автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности внутреннего шлифования на основе разработки продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем

На правах рукописи

ПОДЭОЛКОВ МАКСИМ ГЕННАДЬЕВИЧ

I

»

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНУТРЕННЕГО ШЛИФОВАНИЯ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ ПРОДОЛЬНО-ПРЕРЫВИСТЫХ КРУГОВ С АКСИАЛЬНО-СМЕЩЕННЫМ РЕЖУЩИМ СЛОЕМ

05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел 2003

Работа выполнена в Орловском государственном техническом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Степанов Юрий Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Емельянов Сергей Геннадьевич

кацщдат технических наук, доцент Бппутин Сергей Геннадьевич

Ведущге предприятие

ОАО «Ливгвдромаш» (г. Ливны)

Защита диссертации состоится "10" октября 2003 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.182.06 при Орловском государственном техническом университете.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета (302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29)

Автореферат разослан "8" сентября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических на>

Ю. В. Василенко

1 4 ( ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Эксплуатационные показатели деталей машин и механизмов зависят от качества их рабочих поверхностей, которое, как правило, окончательно формируется на финишных операциях механической обработки. Среди них одной из распространенных является шлифование, отличающееся многообразием методов и способов реализации.

При обработке отверстий важное место занимает внутреннее шлифование. Присущие внутреннему шлифованию особенности: малая жесткость шлифовального шпинделя, большая длина дуги контакта абразивного круга с заготовкой, неблагоприятные условия стружко- и теплоотде-ления, сложность подачи С01С в зону резания ограничивают технологические возможности этого способа. Кроме того, технические и технологические возможности современного внутрипшифовального оборудования в существенной степени ограничены применяемым абразивным инструментом. Поэтому разработка новых конструкций абразивного инструмента является большим резервом совершенствования процесса и технологии внутреннего шлифования.

Эффективным методом повышения производительности обработки и качества поверхностного слоя обработанных изделий, снижения тепло-напряженности процесса шлифования является изменение схемы съема припуска путем применения кругов для дискретного шлифования, которое наиболее технологично можно осущгствигь выполнением рабочей поверхности инструмента рельефной (в вице равномерных выступов и впадин) или обеспечив "бегущий", или сканирующий контакт шлифовального круга и заготовки. Одним го способов реализации последнего является установка стандартного шлифовального круга под углом к оси его вращения с последующей правкой.

Обеспечение прерывания зоны контакта по первому методу определяет значительное усложнение конструкции инструмента, ударный характер процесса резания, сопровождающийся развитием вибраций, повышенный износ круга и уровень требований к жесткости технологической системы.

При шлифовании с бегущим контактом зона резания перемещается по обрабатываемой поверхности не только в направлении подачи, но и совершает синусоидальные перемещения вдоль образующей заготовки, перпендикулярные вектору окружной подачи заготовки, с частотой, равной удвоенной частоте вращения шлифовального круга. Натяг в технологической системе при этом не изменяется, что не выдвигает особых тре-

бований к ее жесткости. Однако увеличение угла наклона и

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.Петербург ОЭ Ш^мЮРб

геометриче-

ских размеров инструмента ограничено динамическими условиями, стойкостью и прочностью шлифовального круга, что уменьшает ширину обработки, производительность и эффективность снижения теплонапряжен-ности процесса съема припуска.

Поэтому совершенствование процесса внутреннего шлифования с бегущим контактом, направленное на расширение его технологических возможностей, повышение производительности и качества обработанных поверхностей за счет изменения схемы резания, геометрии шлифовальных кругов и обеспечения их уравновешенности является актуальным.

Научное исследование по теме диссертационной работы выполнено при поддержке следующих проектов и грантов:

ШП №04.01.041 Минобразования России «Совершенствование технологии абразивно-алмазной обработки путем применения продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем» (2002 г.)

Грант МО ТОО-6.3-1757 «Совершенствование технологии абразивно-алмазной обработки инструментом с квазидискретным контактом и упругими связями» (2002 г.)

Цель работы: повышение эффективности процесса круглого внутреннего шлифовании путем создания продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

- установить кинематические закономерности процесса шлифования продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещгнным режущим слоем, позволяющие обоснованно выбирать значения конструктивных параметров инструмента и технологических режимов обработки;

- разработать пространственно-геометрические схемы съема припуска при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем;

- разработать методику балансировки продольно- прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем в процессе их щэоектирова-ния и эксплуатации;

- разработать теплофизическую модель шлифования продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смененным режущим слоем, учитывающую кинематические особенности и дискретность процесса обработки;

- провести исследования влияния технологических факторов на шероховатость, среднюю температуру обрабатываемой заготовки и вибрации технологической системы;

- разработать абразивные инструменты и технологическую оснастку для реализации результатов работы.

Методы исследования. При выполнении работы использовались научные основы технологии машиностроения, методы системного анализа, теории шлифования, теории резания металлов, механики деформируемого твердого тела, многофакгорного планирования экспериментов и статистического аналюа, математического моделирования и программирования.

Научная новизна работы:

- установлены кинематические, динамические и теплофизические закономерности процесса внутреннего шлифования продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем;

- установлены закономерности формирования шероховатости поверхности, температуры нагрева заготовки и вибраций технологической системы в зависимости от конструктивно-технологических параметров инструмента и режимов обработки;

- созданы новые конструкции продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем и технологическая оснастка для реализации процессов шлифования таким абразивным инструментом.

Достоверность полученных результатов подтверждается эксперт ментальными исследованиями, проверкой адекватности полученных математических уравнений, результатами экспериментально-промышленных испытаний, использованием современных поверенных средств контроля, внедрением разработанных конструкций инструментов и способов шлифования в производство.

Практическая ценность работы:

- разработан, изготовлен и прошел производственные испытания ряд запатентованных конструкций продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем и технологических процессов с их использованием, обеспечивающих повышение эффективности внутреннего шлифования;

- разработаны методика балансировки продолыкнтрерывистых шлифовальных кругов, алгоритмы и пакет прикладных программ проектирования динамически самоуравновешенных инструментов и выбора технологических условий обработки;

- разработаны способы и устройства формирования аксиально-смешенного режущгго слоя инструмента и подачи СОТС в зону резания.

Автор защищает:

1. Результаты теоретических исследований процесса внутреннего шлифования продольно-прерывистым и кругами с аксиально-смещенным режущим слоем: кинематическую и теплофизическую модели, результаты

анализа динамической неуравновешенности и методику балансировки продольно-прерывистых кругов в процессе их проектирования и эксплуатации.

2. Вгзультаты экспериментальных исследований влияния технологических факторов внутреннего шлифования продольно-прерывистым кругом с аксиально-смещенным режущим слоем на шгроховатость обработанной поверхности вибрации технологической системы и изменение температуры процесса.

3. Конструкции продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиальносмещенным режущим слоем, способы и устройства для формирования рабочей поверхности кругов и подачи С01С.

Апробация работы: основные положения работы докладывались на международных научно-технических конференциях: "Авиационно-космическая техника и технология" (Харьков, 1999, 2002) "Инженерно-физические проблемы авиационной и космической техники" (Егорьевск, 1999, 2002) "Интеграция отраслевой и вузовской науки: проблемы современного машиностроения" (Вэстов-на-Дону, 2000) "Качество жизни населения - основная цель экономической стабилизации и роста" (Орел, 2000) 'Ч^ццаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения" (Орел, 2000, 2001, 2002) "Актуальные проблемы машиностроения" (Владимир, 2001) "Качество машин" (Брянск, 2001) "Нетрадиционные методы обработки" (Воронеж, 2002) "Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлурги!?' (Липецк, 2002) на всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи "НТТМ - 2002" (Москва, 2002) на научных конференциях в ОрелПУ (1999-2003) гг.

Практическая реализация. Результаты исследования внедрены в ОАО «ОЧЗ» (г. Орел) АООТ «Ливенский машзавод», ОАО «Промприбор», ОАО «Ливнынасос» (г. Ливны) а также используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплинам «Ргжущий инструмент», «Технология машиностроения», «Специальные методы обработки материалов», «Математическое моделирование технологических процессов» в ОрелПУ и Ливенском филиале ОрелПУ.

Публикации: го теме диссертации опубликовано 26 работ, в том числе получено 10 патентов Российской Федерации на изобретения.

Структура я объем работы. Диссертация изложена на 164 страницах основного текста, содержит 62 рисунка и 5 таблиц. Состоит из введе-

ния, четырех глав, списка литературы, включающего 185 наименований, приложений.

Автор выражает благодарность профессору кафедры «Прикладная механика» ОрелГТУ, к.т.н. Е.Т. Кобякову за помощь и консультации при выполнении диссертационной работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований, направленных на совершенствование и разработку абразивных инструментов, способов шлифования, схем срезания припуска, позволяющих повысить эффективность и расширить технологические возможности абразивной обработки, сформулированы цель и основные задачи исследования.

В первой главе проведен анализ состояния вопроса разработки и применения новых конструкций абразивного инструмента. Одним из перспективных направлений является разработка абразивного инструмента, работающего с прерыванием зоны контакта круга и заготовки. При этом снижается температура, улучшаются эксплуатационные характеристики обработанных поверхностей, что позволяет интенсифицировать режимы обработки. Такое прерывание может осуществляться шлифовальным кругом с прерывистой режущей поверхностью в виде выступов и впадин в поперечном направлении или кругом, работающим по методу бегущего контакта за счет осцилляции зоны резания.

Поперечное прерывание сопровождается значительным усложнением конструкции инструмента, ударным характером резания и повышенным уровнем вибраций. Устранение этих недостатки возможно за счет прерывания зоны контакта круга и заготовки в продольном направлении, использованием инструмента с бегущим контактом, что наиболее просто реализуется установкой круга под углом к оси его вращения. Сравнительная простота конструкций таких кругов делает их более предпочтительными для процесса круглого внутреннего шлифования с прерыванием зоны контакта.

Большой вклад в разработку научных основ процесса абразивной обработки внесли: M. М. Аршанский, Ю. П. Бараник, В. Ф. Безъязычный, А. В. Болдырев, Э. С. Бранкевич, Б. И. Горбунов, В. Г. Гусев, А. М. Даль-ский, Д. Г. Евсеев, Ю. М. Ермаков, Ю. М. Зубарев, А. В. Королев, С. Н. Корчак, 3. И. Кремень, Г. Б. Лурье, Н. П. Малевский, Е. Н. Маслов, Б. И. Никулкин, Ю. К. Новоселов, В. И. Островский, П. П. Переверзев, В. И. Пилинский, А. В. Подзей, С.А. Попов, А. В. Приемышев, С.Г. Редько, А.Н. Резников, Г. И. Саютин, С.С. Силин, В. А. Сипайлов, В. К. Старков,

Ю. С. Степанов, А. Г. Суслов, JI. Н. Филимонов, Л. В. Худобин, Г. В. Чирков, В. Д. Эльянов, А. В. Якимов, П. И. Ящерицын, К. Guhring, С. Chang, Н. Kaliszer, W. Beth, S. Iosio, G. Kluge, К. Kazuhiko M. Shaw, N. Nakayama, S. Manfred и др.

На основании проведенного анализа установлено, что использование абразивного инструмента, работающего с прерыванием зоны контакта в поперечном направлении, обеспечивает уменьшение на 20-30% составляющие силы резания, на 30-40% - температуру обрабатываемой поверхности по сравнению с обработкой традиционным кругом.

При шлифовании кругами, работающими по методу бегущего контакта, благодаря уменьшению вибраций, присущих дискретному шлифованию, шероховатость обработанной поверхности существенно уменьшается. Использование такого инструмента приводит к изменению кинематики процесса шлифования и улучшению большинства выходных показателей качества поверхности изделий.

Анализ влияния технологических факторов на теплофизику процесса внутреннего шлифования показал, что снижение теплонапряженности обработки можно обеспечить двумя путями: технологическим - выбором оптимальных технологических параметров процесса шлифования и конструктивным, связанным с совершенствованием и разработкой новых конструкций шлифовальных кругов, устройств для подачи СОТС и т.д. Интеграция этих направлений обеспечивает достижение оптимальных результатов обработки и интенсификацию режимов резания при обеспечение требуемых характеристик качества поверхностного слоя.

Значительное влияние на динамику процесса шлифования и качество обрабатываемой поверхности оказывает дисбаланс шлифовального круга. Однако вопросы балансировки кругов, работающих по методу бегущего контакта, в полной мере не решены. Не решены также вопросы проектирования самоуравновешенных продольно-прерывистых абразивных инструментов, недостаточно разработаны вопросы теплофизики процессов обработки такими кругами, что требует дальнейшего развития исследований в данной области.

Вторая глава посвящена разработке теоретических основ процесса шлифования продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем.

Рассмотрена схема конструкции, принцип работы такого инструмента и способы внутреннего шлифования на этой основе. Наиболее простая и технологичная конструкция продольно-прерывистого шлифовального круга (ПШИК) с аксиально-смещенным режущим слоем (рисунок 1), представляет собой несколько абразивных дисков, установленных под углом к оси вращения с определенным зазором относительно друг друга.

Такая конструкция позволяет увеличить ширину и площадь режущей и обрабатываемой поверхностей, обеспечить прерывание контактного взаимодействия круга и заготовки как в поперечном, так и в продольном направлениях. При этом характерные для традиционного дискретного шлифования вибрации отсутствуют, так как натяг в технологической системе остается постоянным, тепловое воздействие со стороны инструмента на поверхностный слой обрабатываемой заготовки уменьшается и процесс съема припуска можно назвать квазидискретным. Зона резания предыдущего абразивного диска перекрывается зоной резания последующего.

Рисунок 1 - Вариант конструкции продольно-прерывистый шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем

При шлифовании ПГПИК изменяется схема съема припуска: абразивные зерна, расположенные на торцевых поверхностях, снимают припуск по генераторной схеме, а на периферии - по профильной. Кроме того, зерна последующего сечения активного профиля инструмента смещены в пространстве относительно предыдущего, что позволяет вести обработку "не по следу". Количество режущих абразивных зерен на поверхности инструмента увеличивается за счет зерен, расположенных на торцах абразивных дисков и зависит от величины снимаемого припуска -угла наклона круга - а, а также характеристик материала абразивных дисков (зернистости, твердости и т. д.).

( Разработаны пространственно-временные схемы съема припуска

при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем, позволяющие объяснить механизм формирования рабочей поверхности инструмента в процессе эксплуатации и его воздействие на поверхностный слой заготовки. Их анализ позволил установить, что рабочая часть круга включает в себя три участка: два режущих и один (средний) калибрующий - формирующий окончательный микрорельеф поверхности. В процессе обработки на шлифуемой поверхности образуется равномерная сетка разнонаправленных следов, как при хонинговании. Каждый след представляет собой ряд параллельных сину-

соидальных кривых, количество которых соответствует числу абразивных дисков.

Разработана математическая модель процесса внутреннего шлифования продольно-прерывистами кругами с аксиально-смещенным режущим слоем, позволяющая описать кинематику относительного движения режущего инструмента и обрабатываемой заготовки, получить расчетно-аналитические зависимости геометрической картины, образуемой траекториями движения точек контакта на поверхности изделия, что необходимо для обоснования выбора значений конструктивных параметров инструмента и назначения технологических режимов обработки.

При анализе кинематики шлифования использовался метод обращения движения в неподвижной системе координат инструмента (рисунок 2). Установлено, что смещение линии контакта, длина которой равна ширине диска В, при повороте инструмента на угол (p = 6)jt, произойдет вдоль оси z, совмещенной с осью шпинделя, на величину w, определяема 6 ctg a (l- cos (oj), (1)

где а - угол наклона шлифовального круга к оси z, Q)i -частота вращения шлифовального круга, t - время обработки, Ъ - малая полуось круга.

Скорость относительного движения V zo линии контакта ППШК по поверхности заготовки определяется зависимостью:

dw , .

vzo= — = b ctg а о>, sin (Ojt. (2) dt

Закон движения линии контакта является периодическим с периодом

Т = 2л/(о, (3)

Картина следов на поверхности заготовки повторяется по фазе через каждый ее оборот, если отношение со/со2 является целым числом. При этом в зависимости от продольной подачи, если скорость заготовки 5лр сохраняется, линия контакта сместится вдоль оси Ог на величину:

« = (4)

(02 й2

где С, = 5пр /(со2 -й2/ 2) - отношение осевой и окружной скоростей заготовки; ¿2 - внутренний диаметр заготовки.

мую согласно зависимости:

Рисунок 2 - Схема к определению кинематических зависимостей

Установлено, что кривая, описывающая траекторию движения линии контакта ППШК по поверхности заготовки, представляет собой синусоиду, расположенную между двумя прямыми, уравнения которых имеют ввд:

(5)

(6)

42)=2Ь-с%а±С-ъ где х] - координата точки траектории в текущий момент времени.

На основании кинематической модели процесса шлифования ППШК с аксиально-смещенным режущим слоем, разработана программа для ПК, позволяющая моделировать процесс съема припуска и получать картину образования сетки следов, оставляемых ППШК на поверхности заготовки. Доминирующими факторами, влияющими на параметры синусоидальной сетки следов, являются: продольная подача угол наклона абразивных дисков а, частота вращения круга со1, и заготовки й)2. На рисунке 3 представлена траектория движения точки контакта продольно-прерывистого

шлифовального круга по поверхности заготовки.

*

\дч и

У\ V,

4,-377 ми «1

Рисунок 3—Траектории движения точки контакта на развертке поверхности заготовки

Степень перекрытия соседних синусоидальных следов определяется отношением продольной подачи и скорости вращения заготовки Миг:

- при выполнении условия Бщ/ Ызаг < В + О Щ а обеспечивается гарантированное перекрывание следов, т.е. происходит полное снятие припуска за один ход круга.

- при шлифовании с режимами, удовлетворяющими условию

5 ( п Л (В + с) 1<—— < В + с-; I, 1фИ1 = Л2,...,л4 (7)

Я*. V л-1у

где п - число абраз ивных дисков в круге;

на поверхности заготовки после прохода инструмента будут оставаться необработанные участки.

Полученные результаты анализа кинематики процесса шлифования используются при оптимизации технологических режимов обработки и

параметров абразивного инструмента с целью получения регулярного микрорельефа, обеспечивающего высокие эксплуатационные свойства обработанной поверхности.

Особенностью шлифования 111 ПИК с аксиально-смещенным режущим слоем является появление момента центробежных сил инерции от неуравновешенных масс, обусловленного установкой абразивных дисков под углом к оси их вращения и тем, что плоскости дисков неперпендикулярны к оси вращгния. Это чрезвычайно важное обстоятельство следует учитывать при проектировании абразивного и вспомогательного инструментов.

Проведен анализ динамической неуравновешенности продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем. Разработаны алгоритмы и пакет прикладных программ проектирования динамически самоуравновешенных продольно-прерывистых шлифовальных кругов.

Примем допущение, что после правки центр масс круга остается на оси вращения, а статическая неуравновешенность может быть устранена традиционными методами. В этом случае доминирующее влияние на величину реакции опор подшипников шпиндельного узла оказывает мо-менгная неуравновешенность.

Очевидным условием отсутствия динамических воздействий на подшипники является равенство нулю центробежного момента инерции масс ППШК. Из этого следует, что выбор параметров ППШК с аксиально-смещенным режущим слоем целесообразно подчинить условию равенства всех центральных осевых моменте® инерции:

Момент центробежных сил инерции уравновешивается моментом от сил реакции опор.

В этом случае центральный эллипсоид инерции круга превращается в сферу инерции. При выполнении этого условия реакции на опорах отсутствуют, а при приближении к этому условию снижается вероятность возникновения вибраций шлифовального круга вследствие возможных погрешностей сборки и его разворота вокруг центра тяжести.

Разработана методика и фактические рекомендации по балансировке продольно-прерывистых шлифовальных кругов в процессе их проектирования и эксплуатации Такая балансировка осуществляется посредством комплекта косых шайб с различными диаметральными и осевыми размерам^ моментная неуравновешенность которых равна то величине и противоположна по знаку моментной неуравновешенности абразивных дисков круга, что позволяет существенно сократить время на его балан-

сировку и не требует применения сложного, дорогостоящего балансировочного оборудования. Разработаны алгоритм (рисунок 4) и пакет прикладных программ расчета параметров динамически самоуравновешенных продольно-прерывистых шлифовальных кругов в зависимости от конструктивных особенностей инструмента.

С

х

• Ввод характеристик

• шдафммпнсго круп

п- четное Гнет

С<| *

традеро* абрвнижих : тм

V««

| Проверка яшюдвепя

усиояи жечепюстя ; количества абревяых [ласков шифовюкого круг»

Ввод офднетроа «бразхвшх

-----!

| Расчет шрниетров

| Расчет утяа нвлоха

иг

^ I яту!

Г"" И абршниое в дм ска

Л = а, = а, 1--Н ~ * 1 ^а^пшщ Джеков

1____; Расчет улиторцеимх пноасосте*

; ре^ддровочкыхшайб

! Расчет «тнооеип осевого «вора "I крздщгсу иосадочжог© »стелим юг» дяоа

\ Уточаеиве радиуса ПФсавочвого отверстия во стшдфтноцг раду

Расчет ширины абрвшиого

Расчет шраиетро» абрм явного диска

Проверка достоверности • реаульто* расчет*

■*, Вывод рвулгаои расч е*а

Рисунок 4-Алгоритм расчета конструктивных балансирующих элементов ППШК

В связи с тем, что при шлифовании ППШК траектория движения траектория движения линии контакта круга по поверхности заготовки представляет собой синусоиду, происходит юменение механизма распределения тепла, выделяющегося в процессе обработки. Предложена теплофгоиче-ская модель, учитывающая квазипрерывистый характер процесса шлифования продольно-прерывистым кругом. Построение теплофизической модели базировалось на решении двух задач теплофгоики: движения точечного теплового источника по произвольной траектории, находящегося в произвольной трехмерной области; нагревания цилиндрической заготовки в случае движения точечного теплового источника по гармоническому закону. Коэффициенты модели определялись методами операционного анализа.

При шлифовании ППШК с аксиалыю-смещгнным режущим слоем выделение тепла для конкретного сечения происходит с интервалами, из-за осцилляции зоны резания. Процесс прерывания контакта круга с заготовкой для абразивного диска с номером к описывается некоторой периодической функцией Ук (г) с периодом Тк:

.. (1,0<1< тк

• (?)

[0,тк<1<Тк

Приращение количества тепла в области контакта круга и заготовки за промежуток времени (tlt t2,J при движении источников тепла вдоль траекторий xpk(t), к= 1,2,..., N разно:

2 '¡MxrkJtrf + fx'^trf+lx'^ft)]2 vk(t+Ok )dt fQjtf t)x

M t] Q,

x8(x-xpk(t))dx-'jdt jk(x)^-dS, (10)

t] dQi dt

где 6k -смещения фаз для процессов прерывания контакта абразивных дисков с деталью; xpk(t^={xpkl

(1\хри(*\хркз(*)) " вектоР положения точки контакта абразивного диска с номером к в процессе шлифования; Q^it) -интенсивность выделения тепла в точке контакта с деталью абразжного диска с номером к; S(у) - дельта-функция, определяющая положение точки контакта в процессе шлифования.

Таким образом, уравнение теплового баланса для рассматриваемой области шлифования имеет ввд:

2 ]^/t);2 + [x'pk2(t)J2 + fxpkS(t)J2 vk(t+ek jdtfQ^t)*

к'> Ч Qi

<S(x-x k(t))dx-]dt J k(xfedS = jc(x) Pix) (u(x, t2)-u(x, tj))dx,(X\)

4 *Qi °n Qi где p(x) - плотность материала заготовки; c(x) - теплоемкость заготовки;

к(х) - коэффициент теплопроводности материал заготовки; и(х, t) -температура в точке х заготовки в момент времени t.

Учитывая, что и(х, ^)-и(х, = и пользуясь форму-

ч т

лой Остроградского, после ряда математических преобразований получим, уравнение теплопроводности при реализации рассматриваем ого процесса шлифования:

1 ди д2и д2и Э2« 2у*).ук(1 + екуали)-8(х-хрки)) а2 Эг дх2 Ъх] дх2 ср

где Урк(г) = хрк1(í)]2+[х'рк2(г)]2 +[х'рк3(I)]2 - модуль вектора скорости абразивного диска с номером к.

На основании анализа теплофизической модели установлено, что продолжительность теплового контакта инструмента и заготовки в рассматриваемом сечении при шлифовании ПГТШК зависит от угла наклона и расстояния между единичными абразивными дисками. Увеличение этих

параметров приводит к сокращению времени термического воздействия круга на поверхностный слой заготовки. Полученная модель позволяет определить значения конструктивных параметров в зависимости от конструктивных особенностей инструмента и характеристик обрабатываемого материала. Установлено, что в процессе работы ППШК с аксиально-смещенным режущим слоем, контактная температура заготовки снижается на 25 - 40% в зависимости от угла наклона круга, характеристик материала и инструмента.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния технологических факторов процесса внутреннего шлифования продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем на качество обработанной поверхности заготовки.

Экспериментальные исследования проводились на шлифовальном станке мод. ЗА1Э0 ППШК, состоящими из трех абразивных дисков (25А16ПСМ28К8Б, 25А25ПСМ16К5Б ГОСТ 2424-83) (рисунок 5). В качестве СОТС применялся 5-% раствор эмульсола НГЛ - 205.

Оценка параметров шероховатости, проводилась на основе ортогонального плана эксперимента 23: скорость заготовки варьировалась в диапазоне Узаг =12-36 м/мин, продольная подача Бпр = 2,5-8 м/мин, угол наклона круга а = 5 - 12°.

По результатам проведенных экспериментальных исследований влияния технологических факторов на шероховатость поверхностности Рисунок 5-ППШКс аксиально- обрабатываемой заготовки при смещенным режущим слоем шлифовании ППШК получены

уравнения регрессии:

Д2 = Юг, (13)

где У = Ъ0+ Ь1а1+Ь2а2+Ьзаз+Ь,2а12а2+Ь1за12аз+Ь2за22аз+Ьц2а12+Ь222а22+Ьзз2аз2-

Установлено, что наименьшее влияние на величину среднеарифметического отклонения Яа оказывает скорость вращения заготовки Узаг независимо от угла наклона круга (рисунок 6). При продольной подаче Бпр = 2,5 м/мин и увеличении угла наклона наблюдается снижение величины среднеарифметического отклонения Яа от 0,59 до 0,46 мкм. С увеличением 8пр до 8 м/мин и угла а до 12°, происходит снижение величины среднеарифметического отклонения Яа от 0,88 до 0,67 мкм.

V м/мин

угол наклона круга, град

V м/мин

Ум/мин

угол наклона круга, град

Рисунок б - Зависимость шероховатости поверхности Яа от скорости вращения заготовки и угла наклона ППШК

Наибольшее влияние на шероховатость поверхности оказывает продольная подача (рисунок 7). При изменении Бпр от 2,5 до 8 м/мин, скорость вращения заготовки Узаг = 12 м/мин, наблюдается увеличение среднеарифметического отклонения Яа от 0,59 до 0,85 мкм. Увеличение угла а от 5 до 12° при Бщ, = 2,5 м/мин приводит к снижению среднеарифметического отклонения Яа от 0,85 до 0,47 мкм.

V, = 12 м/мин

Яа, мкм

0,9

V, = 36 м/мин

„р м/мин о

угол наклона круга, град

м/мин

угол наклона круга, град

Рисунок 7 - Зависимость шероховатости поверхности Яа от продольной подачи и угла наклона ППШК

Снижение шероховатости с ростом угла наклона объясняется увеличением количества режущих зерен круга и ширины зоны обработки, а так же кинематическими особенностями процесса шлифования таким абразивным инструментом.

Проведена серия экспериментов по исследованию влияния угла наклона ПГПНК на динамику процесса. Вибрации на шлифовальной бабке контролировались с помощью портативного анализатора механических колебаний типа 3513 фирмы "Брюль и Къер" (Дания), состоящего из виброметра типа 2511 и перестраиваемого фильтра типа 1621, а на передней бабке с помощью электронного индикатора ЭИ - 1 с сейсмическим датчиком (рисунок 8).

Исследования вибраций проводились на холостом и рабочем ходах станка. При шлифовании традиционным шлифовальным кругом (а = 0) амплитуда вибраций шпинделя изделия достигала 2,1 мкм (рисунок 9). При шлифовании продольно-прерывистым кругом с аксиально-смещенным режущим слоем с увеличением угла наклона а до 12° амплитуда колебаний снижается до 0,8 мкм.

•тдаь- I

- -*•» V /

Рисунок 8 - Измерение вибраций шлифовального шпинделя

2А,

2,5

/

) Л \ —-

/ Г" £ к , / г* .— —- •

и л N

1Ита=0

ШППКа=5°

60

100

140 180 220 260 4 Гц

Рисунок 9 - Зависимость вибрации шлифовального шпинделя от угла наклона ППШК

В результате конструктивной балансировки главная центральная ось круга совмещается с его осью вращения. Система сил инерции вращающихся масс оказывается самоуравновешенной, а дина-л=12° мические реакции на опорах шлифовального круга отсутствуют. При выполнении данного условия амплитуда вибраций шлифовального круга значительно снижается, что объясняется равенством осевых моментов инерции конструктивных масс ППШК.

Проведена серия экспериментов по исследованию влияния угла наклона ППШК на теплонапряженность процесса. Температуру шлифуемых образцов измеряли встроенными в них малоинерционными термопарами ХК01, отличающимися высокой чувствительностью, стабильностью и степенью пропорциональности показаний. Термоэлементы располагались в образце вдоль оси вращения на расстоянии 2 мм от шлифуемой поверхности, расстояние между соседними термопарами составляло 3 мм. При

проведении эксперимента определялась средняя температура нагрева заготовки. Сигнал с термопар передавался на микропроцессорные программируемые измерители модели ТРМ 1А и фиксировался с интервалом в 5 секунд (рисунок 10).

Обработка проводилась традиционным и продольно-прерывистым ШК с аксиально-смещенным режущим слоем с углом наклона а = 5° и 12°. Режимы обработки во всех случаях были постоянными.

Прижоги на поверхностях образцов шлифованных продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем оценивались визуально после обезжиривания водно-щелочных растворах, травления в растворе азотной кислоты, осветления и нейтрализации поверхности по методике установленной инструкцией 101 - 74 РТМ 37.006.304-80 ВНИИП. Установлено, что с увеличением угла наклона ПГПИК средняя температура заготовки снижается. На рисунке 9 представлен график влияния угла наклона 1111ШК на среднюю температуру обрабатываемой заготовки.

Из полученных экспериментальных данных следует, что средняя температура заготовки при шлифовании ППШК с аксиально-смещенным режущим слоем снижается на 30 - 45%, в зависимости от угла наклона, что подтверждает адекватность теплофизической модели. Снижение температуры обусловлено перемещением зоны контакта по синусоиде и прерыванием зоны контакта в продольном направлении, что снижает тепло-напряженность процесса резания за счет распределения теплового источника на большей площади.

Прижоги на поверхностях образцов, шлифованных ППШК с аксиально-смещенным режущим слоем, не обнаружены, что позволяет интенсифицировать режимы резания.

В четвертой главе на основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработан ряд конструкций ППТНК с аксиально-смещенным режущим слоем, дана их классификация, позволяющая систематизировать разработанные ППШК по конструктивным и технологическим признакам. Даны рекомендации по использованию разработанных ППШК в зависимости от условий эксплуатации, конструктивных особенностей крепления и обрабатываемого материала, требуемого качества обработки.

Рисунок 10- Измерение средней температуры обрабатываемой заготовки

Предложены способы подачи С01С при шлифовании ПГШЖ с аксиально-смещенным режущим слоем, учитывающие конструктивные особенности инструмента и позволяющие повысить эффективность использования СОТС путем его гарантированной доставки в зону резания.

Разработаны устройства и способы формирования рабочей поверхности абразивных дисков с аксиально-смещенным режущим слоем. Рассмотренные технологии изготовления такого инструмента достаточно разнообразны и сравнительно просты, что позволяет реализовать их в условиях практически любого машиностроительного предприятия. Это открывает возможности широкого использования продольжнтрерывистых кругов с аксиально-сметенным режущим слоем.

Внедрение продольно-прерывистых кругов с аксиалыю-смещгнным режущим слоем на ряде предприятий позволило получить существенный технико-экономический эффект.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Решена актуальная научно-техническая задача по повышению эффективности процесса круглого внутреннего шлифования путем применения продольно-прерывистых кругов с аксиальносмещенным режущим слоем.

2. Установлены кинематические закономерности относительного движения продольно-прерывистого шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем и обрабатываемой заготовки, получены рас-четн^аналигические зависимости геометрической картины регулярного микрорельефа, образуемого траекториями движения точек контакта на поверхности изделия, позволяющие обоснованно выбирать значения конструктивных параметров инструмента и технологических режимов обработки. Наибольшее влияние на параметры синусоидальной сетки следов, формируемой инструментом на заготовке, оказывают: продольная подача 8Пр, угол наклона абразивных дисков а, частота вращения круга и заготовки. Разработана программа для ПК, позволяющая моделировать процесс съема припуска и образования сетки следов и разрабатывать практические рекомендации по выбору режимов резания в зависимости от условий обработки.

3. Разработаны пространственно-временные геометрические схемы съема припуска при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиальносмещенным режущим слоем, объясняющие механизм формирования рабочей поверхности инструмента в процессе эксплуатации и степень ее воздействия на поверхностный слой заготовки.

4. Проведен анализ динамической неуравновешенности продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем на основе разработанной математической модели. Установлено, что выбор параметров шлифовального круга должен быть подчинен условию равенства всех центральных осевых моментов инерции. Предложена методика балансировки продольжнгрерывистых шлифовальных кругов в процессе их проектирования и эксплуатации. Разработаны алгоритмы и пакет гфи-кладных программ расчета параметров динамически самоуравновешенных продольно-прерывистых шлифовальных кругов.

5. Разработана тегоюфизическая модель внутреннего шлифования продольно-прерывистым кругом с аксиально-смещгнным режущим слоем, связывающая конструктивно-технологические факторы и температуру поверхностного слоя. Установлено, что контактная температура нагрева заготовки снижается на 25-ИО% в сравнении с традиционным шлифованием.

6. Установлено, что средняя температура обрабатываемой заготовки при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем на 20^40% ниже, чем три шлифовании традиционным кругом, при этом обеспечивается обработка без прижогов и микротрещин, что позволяет интенсифицировать режимы обработки на 154-20%, повысить производительность процесса шлифования без снижения качества поверхностного слоя.

7. Установлено, что при шлифовании продольно-прерывистым и кругами с аксиально-см ещгнным режущим слоем наблюдается уменьшение величины шероховатости Яа на 30т40% Наибольшее влияние на шероховатость поверхности оказывает продольная подача и угол наклона кругов. Изменение угла наклона кругов в диапазоне от 5° до 12° приводит к снижению величины среднеарифметического отклонения Яа в пределах от 0,88 до 0,47 мкм. Окружная скорость заготовки оказывает наименьшее влияние на шероховатость.

8. Экспериментальное исследование влияния угла наклона шлифовальных продольно-прерывистых кругов с аксиалыю-смещгнным режущим слоем на уровень вибраций шлифовальной бабки показало, что с увеличением угла наклона от 0° до 12° происходит уменьшение амплитуды колебаний шпинделя изделия в 2,1 раза: с 1,7 до 0,8 мкм, что подтверждает теоретические выводы.

9. На основании результатов исследований разработаны и внедрены в производство на предприятиях ОАО «ОЧЗ» (г. Орел), АООТ «Ливен-ский мапвавод», ОАО «Промприбор», ОАО «Ливнынасос» (г. Ливны) и др. продольно-прерывистые круги с аксиально-смещенным режущим слоем и оснастка, необходимые для реализации предлагаемых техноло-

гий, защищенных патентами Российской Федерации и обеспечивающих увеличение стойкости круга в 3-г4 раза, повышение точности формы и размеров на 15-^-20%, уменьшение себестоимости до 40% повышение прою водите льности на 30%

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Подзолков М.Г. Абразивный инструмент с продольно-прерывистым аксиально-смещенным режущим слоем И Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Technology - 2001 // Сб. научн. тр. междунар. науч.-техн. конф. - Орел: ОрелГТУ, 2001.-С. 25-31.

2. Подзолков М.Г., Афонасьев Б.И., Калинина B.C. Способ формирования аксиально-смещенного режущего периферийного поверхностного слоя на шлифовальном круге // Известия ОрелГТУ. Машиностроение и приборостроение - Орел: ОрелГТУ, 2000. - № 4. - С. 111-116.

3. Подзолков М.Г., Степанов Ю.С. Абразивный инструмент для формирования знакопеременных деформаций в поверхностном слое при шлифовании // Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения - Technology - 2000 // Тр. междунар. науч.-техн. конф. - Орел.: ОрелГТУ. 2000. - С. 232-235.

4. Подзолков М.Г., Афонасьев Б.И., Калинина B.C. Сборный абразивный инструмент с продольно-прерывистым аксиально-смещенным режущим слоем // Известия ОрелГТУ. Машиностроение и приборостроение. - Орел: ОрелГТУ, 2000. - №4. - С. 120-129.

5. Подзолков М.Г., Калинина B.C. Сборный абразивный инструмент для прерывистого шлифования // Качество машин // Сб. научн. тр. 4-ой. междунар. науч.-техн. конф. -Т. 2. - Брянск: БГТУ, 2001. - С. 220-222.

6. Степанов Ю.С., Кобяков Е.Т., Подзолков М.Г. Аналитические решения задач уравновешивания жестких роторов с моментно-неаравновешенными функциональными элементами // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - М.: ИЦ Ml ТУ им. Э. Н. Баумана, 2002. - № б - С. 8-18.

7. Степанов Ю.С., Кобяков Е.Т., Подзолков М.Г. Кинематика процесса шлифования наклонными кругами // Справочник. Инженерный журнал. - 2003., №6 - С. 60-64.

8. Степанов Ю.С., Подзолков М.Г., Афонасьев Б.И., Бородин В. В. Прогрессивные конструкции шлифовальных кругов. - Орел: ОрелГТУ, 1999. - 28 с. - Деп. в ВИНИТИ № 3830-В99.

9. Степанов Ю.С., Подзолков М.Г., Афонасьев Б.И., Бородин В.В. Применение квазидискретного шлифования в технологиях отделочной обработки // Инженерно-физические проблемы авиационной и космической техники: Тр. междунар. науч.-техн. конф. - Егорьевск: ЕАТК, 1999. - С.111-112.

Ю.Степанов Ю.С., Подзолков М.Г., Афонасьев Б.И., Бородин В.В. Способ квазипрерывистого шлифования цилиндрических колес с круговым зубом // Тр. Гос. аэрокосмического ун-та им. Жуковского «ХАИ». - Вып. 11.- Харьков: ГАУ «ХАИ», 1999. - С. 76-81.

11. Степанов Ю.С., Подзолков М.Г., Афонасьев Б.И., Бородин В.В. Абразивный круг с продольно-прерывистым аксиально-смещенным режущим слоем // Интеграция отраслевой и вузовской науки: проблемы современного машиностроения: тр. междунар. науч.-техн. конф. - Ростов-на-Дону: РГАСХМ, 2000. - С.149-151.

12. Степанов Ю.С., Подзолков М.Г. Обеспечение качества поверхностного слоя при обработке кругами с продольно-прерывистым аксиально-смещенным режущим слоем // Актуальные проблемы машиностроения: Матер, междунар. науч.-техн. конф. - Владимир: В ГУ, 2001. - С. 124-127.

13. Степанов Ю.С., Кобяков Е.Т., Подзолков М.Г. К вопросу проектирования динамически уравновешенных жестких роторов с моментно-неуравновешенными функциональными элементами // Тр. VI междунар. науч.-техн. конф. - В 3 т. - Т.2 -Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2001. - С. 18-21.

И.Степанов Ю.С., Кобяков Е.Т., Подзолков М.Г., Бородин В.В. К решению задачи уравновешивания жесткого ротора с наклонным диском // Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии // Сб. матер. Всероссийск. науч.-техн. конф,- Ч. 2. - Липецк: ЛГГУ, 2002. - С. 46-52.

15. Степанов Ю.С., Подзолков М.Г. Исследование процесса абразивной обработки продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем // Нетрадиционные методы обработки // Сб. тр. междунар. науч.-техн. конф.. - Ч. 1. - Воронеж: ИЦ Во-ронежГУ, 2002. - С. 84-89.

16. Степанов Ю.С., Кобяков Е.Т., Подзолков М.Г., Калинина В.С. Балансировка продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем // Авиационно-космическая техника и технология // Тр. Национального аэрокосмического ун-та им. И.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 32. - Харьков: ГНАУ «ХАИ», 2002. - С. 87-97.

17. Пат. 2147274 РФ, МКИ 7 В 24 В 53/04, 53/06, В 24 Б 18/00. Устройство для формирования шлифовального круга / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, Г.А. Харламов, М.Г. Подзолков. - Опубл. 10.04.2000, Бюл. № 10. - 7 с.

18. Пат. 2146604 РФ, МКИ 7 В 24 Б 5/06. Сборный шлифовальный круг для комбинированной обработки / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин. -Опубл. 20.03.2000, Бюл. №8.-6 с.

19. Пат. 2146605 РФ, МКИ 7 В 24 О 5/14. Шлифовальный круг / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин. - Опубл. 20.03.2000, Бюл. №8.-6 с.

20. Пат. 2155661 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, В 24 В 5/02 Способ шлифования поверхностей кругом с прерывистой и непрерывной рабочей поверхностью / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин. - Опубл. 10.09.2000, Бюл. № 25. - 7 с.

21. Пат. 2155662 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, В 24 О 5/06. Способ шлифования поверхностей сборным прерывистым кругом / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин. - Опубл. 10.09.2000, Бюл. № 25. - 5 с.

22. Пат. 2162787 РФ, МКИ 7 В 24 В 55/02. Способ осциллирующей подачи смазочно-охлождающей жидкости / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин. - Опубл. 10.02.2001, Бюл. №4.-6 с.

23. Пат. 2177395 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, В 24 О 17/00. Способ виброустойчивого прерывистого шлифования / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин, В.С. Калинина. - Опубл. 27.12.2001, Бюл. № 36. - 7 с.

24. Пат. 2177367 РФ, МКИ В 24 В 1/00, В 24 О 17/00. Способ прерывистого шлифования / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин, В.С. Калинина. -Опубл. 10.01.2002, Бюл. № 26. - 7 с.

25. Пат. 2185269 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, 5/00, 7/00, В 24 О 5/00. Способ продольно-прерывистого шлифования / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин. - Опубл. 20.07.2002, Бюл. № 20. - 7 с.

26. Пат. 2189301 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, 7/00, 5/00, В 24 й 5/00. Способ продольно-прерывистого шлифования / Ю.С. Степанов, Б.И. Афонасьев, М.Г. Подзолков, В.В. Бородин. - Опубл. 20.09.2002, Бюл. № 26. - 8 с.

Отпечатано на полиграфической базе ОрелГТУ, факультет ДО Заказ №730. Тираж 100 экз. 302020, г. Орел, Наугорское шоссе 29

IL

i

«14189

âooj-Д

а

и

i i

»

ВВЕДЕНИЕ.:.

Глава 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПРЕРЫВИСТЫХ АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ ПРИ КРУГЛОМ ШЛИФОВАНИИ.

1.1 Современные тенденции в развитии технологии круглого шлифования с применением новых прогрессивных конструкций абразивного инструмента.

1.1.1 Применение цельных шлифовальных кругов с прерывистой рабочей поверхностью,,,,,,,.

1.1.2 Применение сборных абразивных кругов.

1.1.3 Шлифовальные круги, работающие по методу "бегущего контакта".

1.2 Влияние технологических факторов на шероховатость шлифованной поверхности.

1.3 Влияние конструктивно-технологических факторов на тепловые явления при круглом шлифовании.

1.4 Анализ способов балансировки шлифовальных кругов.

Выводы по главе 1.

Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ВНУТРЕННЕГО ШЛИФОВАНИЯ ПРОДОЛЬНО-ПРЕРЫВИСТЫМИ КРУГАМИ С АКСИАЛЬНО-СМЕЩЕННЫМ РЕЖУЩИМ СЛОЕМ.:.

2.1 Принцип работы продольно-прерывистого круга с аксиально-смещенным режущим слоем.

2.2 Кинематика процесса шлифования продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем.

2.2.1 Анализ процесса шлифования.

2.2.2 Кинематическая модель процесса шлифования.

2.3 Конструктивная балансировка продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

2.3.1 Основные уравнения и расчетные зависимости к определению параметров динамически самоуравновешенного абразивного круга с аксиально-смещенным режущим слоем.

2.3.2 Определение геометрических размеров конструктивных элементов продольно-прерывистого круга с аксиально-смещенным режущим слоем.

2.4 Теплофизическая модель внутреннего шлифования продольно-прерывистым кругами с аксиально-смещенным режущим слоем *.

Выводы по главе 2.

Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА КРУГЛОГО ВНУТРЕННЕГО ШЛИФОВАНИЯ ПРОДОЛЬНО-ПРЕРЫВИСТЫМИ КРУГАМИ С АКСИАЛЬНО-СМЕЩЕННЫМ РЕЖУЩИМ СЛОЕМ.

3.1 Общая методика экспериментальных исследований.

3.2 Влияние технологических факторов на шероховатость обрабатываемой поверхности.

3.3 Влияние угла наклона круга на уровень вибраций передней бабки шлифовального станка.

3.4 Влияние угла наклона круга на среднюю температуру шлифуемой заготовки.

Выводы по главе 3.

Глава 4 КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ШЛИФОВАНИЯ ПРОДОЛЬНО-ПРЕРЫВИСТЫМИ КРУГАМИ С АКСИАЛЬНО-СМЕЩЕННЫМ РЕЖУЩИМ СЛОЕМ.

4.1 Разработка конструкций продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем

4.2 Разработка способов подачи СОТС в зону резания при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем.

4.3 Способы формирования продольно-прерывистых шлифовальных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

4.4 Технико-экономическое обоснование эффективности применения продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

Выводы по главе 4.

Эксплуатационные показатели деталей машин и механизмов зависят от состояния их рабочих поверхностей, которые, как правило, формируются на отделочных операциях механической обработки. В этой связи возрастает роль шлифования как одного из наиболее распространенных процессов финишной обработки. Объем шлифовальных работ возрастает, что подчеркивает постоянную динамику развития данного вида механической обработки.

Абразивная обработка отличается большим многообразием методов и способов реализации, при обработке отверстий важное место занимает внутреннее шлифование. Присущие внутреннему шлифованию особенности: малая жесткость шлифовального шпинделя, большая длина дуги контакта абразивного круга с заго-товкойэ неблагоприятные условия стружко- и тепяоотдеяения, сложность подачи СОТС в зону резания ограничивают технологические возможности этого способа. Кроме того, технические и технологические возможности современного внутри-шлифовального оборудования в существенной степени ограничены применяемым абразивным инструментом. Поэтому разработка новых конструкций абразивного инструмента является большим резервом совершенствования процесса и технологии внутреннего шлифования.

Однако, следует отметить, что внутреннему шлифованию присущи ряд специфических особенностей: малая жесткость шлифовального шпинделя, большая длина дуги контакта абразивного круга с заготовкой, неблагоприятные условия стружко- и теплоотвода, которые ограничивают технологические возможности этого способа обработки, что вызывает необходимость на основе изучения закономерностей протекания процесса выявить резервы повышения его эффективности.

Одним из перспективных направлений является разработка шлифовальных кругов работающих с прерыванием зоны резания. Использование такого инструмента обеспечивает значительное снижение теплонапряженности процесса шлифования и повышение его производительности за счет изменения схемы съема припуска и интенсификации режимов обработки.

Существуют два метода прерывания зоны контакта шлифовального круга с обрабатываемой поверхностью заготовки:

1) путем выполнения рабочей поверхности круга рельефной, в виде равномерных выступов и впадин;

2) квазидискретный ("бегущего контакта") - путем установки сплошного круга под углом к оси его вращения, обеспечив бегущий, или сканирующий контакт шлифовального круга и заготовки.

Однако, обеспечение прерывания зоны контакта по первому методу сопровождается значительным усложнением конструкции инструмента, ударным характером процесса резания, повышенным уровнем требований к жесткости технологической системы.

При шлифовании с бегущим контактом зона резания перемещается по обрабатываемой поверхности не только в направлении подачи, но и совершает синусоидальные перемещения вдоль образующей заготовки, перпендикулярные вектору окружной подачи заготовки, с частотой, равной удвоенной частоте вращения шлифовального круга. Натяг в технологической системе при этом не изменяется, что не выдвигает особых требований к ее жесткости. Однако увеличение угла наклона и геометрических размеров инструмента ограничено динамическими условиями, стойкостью и прочностью шлифовального круга, что уменьшает ширину обработки, производительность и эффективность снижения теплонапряженности процесса съема припуска.

Поэтому совершенствование процесса внутреннего шлифования с бегущим контактом, направленное на расширение его технологических возможностей, повышение производительности и качества обработанных поверхностей за счет изменения схемы резания, геометрии шлифовальных кругов и обеспечения их уравновешенности является актуальным.

Цель работы: повышение эффективности процесса круглого внутреннего шлифовании путем создания продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи: •

- установить кинематические закономерности процесса шлифования продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем, позволяющие обоснованно выбирать значения конструктивных параметров инструмента и технологических режимов обработки;

- разработать пространственно-геометрические схемы съема припуска при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем;'

- разработать методику балансировки продольно- прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем в процессе их проектирования и эксплуатации;

- разработать теплофизическую модель шлифования продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем, учитывающую кинематические особенности и дискретность процесса обработки;

- провести исследования влияния технологических факторов на шероховатость, среднюю температуру обрабатываемой заготовки и вибрации технологической системы;

- разработать абразивные инструменты и технологическую оснастку для реализации результатов работы.

Для реализации поставленных задач были проведены:

- теоретические исследования процесса внутреннего шлифования продольно-прерывистым кругом с аксиально-смещенным режущим слоем: включающие разработку кинематической математической модели конструктивной балансировки продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем и те-плофизической модели.

- экспериментальные исследования влияния технологических факторов внутреннего шлифования продольно-прерывистым кругом с аксиально-смещенным режущим слоем на формирования шероховатости поверхности, температуры нагрева заготовки и вибраций технологической системы в зависимости от конструктивно-технологических параметров инструмента и режимов обработки.

- созданы новые конструкции продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем и технологическая оснастка для реализации процессов шлифования таким абразивным инструментом.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Решена актуальная научно-техническая задача по повышению эффективности процесса круглого внутреннего шлифования путем применения продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем.

2. Установлены кинематические закономерности относительного движения продольно-прерывистого шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем и обрабатываемой заготовки, получены расчет-но-аналитические зависимости геометрической картины регулярного микрорельефа, образуемого траекториями движения точек контакта на поверхности изделия, позволяющие обоснованно выбирать значения конструктивных параметров инструмента и технологических режимов обработки. Наибольшее влияние на параметры синусоидальной сетки следов, формируемой ин= струментом на заготовке, оказывают: продольная подача 5пр, угол наклона абразивных дисков а, частота вращения круга и заготовки. Разработана программа для ГЖ, позволяющая моделировать процесс съема припуска и образования сетки следов и разрабатывать практические рекомендации по выбору режимов резания в зависимости от условий обработки.

3. Разработаны пространственно-временные геометрические схемы съема припуска при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем, объясняющие механизм формирования рабочей поверхности инструмента в процессе эксплуатации и степень ее воздействия на поверхностный слой заготовки.

4. Проведен анализ динамической неуравновешенности продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем на основе разработанной математической модели. Установлено, что выбор параметров шлифовального круга должен быть подчинен условию равенства всех центральных осевых моментов инерции. Предложена методика балансировки продольно-прерывистых шлифовальных кругов в процессе их проектирования и эксплуатации. Разработаны.алгоритмы и пакет прикладных программ расчета параметров динамически самоуравновешенных продольно-прерывистых шлифовальных кругов.

5. Разработана теплофизическая модель внутреннего шлифования продольно-прерывистым кругом с аксиально-смещенным режущим слоем, связывающая конструктивно-технологические факторы и температуру поверхностного слоя. Установлено, что контактная температура нагрева заготовки снижается на 25^40% в сравнении с традиционным шлифованием.

6. Установлено, что средняя температура обрабатываемой заготовки при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем на 2СН-40% ниже, чем при шлифовании традиционным кругом, при этом обеспечивается обработка без прижогов и микротрещин, что позволяет интенсифицировать режимы обработки на 15^-20%, повысить про= изводительность процесса шлифования без снижения качества поверхностного слоя.

7. Установлено, что при шлифовании продольно-прерывистыми кругами с аксиально-смещенным режущим слоем наблюдается уменьшение величины шероховатости Яа на 3(Н40%. Наибольшее влияние на шероховатость поверхности оказывает продольная подача и угол наклона кругов. Изменение угла наклона кругов в диапазоне от 5° до 12° приводит к снижению величины среднеарифметического отклонения Яа в пределах от 0,88 до 0,47 мкм. Окружная скорость заготовки оказывает наименьшее влияние на шероховатость.

8. Экспериментальное исследование влияния угла наклона шлифовальных продольно-прерывистых кругов с аксиально-смещенным режущим слоем на уровень вибраций шлифовальной бабки показало, что с увеличением угла наклона от 0° до 12° происходит уменьшение амплитуды колебаний шпинделя изделия в 2,1 раза: с 1,7 до 0,8 мкм, что подтверждает теоретические выводы.

9. На основании результатов исследований разработаны и внедрены в производство на предприятиях ОАО «ОЧЗ» (г. Орел), АООТ «Ливенский машзавод», ОАО «Промприбор», ОАО «Ливнынасос» (г. Ливны) и др. продольно-прерывистые круги с аксиально-смещенным режущим слоем и оснастка, необходимые для реализации предлагаемых технологий, защищенных патентами Российской Федерации и обеспечивающих увеличение стойкости круга в 3^-4 раза, повышение точности формы и размеров на 15^-20%, уменьшение себестоимости до 40%, повышение производительности на 30%.

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

2. Агасарян Р. Р. Зависимость несущей способности поверхностного слоя от способа абразивной обработки // Вестник машиностроения. 1985. -№4. -С. 66-68.

3. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 280 с.

4. Балюра П. Г. Способ установки абразивного круга при шлифовании поверхностей различной ширины // Станки и инструмент. 1989. - № 4. - С. 31.

5. Барбатько А. И., Емельянов А. К., Иноземцев К. А. Метод оценки эффективности процессов обработки резанием по экономическим показателям // Техника машиностроения. 2000. - № 2. - С. 36-39.

6. Бахвалов Н. С. Численные методы. — М.: Наука, 1975.-217с.

7. Бидерман В. Л. Прикладная теория упругих колебаний. М.: Высшая школа, 1972. - 416 с.

8. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. М-: Машиностроение, 1975. - 344 с.

9. Брозголь И. Л. Влияние скорости детали на производительность процесса // Подшипник. 1952. - № 3 - С. 41 - 43.

10. Бугров, Я. С., Никольский С. М. Высшая математика. Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Ряды. Функции комплексного переменного. М.: Наука, 1989. - 365 с.

11. Вибрации в технике: Справочник в 6 ти томах. Т. 6 / Под ред. К. В. Фролова. - М.: Машиностроение, 1981. - 456 с.

12. Владимиров В. С. Обобщенные функции в математической физике. -М.: Наука, 1989. -248 с.

13. Воронов С. Г. Составные шлифовальные круги // Абразивы. М.: ЦБТИ, 1957. - Вып. 18. - С. 96-102.

14. Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) М.: Наука, 1973. - С. 43-44.

15. Глаговский Б. А., Юрьев В. Г., Шелачева Е. Г. Расчет изменений параметров процесса шлифования // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз. сб. Вып. 8. - М.: ВЗМИ, 1985. - С. 18-23.

16. Глущенков А. П., Бердичевский Е. Г. Вопросы управления качеством шлифуемой поверхности. // Машиностроение (точность и конструирование): Межвуз. сб. статей. Орджоникидзе: СОГУ, 1979. - С. 95-99.

17. Горбунов Б. И., Товщик А. П., Товщик Л. П. Устройсво для направленной автоматической балансировки шлифовальных кругов // Процессы и оборудывание абразивно-алмазной обработки: Межвуз, сб, науч. тр. ВЗМИ, М.: ВЗМИ. 1983, -С 87-94.

18. Горбунов Б.И., Степанов Ю. С., Маркова С.А. Влияние дисбаланса шлифовального круга на качество поверхностного слоя // Науч. тр. ВЗМИ, 330, М., 1975.-С. 176-182.

19. Горелов В.А., Панкрашин Ю.А, Прогрессивный абразивный инструмент, М.: Машиностроение, 1986. - 72 с.

20. Гусев В. Г. Влияние конструкции кругов и способов подачи СОЖ на температуру шлифуемых поверхностей // Известия вузов. Машиностроение. -1984.-№ 10.-С. 123-127.

21. Гусев В. Г. Интенсификация процессов шлифования труднообрабатываемых материалов на основе разработки и исследования сборных абразивных кругов: Автореф. дис. докт. техн. наук. Москва, 1987. - 32 с.

22. Гусев В. Г. Микрогеометрия отверстий колец подшипников, шлифованных сборными абразивными кругами // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз. сб. Вып. 5. - М.: ВЗМИ, 1981. - С. 55-61.

23. Гусев В. Г. Температура заготовок, шлифуемых сборными абразивными кругами с прерывистой режущей поверхностью. Владимир.: ВПИ, 1984.-32 с.

24. Гусев В, Г, Температура заготовок, шлифуемых сборными прерывистыми кругами //Известия вузов. Машиностроение. -1984. -№ 3. -С. 150-156.

25. Гусев В, Г,, Блурцян Д, Р. Инструмент для дискретной резки заготовок // Современные технологические и информационные процессы в машиностроении: Матер, междунар. семин. Орел: ОрелГПИ, 1993. - С. 5167.

26. Гусев В. Г., Лаврентьев А. В. Аэродинамические потоки, генерируемые сборными прерывистыми абразивными кругами // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз. сб. Вып. 7. - М.: ВЗМИ, 1983. - С. 3-9.

27. Давыдов В. М. Изменение температуры шлифуемой поверхности и силы резания по мере затупления круга // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз. сб. Вып. 8. - М.: ВЗМИ, 1984. - С. 81-86.

28. Давыдов В. М. Исследование тепловых явлений при шлифовании твердого сплава алмазными кругами // Известия вузов. М.: Машиностроение, 1967. -№ 11,-С. 141-146.

29. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы планирования эксперимента. М.: Мир, 1981. - 520 с.

30. Диттман К., Гюринг К. Высокоскоростное шлифование современный метод обработки металлов резанием // Станки и инструмент. - 1989. - № 6.-С. 21-24.

31. Дубровский П. В. Механизм температурно-силового воздействия лепесткового круга на заготовку при шлифовании титановых сплавов // Вестник машиностроения. 2000. - № 8. - С. 33-36.

32. Евсеев Д. Г, Формирование свойств поверхностных слоев при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1978. - 128 с.

33. Ермаков Ю. М., Степанов Ю. С. Современные способы эффективной абразивной обработки. М.: ВНИИТЭМР, 1992. - 64 с.

34. Ермаков Ю. М., Степанов Ю. С. Современные тенденции развития абразивной обработки. М.:'ВНИКГЭМР, 1991. - 52 с,

35. Зажигаев Л, С, Кишьян А. А., Романиков Ю. И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М.: Атомиздат, 1978.-232 с.

36. Зубарев Ю. М., Приемышев А. В. Технологические основы высокопроизводительного шлифования сталей и сплавов. СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 1994.- 220 с.

37. Иванова Т. Н., СвитКовский Ф. Ю. Совершенствование обработки путем применения алмазного прерывистого торцевого инструмента // Техника машиностроения. 2000. - № 5. - С. 82-87.

38. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1965. - 363 с.

39. Королев А. В. Исследование процессов образования поверхности инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов; Изд - во Сарат. ун-та, 1975. - 191 с.

40. Корчак С. Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974. - 280 с.

41. Кулаков Ю М., Дунин-Барковский И.В., Хрульков В. А. Предотвращение дефектов при шлифовании. М.: Машиностроение, 1975. - 144 с.

42. Кулаков. Ю. М., Хрульков В. А., Дунин-Барковский И. В. Предотвращение дефектов при шлифовании. М.: Машиностроение, 1975. - 144 с.

43. Лурье Г. Б. Направления развития технологии машиностроения при эксплуатации станков. -М.: Машиностроение, 1981. — 51 с.

44. Лурье Г. Б. Прогрессивные методы круглого наружного шлифования. Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1984. - 103 с.

45. Лурье Г. Б. Состояние и перспективы развития технологии шлифования. — М.: Машиностроение, 1980. 48 с.

46. Лурье Г. Б. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1968. -175 с.

47. Мак Адаме. Влияние характера поверхности абразивного инструмента на его режущие свойства // Конструирование и технология машиностроения. 1964. 1. - С. 88-91.

48. Маталин А. А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машгиз, 1956. - 252 с.

49. Михайлов А. А. Обработка деталей с гальвоническим покрытием. -М.: Машиностроение, 1981. 143 с.

50. Никулкин Б. И. Изобретения в области вибрационного шлифования и полирования // Станки и инструмент. 1989. - № 7. - С. 35-37.

51. Оптимизация технологии глубинного шлифования / С. С. Силин Б. Н. Леонов, В. А. Хрульков и др. М.: Машиностроение, 1989. - 120 с.

52. Организация, планирование и управление предприятием машиностроения: Учебник для студентов машиностроительных специальностей ВУЗ / И.М. Разумов, Л.А. Глаголева, М.И. Ипатов, В.П. Ермилов.- М.: Машиностроение, 1982. 544 с.

53. Островский В. И. Теоретические основы процесса шлифования. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. - 144 с.

54. Попов С. А. Шлифовальные работы. М.: Высшая школа, 1987. — 383 с.

55. Петров Г. Н., Савелова А. А. Методы уравновешивания роторов. — • М.: Профиздат, 1956. 151 с.

56. Пилинекий В. И. Юликова Ю. Ф, Точность статического балансирования шлифовальных кругов // Вестник машиностроения. 1974. - № 8. - С. 36-38.

57. Пилинекий В. И., Донец И. П. Производительность, качество и эффективность скоростного шлифования. М.: Машиностроение, 1986. - 80 с.

58. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. / Под ред. Э. К. Лецкого, М.: МИР, 1977. 552 с.

59. Подзей В. А. Тепловые явления и физико механическое состояние поверхностного слоя при алмазном шлифовании низко отпущенных сталей // Физико - химические явления при взаимодействии в процессе обработки. -Тбилиси, 1971, - С. 104-114.

60. Подзолков М. Г., Афонасьев Б. И., Калинина В. С. Сборный абразивный инструмент с продольно-прерывистым аксиально-смещенным режущим слоем // Известия ОрелГТУ. Машиностроение и приборостроение — Орел: ОрелГТУ, 2000. № 4. - С. 120-129.

61. Подзолков М. Г., Калинина В. С. Сборный абразивный инструмент для прерывистого шлифования // Качество машин // Сб. научн. тр.4 ой междунар. науч.-тех. конф., Брянск: БГТУ, 2001. Т. 2. - С. 220-222.

62. Попов А. В. Влияние СОЖ на удельный расход алмазов при шлифовании твердых сплавов кругами на органических связках // Вестник машиностроения. = 2000. № 4. - С. 49=51.

63. Потапов В. А. Абразивная обработка — усиление позиций // Техника машиностроения. 2000. - № 2 (24). - С. 11-20.

64. Рейбах Ю. С, Устройство для балансировки шлифовальных кругов.- М.: НИИмаш, 1967. 84 с.

65. Рыжов Э. В., Горленко О. А. Математические методы в технологических исследованиях. Киев: Наукова думка, 1990. - 184 с.

66. Свирщев В. И. Исследование геометрических показателей качества процесса плоского прерывистого шлифования с учетом его динамических особенностей: Автореф. дис. канд. техн. наук. Пермь, 1977. — 15 с.

67. Селеменев М. Ф. Совершенствование технологии внутреннего шлифования отверстий кругами с аксиально-смещенным режущим слоем. Автореф. дисс. к-та техн. наук. - Тула: ТулГУ, 1998. - 19 с.

68. Селеменев М. Ф., Афонасьев Б. И., Барановский А. А. Характари-стика рабочей поверхности шлифовального круга с аксиально-смещенным режущим слоем // Неделя науки — 96: Тез. докл. 29-ой студ науч.-техн. конф.- Орел: ОрелГТУ, 1996. С. 26.

69. Селеменев M. Ф., Степанов Ю. С., Афонасьев Б. И. Новые технологии отделочной обработки инструментами с АРС // XXI Гагаринские чтения: Тез. докл. молодежи, науч. конф. -М.: МГАТУ, 1996. С. 105.

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

71. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. — М.: Машиностроение, 1981. — 184 с.

72. Справочник технолога-машиностроителя. / Под. ред. А. Г. Косило-вой. В 2-х т. - Т. 1. - М: Машиностроение, 1985. - 651 с.

73. Старжинский В.М. Теоретическая механика. — М.: Наука, 1980. -464 с.

74. Степанов Ю. С. Технологии, инструменты и методы проектирования абразивной обработки с бегущим контактом. Автореф. дис. док. техн. наук.-Тула: ТулГТУ, 1997. 43 с. ,

75. Степанов Ю. С., Алексеев В. В., Афонасьев Б. И., Селеменев М. Ф. Применение принципа нарушенной симметрии в технологиях шлифования // Технология-96: Науч. тр. междунар. конф. Новгород, 1996. - С. 69.

76. Степанов Ю. С., Кобяков Е. Т. Влияние геометрии роторов на их неуравновешенность при шлифовании на соизмеримых скоростях // Исследования в области инструментального производства и обработки металлов резанием. Тула: ТулПИ, 1990. - С. 93-98.

77. Степанов Ю. С., Селеменев М. Ф., Афонасьев Б. И. Новые технологии финишной обработки отверстий // Новые технологии в машиностроении: Тр. 5-ой междунар. конф. Харьков - Рыбачье, 1996. - С 34 - 35.

78. Степанов Ю. С., Селеменев М. Ф., Афонасьев Б. И. Новые технологии отделочной обработки инструментами с аксиально смещенным режущим слоем // XXI Гагаринские чтения: Тез. докл. молодежи, науч. конф. М.: МГАТУ, 1996. - С. 105.

79. Степанов Ю. С., Товщик А. П. Влияние неуравновешенности широкого круга на уровень вибраций при бесцентровом шлифовании // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз. сб. Вып. 6. - М.: ВЗМИ, 1984. - С. 28-32.

80. Степанов Ю. С., Товщик Л. П. Влияние технологических факторов и дисбаланса шлифовального круга на напряжения первого рода при плоском шлифовании // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз сб. Вып. 6. - М.: ВЗМИ, 1982. - С. 3-6.

81. Степанов Ю.С., Товгцик Л.П., Товщик А.П. Измерение температурыпри шлифовании с применением элементов волоконной оптики // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз. сб. науч. тр. М.: ВЗМИ, 1984. -С. 33-37.

82. Степанов Ю.С., Афанасьев Б.И., Бородин В.В., Подзолков М.Г. Прогрессивные конструкции шлифовальных кругов. — Орел, 1999. 28 с. — Деп. в ВИНИТИ № 3830-В99.

83. Степанов Ю.С., Кобяков Е.Т. К оптимизации значений геометрических параметров структурно-неоднородного жесткого ротора с наклонным диском. // Вестник машиностроения. 2002. - № 1. - С. 17-21.

84. Степанов Ю.С., Кобяков Е.Т. Расчетный метод уравновешивания структурно-неоднородного жесткого ротора с наклонным диском. // Справочник. Инженерный журнал. 1999. - № 10. - С. 20-23.

85. Суслов А. Г. Технологическое обеспечение контактной жесткости соединений. М.: Наука, 1977. - 248 с.

86. Сутормин В. И., Тимонин В. В. Жидкостные балансирующие устройства шлифовальных станков // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз, еб,-Вып. 11, М.: ВЗМИ, 1.987. - С, 55-62,

87. Теория и практика уравновешивания машин и приборов / Под ред. В, А, Щепетильникова. М.: Машиностроение, 1970. - 440 с.

88. Тимошенко С. П. Колебания в инженерном деле. — М.: Физматгиз, 1959.-327 с.

89. Товщик J1. П., Гуськов А. М. Модель процесса образования погрешностей при плоском шлифовании // Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки: Межвуз. сб. Вып. 5. - М.: ВЗМИ, 1981. - С. 88-93.

90. Трилисский В. О, Чирков О. И., Скрябин В. А. Моделирование съема металла при отделочно-зачистной обработке гранулированным абразивом // Машиностроитель. 2002. - № 1. - С. 26-27.

91. Управление процессом шлифования / А. В. Якимов, А. Н. Паршаков, В. И. Свирщев и др. Киев: Техника, 1983. - 571 с.

92. Филимонов JI. Н. Стойкость шлифовальных кругов. — JL: Машиностроение, 1973, — 136 с.•110. Филимонов JI. Н. Высокоскоростное шлифование. М.: Машиностроение, 1979. - 248 с.

93. Ходаков Л. В. Исследование процесса шлифования кругами с прерывистой рабочей поверхностью // Станки и инструмент. — 1974. №4. — С. 24-26.

94. Худобин Л. В., Берзин В. Р., Шумилин В. Н. К вопросу формирования воздушных потоков и управления ими при шлифовании // Соверш. процессов абразив.-алмаз. и упрочняющ. обраб. в машиностр. Пермь, 1990. - С. 34-41.

95. Худобин Л. В., Дубровский П. В. Качество поверхностей деталей, обработанных лепестковыми кругами // Вестник машиностроения. 1996. -№ 5. = С. 29=30.

96. Худобин Л, В., Мельников А, Н,, Гурьянихин В, Ф. Аэродинамические явления, сопровождающие процесс шлифования // Технология и автоматизация машиностроения: Межвуз. сб. Вып. 16. - М. 1975. - С. 77-84.

97. Худобин Л. В., Псигин Ю. В., Маценко П. К. Шероховатость поверхности после шлифования сборным комбинированным кругом // Вестник машиностроения. 1996. - № 6. - С. 32 - 35.

98. Черменский О. Н. Процессы образования стружки при шлифовании // Вестник машиностроения. 2000. № 8. С. 40-42.

99. Чирков В. Г.-Расчеты экономического эффекта новой техники. Киев: Техшка, 1984. - 182 с.

100. Чирков Г. В. Недостатки шлифования стандартным инструментом и пути их устранения // Техника машиностроения- 2000. - № 3. - С. 21-24.

101. Чирков О. И., Трилисский В. О, Скрябин В. А. Распределение давления на поверхности контакта детали с обрабатывающей средой // Машиностроитель. 2002. - № 1. - С. 28-29.

102. Шлифовальные диски с прерывистой рабочей поверхностью / ВЦП, №Л-10211. М., 03.04.85. - 10 с. - Пер. ст. Kacalak W., Plichta S. Werkstatt und Betrieb. - 1981. Vol. 116,№ ll.-P. 681-684.

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

104. Якимов А. В. Оптимизация процесса шлифования. = М.: Машино= строение, 1975.- 176 с.

105. Якимов А. В. Физико-механическое состояние поверхностного слоя после шлифования прерывистыми кругами // Поверхностный слой, точность и эксплутационные свойства деталей машин и приборов. М.: Общество «Знание» РСФСР, 1984. - С. 12-15.

106. Якимов А. В., Бахвалов В. А. Режущая способность прерывистых шлифовальных кругов // Вестник машиностроения. 1977. - № 4. - С. 70-71.

107. Яхултов М. М. Исследование теплового режима в системе зерно-матрица алмазного инструмента // Вестник машиностроения. 2001. - № 8. -С. 48-52.

108. Яхултов М. М. Модель поля температурных напряжений в шлифовальном круге // Вестник машиностроения. 2001. - № 5. — С. 46-51.

109. Ящерицин П. И. Технологическая наследственность и эксплуатационные свойства шлифованных деталей // Наука и техника. Минск, 1971. -119 с.

110. Ящерицын П. И. Повышение эксплуатационных свойств шлифованных поверхностей. Минск: Наука и техника, 1966. - 384 с.

111. Ящерицьш П. И., Попов С. А., Наерман М. С. Прогрессивная технология финишной обработки деталей. Минск: Беларусь, 1978. - 176 с.

112. Design of Machine. Kokendo Ltd, Tokyo, 1983. - Vol. 35, № 3. - P. 33-38.

113. Xue feng Pu, Karpuschewski B. Way of automatic quality surveillance of a superficial layer of a detail during grinding // Nunczin hankun xueuan xuebao = J. Manging Aeronaut. Inst. 1991. - № 3. - P. 39-49.

114. Nakayama K., Takagi I., Abe T. Grinding Whell with helical grooves an attempt to improve the grinding perfromance // Annals of the C.I.R.P. 1971 - P 133-138.

115. Howes Trevon Assesment of the cooling and lubricative properties of grinding fluids // CIRP Ann. 1990. - P. 313-316=

116. Isobe Joshinari, Katoh Yasuo, Nomura Atsushi, Tado Tamatsu, Kagawa Masanobu, Uchiyama Eiji Influence of air flows on transfer of heat in a grinding zone // Nihon kikai gakkai ronbunshu. С = Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. C. 1997. -№612.-P. 2899-2904.

117. Izumi Masumi, Lee Hwa-Soo, Inoue Shigeru Interrelation between deterioration of a grinding disk, accuracy of processing and signal of acoustic issue // Nihon kikai gakkai ronbunshu. С = Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. C. 1997. - № 613.-P. 3300-3305.

118. Jan Tinghu, Mao Juliang, Huang Ren, Jang Shuiji, Hu Aigi, Tian Jonghe Way of the control of temperature defects at grinding // Dongnan daxue xuebao = J. Southeast Univ. 1992. - № 5. - P. 119-123.

119. Koshima Kazuhiko, Onikura Hiromichi, Sokuma Keizo Loading phe-. nomenon of CBN wheel in grinding of stainless steel // Int. J. Jap. Soc. Precis. Eng. 1992. - № 4. - P. 279-283.

120. Weck Bernd Dehnung smebstreifen Snsoren überwachen Derkzeuge // Werkstatt und Betr. - 1991. - № 12. - P. 955-959.

121. Storr Manfred Geölter Blitz: Öl als Kühlschmiermittel beim Schleifen // Werkzeuge. 1997. - Sonderpubl. Ausgabe 12. — P. 26-27.

122. Wu Xiang, Zhong Biauglin, Chen Boading, Huwing Ben Way of an estimation of deterioration of a grinding disk // Dongnan daxue xuebao = J. Southeast Univ. 1993. -№ 5. - P. 10-15.

123. Kluge G. Anätze zur berechnung von Datenangeboten in CNC -Schleiönaschinen // Fertigungstechn. und Bert. 1990. - №6. - P. 343-345.

124. Popp С., Tiete K.-D. Schleifscheiben-topographie automatisch vermessen //ZwF. 1991. - № 8. - P. 411-415.

125. A. C. 1174242 СССР, МКИ В 24 D 17/00. Абразивный инструмент / Быстрова Н.М., Пеккер И.С., Горбунов А.Е. и др. (СССР). № 3669606/25-08; Заявл. 20.10.1983; Опубл. 23.08.1985, Бюл. № 31.-3 е.: ил.

126. А. С. 1194662 СССР, МКИ В 24 D 5/00. Сборный шлифовальный круг / Белоглазов 0,Ф. (СССР). № 3687557/25=08; Заявл. 06.01.1984; Опубл. ЗОЛ 1.1985, Бюл, №44.-2 е.: ил.

127. А. с. 1222517 СССР, МКИ В24 в 49/00. Устройство для измерения температуры шлифования / Давыдов В.М. (СССР). №3795303/25-08; Заявл. 28.09.1984; Опубл. 07.04.1986, Бюл. № 13. - 3 е.: ил.

128. А. С. 1516332 СССР, МКИ В 24 D 5/00, 17/00. Устройство для шлифования / Матюха П.Г, Ясько В.Н. (СССР). № 4385721/31-08; Заявл. 29.02.1988; Опубл. 23.10.1989, Бюл. № 39. - 4 е.: ил.

129. А. С. 1798123 СССР, МКИ В 24 В 1/00. Способ шлифования / Филин А.Н., Швидак И.А., Николаев В.А. и др. (СССР). № 4928987/08; Заявл. 17.04.1991; Опубл. 28.02.1993, Бюл. №8.-2 е.: ил.

130. А. С. 1806050 СССР, МКИ В 24 D 5/10 / / В 24 В 55/02. Шлифовальный круг / Степанов Ю.С., Сутормин А.Е., Щукин А.Е., Ермолаев В.К. (СССР). № 4941959/08; Заявл. 29.04.1991; Опубл. 30.03.1993, Бюл. № 12. - 3 е.: ил.

131. А. С. 688325 СССР, МКИ В 24 D 5/10. Шлифовальный круг / Земляков Н.В. (СССР). № 2621007/25-08; Заявл. 31.05.1978; Опубл. 30.09.1979, Бюл. № 36. - 2 е.: ил.

132. А. с. 795914 СССР, МКИ В 24 В 49/16. Устройство для предотвращения прижогов при шлифовании / Михелькевич В. Н., Костюков К. М., Земсков В. С., Сахчинский Е. А. (СССР). №2735033/25-08; Заявл. 11.03.1979; Опубл. 15.01.1981, Бюл. № 2. - 3 е.: ил.

133. А. с. 824884 СССР, МКИ В24 В 55/02. Устройство для охлаждения шлифовального круга / Бургуан Б. (Франция). №2524547/25 - 08; Заявл. 23.09.1977; Опубл. 23.04.1987, Бюл. № 15. - 3 е.: ил.

134. А. с. 835727 СССР, МКИ В24 В 55/02. Способ шлифования отверстий в цилиндрической детали / Жаров Н. П., Феоктистов Е. М., Никитин М. А. (СССР), №2509374/25 - 08; Заявл, 20,07.1977; Опубл. 07,06Л9815 Бюл, № 21.-3 с,: ил.

135. А. с. 931436 СССР, МКИ В 24 В 49/16. Устройство для измерения силы при шлифовании / Королева Е. М., Таратынов О. В., Волков Н. А. (СССР)-№3235089/25-08; Заявл. 21.11.1980; Опубл. 30.05.1982, Бюл. №20.3 е.: ил.

136. А. с. 965746 СССР, МКИ В24 В 55/02. Способ шлифования / Худо-бин Л. В., Белов М. А. (СССР). №3000311/25-08; Заявл. 04.11.1980; Опубл. 15.10.1982, Бюл. №.38. -2 е.: ил,

137. А. с. 984838 СССР, МКИ В24 В 45/00. Демпфирующее устройство / П. И. Ящерицын, Э. С. Бранкевич, В. И. Туромша (СССР). №3251418/25-08; Заявл. 27.02.1981; Опубл. 30.12.1982, Бюл. № 48. - 3 е.: ил.

138. Пат. 2146604 РФ, МКИ 7 В 24 D 5/06. Сборный шлифовальный круг для комбинированной обработки / Степанов Ю.С., Афонаеьев Б.И., Подзол-ков М.Г., Бородин В.В. (РФ). Заявл. 23.12.1998; Опубл. 20.03.2000.

139. Пат. 2146605 РФ, МКИ 7 В 24 D 5/14. Шлифовальный круг. Степанов Ю.С, Афонаеьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В. (РФ). Заявл. 16.11.1998; Опубл. 20.03.2000, Бюл. № 8. - 6 е.: ил.

140. Пат. 2147274 РФ, МКИ 7 В 24 В 53/04, 53/06, В 24 Б 18/00. Устройство для формирования шлифовального круга / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Харламов Г.А., Подзолков М.Г. (РФ). Заявл. 24.03.1999; Опубл.1004.2000, Бюл. № 20. 7 е.: ил.

141. Пат. 2153154 РФ, МКИ 7 О 01 М 1/38 Способ уравновешивания структурно-неоднородного жесткого ротора с наклонным диском / Кобяков Е.Т., Степанов Ю.С. (РФ). Заявл. 25.05.1999; Опубл. 20.07.2000, Бюл. № 20. - 7 е.: ил.

142. Пат. 2155662 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, В 24 В 5/06. Способ шлифования поверхностей сборным прерывистым крутом патент / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В. (РФ). Заявл. 26.11.1998; Опубл. 10.09.2000, Бюл. № 25.-8 с.: ил.

143. Пат. 2162787 РФ, МКИ 7 В 24 В 55/02. Способ осциллирующей подачи смазочно-охлождающей жидкости патент / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В. (РФ). Заявл. 07.04.1999; Опубл. 10.02.2001, Бюл. №4.-5 е.: ил.

144. Пат. 2162788 РФ, МКИ 7 В 24 В 55/02 Способ подачи смазочно-охлождающей технологической смеси в зону шлифования / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В., Куценков С.А. (РФ). За-явл.07 04.1999; Опубл. 10.02.2001, Бюл. №9.-7 е.: ил.

145. Пат. 2162789 РФ, МКИ 7 В 24 В 55/02. Устройство для осциллирующей подачи смазочно-охлождающей жидкости / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Харламов Г.А., Подзолков М.Г. (РФ). Заявл. 07.04.1999; Опубл.1002.2001, Бюл. № 4. 4 е.: ил.

146. Пат. 2177367 РФ, МКИ В 24 В 1/00, В 24 Т> 17/00. Способ прерывистого шлифования / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В., Калинина B.C. (РФ). -Заявл. 02.06.2000; Опубл. 10.01.2002, Бюл. № 12.-7 е.: ил.

147. Пат. 2177395 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, В 24 D 17/00. Способ виброустойчивого прерывистого шлифования / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В., Калинина B.C. (РФ). Заявл. 02.06.2000; Опубл. 27.12.2001, Бюл. № 36. - 5 е.: ил.

148. Пат. 2177397 РФ, МКИ 7 В 24 В 45/00. Устройство для крепления шлифовального круга / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В., Калинина B.C. (РФ). Заявл. 02.06.2000; Опубл. 27.12.2001, Бюл. №36.-9 е.: ил.

149. Пат. 2185269 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, 5/00, 7/00, В 24 D 5/00. Способ продольно-прерывистого шлифования / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В. (РФ). Заявл. 13.02.2001; Опубл. 20.07.2002, Бюл. № 20. - 7 е.: ил.

150. Пат. 2188114 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, В 24 D 5/00. Способ комбинированного шлифования / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В. (РФ). Заявл. 22.03.2001; Опубл. 27.08.2002, Бюл. № 24. - 8 е.: ил.

151. Пат. 2189301 РФ, МКИ 7 В 24 В 1/00, 7/00, 5/00, В 24 D 5/00. Способ продольно-прерывистого шлифования / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В. (РФ). Заявл. 06.02.2001; Опубл. 20.09.2002, Бюл. № 26. - 8 е.: ил.

152. Пат. 2769286 США (USA), Pulpstone. Заявл. 30.09.1955; Опубл. 06.11.1956.

153. Пат. 3420010 США (USA), Air Cooled Tire Abrading Rasp. Заявл. 25.04.1966; Опубл. 07.01.1969.

154. Пат. 3579928 США (USA), Self-Air Cooled Abrading Wheel. Заявл. 14.07.1969; Опубл. 25.05.1971.

155. Пат. 4208843 США (USA), Grinding Attachment For Porcelain Bodies. Заявл. 18.08.1978; Опубл. 24.06.1980.

156. Пат. № 2225264 Великобритания (GB), МКИ В24В 5/06. Способ и станок для внутреннего шлифования / Э. Юнкер! Опубл. 05.03.90. - № 22.

157. Пат. 2188752 РФ, МКИ 7 В 24 D 5/00 Сборный продольно-прерывистый шлифовальный круг / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзол-ков М.Г., Бородин В.В. (РФ). Заявл. 06.02.2001; Опубл. 10.09.2002, Бюл. № 25.-10 е.: ил.

158. Пат. 2121426 РФ, МКИ 6 В 24 D 5/00 Устройство для шлифования / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Барсуков Г.В., Селеменев М.Ф. (РФ). Заявл. 25Л0Л996; Опубл. ЮЛ 1.1998, Бюл, № 31.-9 с,: ил.

159. Пат. 2111109 РФ, МКИ 6 В 24 D 5/06 Устройство для комбинированного шлифования / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Бурнашов М.А., Селеменев М.Ф. (РФ). Заявл. 07.08.1996; Опубл. 20.05.1998, Бюл. № 14. - 10 е.: ил.

160. Пат. 2191677 РФ, МКИ 7 В 24 В 53/053 Способ формирования шлифовального круга / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Подзолков М.Г., Бородин В.В, (РФ). Заявл. 04.04.2001; Опубл. 27.10.2002, Бюл. № 30. - 8 е.: ил.

161. Пат. 2111108 РФ, МКИ 6 В 24 В 53/00 Способ формирования шлифовального круга / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Бурнашов М.А., Селеменев М.Ф. (РФ). Заявл. 02.04.1996; Опубл. 20.05.1998, Бюл. № 14. - 5 е.: ил.

162. Пат. 2111108 РФ, МКИ 6 В 24 В 53/00 Способ формирования шлифовального круга сверхзвуковой струей жидкости / Степанов Ю.С., Афонасьев Б.И., Барсуков Г.В. и др. (РФ). Заявл. 21.05.1996; Опубл. 10.05.1998, Бюл. № 13. - 4 с.: ил.