин Н.Г., Чирков Н. Н. Оптимизация процессов сепарации сыпучих материалов. М.: Производственно технический бюллетень №6, 1976.

35. ГОСТ 22775-77 Круги шлифовальные лепестковые. Типы и основные размеры. М.: Издательство стандартов, 1977.

36. ГОСТ 5009-82 ГОСТ 6456-82 - ГОСТ 100054-82 Шкурка шлифовальная тканевая и бумажная. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 32 с.

37. Давыдова Г.Е. Исследование прочностных свойств абразивов и анализ их взаимодействия с обрабатываемыми материалами: Автореф. Дне. канд. техн. наук. Тбилиси, 1973. - 32 с.

38. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. Рига, "Наука", 1970. 227 с.

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

40. Заика П.М. Сепарация семян по комплексу физико-механических свойств. М.: Колос, 1978. - С. 127-130.

41. Зайцев А.Г. Влияние формы алмазного зерна на износостойкость круга при шлифовании твердых сплавов // Вестн. машиностроения. 1975. № 2. С. 76-77.

42. Иванов И. Ю., Носов Н.В. Эффективность и качество обработки инструментами на гибкой основе. М.: Машиностроение. 1985.

43. Износ абразивных зёрен шлифовального круга / Кавамура С., Ямада X., Кубо К. // «Сеймицу кикай». 1975. №3. С. 306-311.

44. Износ шлифовального круга при врезном шлифовании / Тонхофф Н. // VDJ Zeitschrift. 1989. № 11. - С. 80-83.

45. Ильичев JI.JI. Исследование влияния структуры лент на параметры процесса шлифования: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1975. - 25 с.

46. Испытание прочности алмазных зерен / Хоминэ С., Охара А.; ВЦП -№ Ц-56600. Пер. с яп. Яз. Кикай косаку. 1963. Т. 10. № 55. -С. 45-49.

47. Калинин В.Д., Дешевый А.И., Вобликов С.В. Устройство для определения ударной прочности алмазов // алмазы и сверхтвердые материалы. 1976. № 7. С. 19-21.

48. Каменцев М.В. Искусственные абразивные материалы. Л.: Машгиз, 1950. 176 с.

49. Карпов А.Б. Исследование взаимодействия зерна и связки шлифовальных инструментов при динамических нагрузках: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1973.-23 с.

50. Кащеев В.Н. Абразивное действие электрокорундовых и карборундовых зёрен при различной степени их закреплённости. — «Подшипник». М.: Машгиз, 1953. №8. - С. 27-28.

51. Кащеев В.Н. Об остроте режущих углов абразивных зёрен. «Станки и инструмент». М.: Машгиз, 1953. - С. 22-26.

52. Койфман М.И. Абразивные свойства естественных и искусственных материалов. Абразивы, ОНТИ, 1935.

53. Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение. М.: Мир, 1984. - 624 с.

54. Короткое А.Н. Исследование прочности шлифовальных инструментов с целью улучшения их режущей способности: Дис. канд. техн. наук. М., 1980. - 228 с.

55. Короткое А.Н., Люкшин B.C., Шатько Д.Б. Компактная линия для изготовления опытных шлифовальных шкурок \\ Ресурсосберегающие технологии в машиностроении: Тез. докл. конф. (Бийск, 25-26 сентября, 2003 г.). Бийск, 2003. С. 94-97.

56. Короткое А.Н., Шатько Д.Б. Оптимизация конструкций лепестковых кругов за счет применения зерен с контролируемой геометрией \\ Современные проблемы машиностроения: Тез. докл. конф. (Томск, 8-10 декабря, 2004 г.). Томск, 2004. С. 542-545.

57. Короткое А.Н., Шатько Д.Б., Молодцов А.С. Оптимизация характеристики шлифовальной шкурки для деревообработки \\ Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении: Тез. докл. конф. (Юрга, 29-30 апреля, 2004 г.). Юрга. 2004. С. 119-120.

58. Коротков А.Н., Дубов Г.М., Шатько Д.Б. Оценка формы шлифовальных зерен. Обработка металлов №2/2004. Новосибирск, 2004. С. 43-44.

59. Коротков А.Н. Прибор для контроля прочности абразивных материалов // Научно-технические достижения. 1989. № 16. С. 58-62.

60. Коротков А.Н., Шатько Д.Б., Люкшин B.C. Термокамера для сушки шлифовальной шкурки \\ Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении: Тез. докл. конф. (Юрга, 24-25 апреля, 2003 г.). Юрга, 2003. С. 133134.

61. Коротков А.Н., Щеглов В.А. Шлифовальные инструменты и процесс шлифования. Методические указания. Кемерово, 1996. 21 с.

62. Коротков А.Н. Эксплуатационные свойства абразивных материалов: Монография. — Изд-во Красноярского университета, 1992. 122 с.

63. Кудасов Г.Ф. Абразивные материалы и инструменты. 2-е изд., пере-раб. И доп. - Л.: Машиностроение, 1967. - 158 с.

64. Кузнецов В.Д. Кристаллы и кристаллизация. М.: ГИТЛ. 1953. 412 с.

65. Лоладзе Т.Н., Бокучава Г.В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение, 1967. - 112 с.

66. Лурье Г.Б. Прогрессивная технология шлифования. М.: Трудрезерв-издат, 1957. - 127 с.

67. Лурье Г.Б. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1969. 172 с.

68. Любомудров В.Н., Васильев Н.Н., Фальковский Б.И. Абразивные инструменты и их изготовление. М. - Л.: Машгиз, 1953. - 376 с.

69. Маслов Е.Н. Механизм работы абразивного зерна при шлифовании металлов. Сборник статей «Основные вопросы высокопроизводительного шлифования» под ред. д-ра техн. наук проф. Е.Н. Маслова. ИМ АН СССР. М.: Машгиз, 1962. - С. 3-17.

70. Маслов Е.Н. Основы теории шлифования металлов. М.: Машгиз, 1951.- 177 с.

71. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. М.: Машиностроение, 1974.-319 с.

72. Механические свойства абразивных зерен / Есикава X.; ВЦП № Ц-48565. Пер. с яп. Яз. - Кикай то когу. 1964. Т. 8. № 1. С. 40-46.

73. Михелькевич В.Н. Автоматическое управление шлифованием. М.: Машиностроение, 1975. 304 с.

74. Мурдасов А.В. Разрушение абразивных зерен круга при черновом и силовом шлифовании в зависимости от угла заострения // Абразивы. 1975. № 9. -С. 14-18.

75. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / В.Н. Бакуль., Ю.И. Никитин., Е.Б. Верник., В.Ф. Селех; под ред. В.Н. Бакуля. М.: Машиностроение, 1975. - 291 с.

76. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / Под ред. Ю.М. Ковальчука. — М.: Машиностроение, 1984. 288 с.

77. Островский В.И. Импрегнированный абразивный инструмент. М.: Машиностроение, 1989.

78. Панов А.А. Абразивные инструменты.- М.: Машгиз, 1948.

79. Паньков JI.A., Костин Н.В. Ленточное шлифование высокопрочных материалов. М.: Машиностроение, 1978. - 128 с.

80. Паньков Л.А., Костин Н.В. Обработка инструментами из шлифовальной шкурки. Л.: Машиностроение, 1988. - 235 с.

81. Патент 2245240 С1 В 24 D 13/00.Лепестковый круг / А.Н. Коротков, Д.Б. Шатько-заявл. 30.09.2003.; Опубл. 27.01.2005, Бюл. №3.

82. Патент 2240224 РФ, 7 В 24 D 13/00, 11/00. Лепестковый круг / А.Н. Коротков, Д.Б. Шатько заявл. 04.12.2002.; Опубл. 20.11.2004, Бюл. №32.

83. Плисс Д.А. Классификация шлифзерна и шлифпорошков на вибрирующей поверхности: (труды ВНИИАШ №3). М. — Л.: 1966. - С. 19-22.

84. Плисс Д.А. К теории вибрационной сепарации: (Известия АН СССР) — Механика твёрдого тела. 1967. №4. С. 25-31.

85. Попов С.А., Малевский Н.П., Терещенко JI.M. Алмазно-абразивная обработка материалов и твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1977. - 263 с.

86. Попов B.C., Шумикин А.Б. Изнашивающия способность и механические свойства зёрен абразивов // Абразивы. 1970. — Т. 16, № 2. С. 1-18.

87. Попов Г.М., Шафрановский И.И. Кристаллография, изд. 2-е. Госгео-лиздат, 1947.

88. Применение шлифовальной шкурки на тканевой основе и изделий из нее. Методические рекомендации / Под ред. Н.И. Беловой. М.: ВНИИТЭМР, 1986. -39 с.

89. Программа "Zerno". Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611938 от 22.08.2003г.

90. Разрушение. Т. 7. Разрушение неметаллов и композитных материалов. Ч. 1. Неорганические материалы / Пер. с англ. Яз. Ред. Р. Любовиц. М.: Мир, 1976. - 633 с.

91. Раскалывание кромок абразивных зёрен / Тошияки О. и др. // Seimitsu kogakkaishi J. Jap. Soc. Precis. Eng. 1989. № 3. - C. 551-556.

92. Ратнер С.Б. Об энергии активации процесса механического разрушения полимеров. ДАН СССР, 1968, т. 183, №6. С. 1297-1300.

93. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твёрдых тел. М.: Наука, 1974. - 560 с.

94. Резников А. Н., Мовла Заде В.З. Исследование устойчивости алмазных зёрен в связке алмазно-абразивного инструмента // Синтетические алмазы. 1972. № 5. - С. 5-10.

95. Рыбаков В.А., Карташев A.M. Состояние и перспективы развития абразивного инструмента. "Станки и инструмент". 1972. № 4. - С. 35-36.

96. Третьяков И.П., Аршинов В.А., Киселев Н.Ф., Синопальников В.А. Лабораторные работы по курсу "Резание металлов". М.: Машиностроение, 1965.

97. Ферстер Э. Ренц Б., Методы кореляционного и регресионного анализа. М.: Финансы и статистика, 1983. - 302 с.

98. Филимонов Л.Н., Зубарев Ю.М., Приемышев А.В. Прочность и износостойкость абразивных зерен при высокоскоростном микрорезании // Абразивы. 1978.№9.-С.4-6.

99. Филимонов Л.Н. Стойкость шлифовальных кругов. Л., "Машиностроение", 1973. 133 с.

100. Хрущёв М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М: Наука, 1970. - 250 с.

101. Цеснек Л.С. Механика и микрофизика истирания поверхностей. М.: Машиностроение, 1979. - 264 с.

102. Черепанов Т.П. Механика хрупкого разрушения. М.:Наука,1974.640 с.

103. Чудаков Е.А. Качение автомобильного колеса. М.: АН СССР, 1948. -200 с.

104. Шальнов В.А. Шлифование и полирование высокопрочных материалов. М.: "Машиностроение", 1972. - 242 с.

105. Шатько Д.Б. Повышение эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов \\ Молодые ученые Кузбассу: Тез. докл. конф. (Кемерово, ноябрь-декабрь, 2002 г.). Кемерово, 2003. С. 283-285.

106. Шлифование единичным абразивным зерном / Мацуо Т. // Kikai по kenkju. Sci. Mach., 1987, 39. № 4. - С. 489-494.

107. Щеголев В.А., Дмитриев А.П., Меткин А.П. Обработка эластичными шлифовальными кругами. ЛДНТП, 1969. 42 с.

108. Щеголев В.А., Уланова М.Е. Эластичные абразивные и алмазные инструменты. JL: Машиностроение, 1977. -183 с.

109. Эфрос М.Г., Миронюк B.C. Современные абразивные инструменты // Под ред. З.И. Кремня. — 3-е изд., перераб. и доп. JL: Машиностроение, 1987. -158 с.

110. Якимов А.В. Оптимизация процессов шлифования. М., "Машиностроение", 1975. 176 с.

111. Ящерицын П.И., Зайцев А.Г. Влияние формы зерна на работоспособность алмазного инструмента // Докл. АН БССР. 1982. T.XXVI. №2. - с. 134-137.

112. Ящерицын П.И., Зайцев А.Г. Повышение качества шлифованных поверхностей и режущих свойств абразивно-алмазного инструмента. Минск, "Наука и техника", 1972. 475 с.

113. Ящерицын П.И., Еременко M.JL, Фельдштейн Е.Э. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах. Минск.: Вы-шэйшая школа, 1990. -510 с.

114. Backer W. R. and Merchant М. Е. On the Basic Mechanics of the Grinding "Transaction of ASME" 1958, 80, №1, - P. 141-148.

115. Dettinger Schleifmittel GmbH. Production programme. St. Ingbert, 2003. - 20 p.

116. Goebfert G. I., Williams Josephine L. The wear of Abrasives in Grinding "Mechanical Engineering" 1959, 81, № 4, P. 69-73.

117. Gohn C., Mc. Mullen. Rodlike abrasive shapes better wheel performance. "Steel" 1962, №18,- 151 c.

118. Hermes Schleifmittel GmbH & Co. Production programme. Hamburg, 2002. - 76 p.

119. Jang C.T., Shaw M. C. The grinding of Titanium Alloys. "Transaction of ASME", 1955, №5-646 p.

120. Molemab GmbH Schleifmittel. Umfangreiches programm von schleifmittel und diamantwerkzeugen. Remscheid, 2003. - 8 p.

121. Peklenik I. Der Mechanismus des Schleifens und die Uberscheifzahl. -Industrie Anzeiger. 1958, №1 - P. 10 -17.

122. Peklenik I. Untersuchungen iiber das Verschleifkriterium beim Sclileifen, Industrie Anzeiger. 1959, №27, - P. 397 -402.

123. Reichenbach I. S., Mayer I.E., Kalpakciogly S., Shaw M. C. The role of Chip Thikness in Grinding "Transaction of ASME", (78) 4, 1956. - P. 847-859.