автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эксплуатационных возможностей отрезных шлифовальных кругов на основе использования зерен с контролируемой формой и ориентацией

На правах рукописи

КОРОТКОВ ВИТАЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОТРЕЗНЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕРЕН С КОНТРОЛИРУЕМОЙ ФОРМОЙ И ОРИЕНТАЦИЕЙ

Специальность

05 03 01- « Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск 2008

003445658 \>

003445658

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Томский политехнический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Петрушин Сергей Иванович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Кольцов Владимир Петрович

кандидат технических наук, доцент Беломестных Александр Сергеевич

Ведущая организация

ООО «Машиностроительная компания НИКО» г Кемерово

Защита состоится « 25 » сентября 2008 г В 12°° часов на заседании диссертационного совета Д 212 073 02 в Иркутском государственном техническом университете по адресу 664074, г Иркутск, ул Лермонтова, 83

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета и в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета по адресу г Томск, ул Белинского, 53-а

Автореферат разослан «22» августа 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

В М Салов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Анализ эффективности применения отрезных шлифовальных кругов показывает, что, несмотря на их широкое распространение, они лишь частично используют свои потенциальные возможности Основными причинами этого являются неупорядоченность формы и расположения абразивных зерен в теле данных инструментов, которые формируют произвольную и часто неблагоприятную геометрию их режущих микроклиньев В результате большая часть зерен неэффективно участвует в совокупном процессе резания Произвольная форма и хаотичная ориентация зерен формируют также дефекты структуры отрезных кругов и, как следствие, снижают их прочность и допустимую скорость работы Подбор формы и упорядочение ориентации шлифовальных зерен в отрезных кругах открывают перспективу повышения физико-механических и режущих свойств этих инструментов и представляет собой актуальную проблему, что подтверждается выигранным грантом по федеральной программе «Старт-06» «Новое поколение шлифовальных инструментов на основе зерен с заданной ориентацией и контролируемой формой»

Цель диссертационной работы состоит в повышении эксплуатационных возможностей отрезных шлифовальных кругов на основе использования зерен с контролируемой формой и ориентацией

Методики исследовании. Работа выполнена на базе теории шлифования материалов, теории прочности хрупких тел, теории прочности вращающихся объектов, теории вибрационного сепарирования частиц, теории математического моделирования, статистической обработки и корреляционно-регрессионного анализа результатов испытаний с широким привлечением возможностей ЭВМ, на основе известного и специально разработанного программного обеспечения В работе использованы существующие и оригинальные методики количественной оценки формы зерен, определения режущей способности, износа, коэффициента шлифования, эффективной мощности и температуры при резании экспериментальными кругами, определения микротвердости и изучения микроструктуры металла заготовок из разных материалов после отрезки опытными кругами Эксперименты проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием современных измерительных приборов и оборудования, в том числе и на немецкой фирме по производству отрезных кругов Научная новизна работы состоит в разработке

- концепции создания новых конструкций отрезных шлифовальных кругов из зерен с контролируемой формой и ориентацией,

- нового способа изготовления отрезных кругов с контролируемой ориентацией зерен (заявка на патент РФ №200810586),

- нового способа изготовления отрезных кругов повышенной прочности из зерен с контролируемой формой в зоне посадочного отверстия (заявка на патент РФ №2007129252),

- нового статического способа испытания шлифовальных кругов на разрывную прочность (патент РФ №2292032),

- новых методов оценки формы зерен в трехмерном пространстве, оценки площади поверхности зерен и их количества в единице объема, оценки износа и прочности зерен,

в установлении

- влияния формы зерен на размер их площади поверхности, количество в единице объема, интенсивность износа и прочность, разрывную прочность отрезных шлифовальных кругов, состоящих из зерен с контролируемой формой,

- влияния формы и ориентации зерен в отрезных шлифовальных кругах на их режущую способность, износ, коэффициент шлифования, мощность и температуру резания, а также на микротвердость и микроструктуру металла заготовок после отрезки,

в разработке

- математических моделей, отражающих влияние формы и ориентации зерен на их рабочие характеристики, а также на эксплуатационные показатели отрезных кругов и качество обработки заготовок, моделей, позволяющих прогнозировать и целенаправленно изменять работоспособность отрезных кругов в зависимости от требований к стойкости инструментов, к производительности и качеству обработки

Практическая ценность работы заключается

в разработке

- модульной конструкции стенда для динамических испытаний отрезных кругов на разрывную прочность,

- конструкции приспособления для статической оценки разрывной прочности отрезных кругов, позволяющей упростить и обезопасить такие испытания,

- программного обеспечения для оценки формы зерен в трехмерном пространстве, взаимосвязи формы и площади поверхности зерен, износа зерен (соответственно, свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ №2006613051, №2007612468 и №2008610817),

в изготовлении

- опытных партий отрезных шлифовальных кругов из зерен с контролируемой формой и ориентацией, подтвердивших свои повышенные эксплуатационные возможности по сравнению со стандартными отрезными кругами,

в разработке

- практических рекомендаций по эффективному применению отрезных шлифовальных кругов с контролируемой формой и ориентацией зерен

Реализация результатов работы. Экспериментальные отрезные шлифовальные круги испытаны и внедрены на ООО «Завод электротехнической аппаратуры» г Кемерово, ООО «Сибирские промышленные технологии» г Кемерово, авторемонтных мастерских компании ОАО «Кузбассразрезуголь» г Белово, ООО «Агромаш» г Кемерово Кроме того, разработки, выполненные по теме диссертации используются в учебном процессе для студентов машиностроительных специальностей ТПУ

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научно-практической конференции «Молодежь Поволжья - науке будущего» (г Ульяновск, 2003 год), на IX-й, Х1-й, XII-й и XIII-й международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г Томск, 2003, 2005, 2006, 2007 гг), на И-й, Ш-й, V-й Всероссийских научно-практических конференциях «Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении» (г Юрга, 2004, 2005,

2007 гг), на Ш-й международной научно-практической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении» (г Тюмень, 2005 г), на 4-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе» (г Новосибирск, 2006 г), на 1-й Всероссийской научно-практической конференции «Современные пути развития машиностроения и автотранспорта Кузбасса» (г Кемерово, 2007 г) Результаты работы обсуждались также на научных семинарах кафедры «Технология автоматизированного машиностроительного производства» ТПУ в период с 2003 по

2008 гг Полное содержание работы доложено на научном семинаре факультета технологии и компьютеризации машиностроения ИрГТУ Отдельные разделы работы заслушаны на семинарах кафедры «Станкостроение» Технического университета г Кемнитц (Германия) и техсовете фирмы по производству отрезных шлифовальных кругов «Rottluff» (Германия) при прохождении там трех научных стажировок по теме диссертации

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ (в т ч 5 - в журналах, перечня ВАК), получен патент на изобретение РФ и три свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений Она изложена на 194 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 172 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и обозначены пути ее достижения, охарактеризованы методики исследования, отражены научная новизна и практическая ценность работы, представлены сведения о ее реализации и апробации, приведена информация об опубликовании результатов работы, а также о ее структуре и объеме

В первой главе отражен анализ состояния исследуемой проблемы, сформулирована цель работы и определены задачи по ее достижению На основе работ Бокучавы Г В , Ваксера Д Б , Димова Ю В , Зайцева А Г , Ильичева JIJI, Ипполитова Г М , Кольцова В П , Корчака С Н , Кудасова Г Ф , Курдюко-ва В И , Литовки Г В , Полетики М Ф , Резникова А Н , Старкова В К, Филимонова Л Н , Худобина Л В , Якимова А В , Янюшкина А С , Ящерицина П И , Droessler Н , Lutze Н , Opitz Н , Peklemk J изучены особенности процесса шлифования и свойства компонентов абразивных отрезных кругов Названные авторы в своих работах указывают на то, что процесс шлифования, в том числе и

отрезного, является результатом группового микрорезания отдельными зернами Эффективность такого процесса зависит от эффективности резания каждым единичным зерном чем лучше работает каждое отдельное зерно, тем выше интегральный показатель - работоспособность инструмента в целом Но для того, чтобы любое зерно работало с полной отдачей, необходимо чтобы оно обладало благоприятной, для данного случая резания, геометрией В свою очередь, геометрия зерна определяется двумя главными факторами - формой и расположением в теле инструмента Между тем, анализ показывает, что эти факторы в практике изготовления отрезных кругов, как правило, остаются бесконтрольными и незадействованными Решение проблемы по упорядочению формы и ориентации зерен открывает возможность более полного использования их потенциальных возможностей и на этой основе повышения эксплуатационных показателей инструментов в целом Базируясь на изложенных аргументах, сформулирована цель данной работы и намечены задачи по ее достижению

Во второй главе представлены результаты исследований по установлению влияние формы и ориентации зерен на их геометрические параметры, физико-механические и режущие свойства Для идентификации встречающихся разновидностей форм шлифовальных зерен предложен новый метод количественной оценки этого параметра, основанный на определении коэффициентов, равных отношению размеров сфер, описанных и вписанных снаружи и внутри пространств, занимаемых зернами Данный метод оценки формы зерен в трехмерном пространстве, вместе с методом установления формы зерен на плоскости, позволили точно и оперативно определять форму всех зерен, с которыми затем проводились эксперименты и из которых изготавливались опытные инструменты Анализ существующих методов и устройств для разделения массы свободного абразива на ряд фракций с одинаковой формой зерен показал, что для этой цели может быть эффективно применен метод разделения на основе сил трения, реализуемый с помощью вибросепаратора Описана конструкция вибросепаратора, использованного для выделения из исходной массы обычного свободного абразива зерен определенной и одинаковой формы Для вычисления площади поверхности зерен разработан метод и программное обеспечение для ЭВМ С помощью них установлено, что чем больше коэффициент формы зерен тем большей площадью поверхности (5) они обладают С учетом размерного фактора (Din) эта закономерность для зерен 13А63Н представлена в виде модели S = -387800+70880-^+3572-Z)BII (1)

Как показал разработанный метод, основанный на использовании мерной емкости с фиксированным объемом, планшетного сканера и компьютерной программы, форма зерен может повлиять на плотность их упаковки в единице объема шлифовального круга На его основе установлено, что чем больше К^,, тем большее число зерен (N) находится в одинаковом объеме пространства (в тч и инструмента) Для зерен марки 13А63Н эта зависимость описывается формулой Л?=1876,50-е(М^'ф (2)

Для оценки влияния формы и ориентации зерен на их прочность разработан метод и сконструирована установка, которая в автоматическом режиме и с

учетом критерия хрупкого разрушения позволяет определять усилия разрушения зерен различных марок и зернистостей с разной формой и ориентацией по отношению к действующей нагрузке

В результате экспериментов на этой установке выявлено, что чем больше тем меньшее усилие (Р) требуется для их разрушения, а зерна с тангенциальной ориентацией (0=0°) разрушаются при большем усилии сжатия, чем зерна с радиальной ориентацией (0=90°) Причем, чем больше Аф, тем эта закономерность носит более выраженный характер Полученные экспериментальные данные описаны экспоненциальными моделями

для 0=0° Р = 495,88-е-0'94Аф; (3) для 0=90° Р = 841,21ч? "1,25Аф (4) При изучении износа зерен использованы модели отрезных шлифовальных кругов из реальных зерен и оптически прозрачной связки на базе эпоксидной смолы, близкой по свойствам бакелитовой связке Это позволяло визуально наблюдать за износом каждого отдельного зерна, выходящего на рабочую поверхность инструмента В процессе испытаний моделей кругов с помощью специальной программы для ЭВМ собиралась и анализировалась информация об особенностях работы и износа каждого зерна, расположенного на рабочей поверхности модели круга вдоль по его периметру Это позволило установить, что полное время работы (контакта с металлом) зерен (7) в модели отрезного круга колеблется в интервале 1,8 - 4,6 с и зависит от формы зерен и их ориентации в теле инструмента Длительнее всего в круге работают зерна с малыми значениями Лф (изометрические зерна) и зерна с тангенциальной ориентацией Данные закономерности описываются моделями

для 0=0° 7=3,99 - \,\А-Ьп(Ко); (5) 0=90° Г=4,10 - 1,69-Ьп(Кф) (6) Установленные закономерности позволили уяснить общий механизм действия факторов формы и ориентации зерен и, на этой основе, дали возможность перейти к более сложному этапу конструирования экспериментальных отрезных кругов с контролируемой формой и ориентацией зерен В третьей главе представлены предлагаемые конструкции отрезных шлифовальных кругов из зерен с контролируемой формой и ориентацией, описана технология их изготовления, реализуемая в лабораторных условиях и включающая сепарацию зерен, приготовление формовочной смеси, формование и термообработку опытных кругов, охарактеризовано технологическое оборудование и оснастка Приведено описание предлагаемого способа ориентации зерен в шлифовальном круге, основанного на использовании электростатического эффекта Суть способа поясняется рис 1, на котором показаны укладка абразивной смеси (а) и расположение электродов (б) при радиальной (0=90°) и тангенциальной (0=0°) ориентации зерен в шлифовальном круге Здесь 1 - основание, 2 - выталкиватель, 3 - сердечник, 4 - формовочная плита, 5 - кольцевая обойма, 6 - электроды, 7 - корпус, 8 - контакты, 9 - абразивная смесь, 10 - сито, 11 - абразивные гранулы, 12 - ориентированные зерна На способ изготовления подана заявка на изобретение (№2008105086) и на его базе изготовлено более 40 экспериментальных отрезных кругов

Описан экономичный способ повышения прочности отрезных кругов, ос-

а)

а)

8/58 8/58

Рис 1 Укладка абразивной смеси (а) и расположение электродов (б) при радиальной (0=90°) и тангенциальной (0=0°) ориентации зерен в шлифовальном круге

нованный на упрочнении этих инструментов в зоне посадочного отверстия за счет применения зерен игольчато-пластинчатой разновидности Изложены этапы и особенности изготовления отрезных кругов повышенной прочности На способ подана заявка на изобретение (№2007129252) и на его основе изготовлено более 50 экспериментальных отрезных кругов

В четвертой главе отражен анализ поиска эффективных способов и средств контроля прочности отрезных кругов и представлены результаты исследований по установлению влияния формы зерен на прочность этих инстру-

ментов. Описана конструкция разработанного стенда для контроля прочности отрезных кругов динамическим методом, т.е. путём их вращения с определенной или непрерывно увеличивающейся скоростью.

Представлен статический способ оценки прочности шлифовальных кругов, основанный на нагружении посадочных отверстий неподвижных инструментов распределенной нагрузкой, вызывающей появление в кругах тангенциальных напряжений, аналогичных тем, которые возникают в них при вращении. Преимущества способа состоят в том, что он может быть реализован везде, где есть несложное оборудование для создания одноосного сжатия (прессы, домкраты и др.) и в том, что он не требует наличия усиленных заграждений для защиты от разлетающихся осколков кругов, т.е. более безопасен при работе. На способ получен патент на изобретение (Пат. 2292032 РФ). С ею помощью (а также динамического метода) в результате прочностных испытаний установлено, что увеличивая К^, можно повысить прочность отрезных кругов. Для кругов без армирующих элементов при увеличении коэффициента формы зёрен в зоне у посадочного отверстия с Аф~1,87 до #ф~3,31 можно добиться повышения средней скорости разрыва кругов на 27 м/с (т.е. на 30%) (рис. 2, а), а для кругов с армирующими элементами (рис. 2, б) это увеличение достигает 17 м/с (рост на 12%), по сравнению со стандартными кругами без зоны упрочнения.

У, м/с

111-

99-

85

К м/с

С-ЛПНОСёННЫВ круги

187 2Л

3.31

- Кф

а) 6)

Рис. 2. Скорость разрыва (У) отрезных кругов с зоной упрочнения из зерен с контролируемой формой (Аф), без армирующих элементов (а) и с армирующими элементами (б) В пятой главе представлены результаты исследований по установлению влияния формы зёрен на эксплуатационные показатели отрезных шлифовальных кругов. Изложена методика исследований, включающая оценку таких наиболее важных эксплуатационных параметров экспериментальных инструментов, как: режущая способность, коэффициент шлифования, эффективная мощ-

ность резания. Методика охватывала также оценку качества отрезной операции на основе регистрации температуры в зоне резания, изучения изменений микротвердости и микроструктуры металла заготовок после отрезки. Результаты испытаний отрезных кругов 230x3*32 13А 63Н [Л"ф] СТЗ Б 50 м/с с контролируемой формой зёрен (на стали 10), полученные с помощью испытательного комплекса на базе станка ЗА64Д, представлены на рис. 3,а,б, в, г.

От, г/мин

15

12

\Л/эф, Вт

4-00

300 200 100

12,24 а

9.47 ¡¡¡а Ид

— ц ри

1,85 2,46 а) 2,77

Кф

1,85

2,46 б)

Кф

VI, кВт ч

Кф

Кф

в) г)

Рис.3. Режущая способность (а), коэффициент шлифования (б), эффективная мощность (в) и энергозатраты (г) отрезных кругов с контролируемой

формой зерен.

Экспериментальные данные говорят о том, что с увеличением Кф режущая способность отрезных кругов и эффективная мощность резания растут, а коэффициент шлифования и энергозатраты падают. Выявленные закономерности, для первых трёх параметров, адекватно отражаются следующими математическим моделями:

<2ш=4,08-£'0,45Лф; (7) 7^=21,32-Лу1'25; (8) И^=65,09-еш'к* (9)

Суть явлений, которые они отражают, состоит в том, что круги из зёрен с большими из-за их более острых углов и режущих кромок, а также большего числа в единице объёма инструмента, более активно режут металл (на 17% лучше, чем стандартные круги) и, поэтому, требуют больших затрат по эффективной мощности. Вместе с тем, такие зёрна при работе интенсивно изнашиваются и, по этой причине, коэффициент шлифования кругов падает. Круги из зёрен с малыми изнашиваются медленнее, их стойкость выше и, как следствие, выше (на 42% по сравнению со стандартными кругами) их коэффициент шлифования. Поскольку время отрезки заготовок кругами с большими

меньше, чем при отрезке другими инструментами, то общие энергозатраты на выполнение одинакового объема работы, несмотря на растущую эффективную мощность, у них тоже несколько меньше

Оценка температуры в зоне резания путем анализа цветов побежалости на поверхности металла разрезанных заготовок, измерение микротвердости и изучение на шлифах микроструктуры металла заготовок после отрезки кругами с разной формой зерен показали, что по мере увеличения коэффициента формы зерен теплонапряженность процесса резания уменьшается, а вместе с этим уменьшаются размеры зоны поверхностного упрочнения металла заготовок По результатам исследования температуры нагрева металла заготовок построены математические модели

Эксплуатационные показатели отрезных кругов из зерен с контролируемой формой у посадочного отверстия оценивались на примере испытания инструментов с характеристикой 230><3х22 13А 63Н / 53С 32Н [Аф] Т2 БУ 90 м/с Зона вблизи посадочного отверстия у них изготавливалось из зерен 53С32Н с игольчато-пластинчатой формой, благодаря чему удалось повысить их прочность и поднять допустимую скорость работы с 80 до 90 м/с В целях оценки эффекта, достигаемого за счет повышения скорости обработки, испытания этих кругов проводились на дискретно изменяемых (в пределах 60 - 90 м/с) скоростях резания Результаты испытаний отражены на рис 8, а, б, в, г

а) б)

Рис 8 Влияние скорости резания на режущую способность (а), коэффициент шлифования (о), энергозатраты (в) и основное технологическое время (г) при эксплуатации кругов с повышенной прочностью

По полученным результатам построены математические модели, адекватно отражающие наблюдаемые явления

£>„,=0,0045-*/2и; (10) Кш=0,1053-К-0,4307; (11) 0^=136,25 у (12) Их физический смысл состоит в том, что при повышении скорости резания большее число зерен в единицу времени срезает металл, поэтому режущая способность круга растет (при Г=90 м/с она на 27% выше, чем у стандартных кругов при Г=80 м/с), а коэффициент шлифования повышается на 11% Увеличивается потребляемая эффективная мощность, но из-за уменьшения времени отрезки общие энергозатраты уменьшаются на 4% Исследования качества отрезки заготовок кругами из зерен с контролируемой формой в зоне посадочного отверстия показали, что при увеличении скорости резания общая теплонапря-женность процесса шлифования уменьшается Это следует из построенных графиков и математических моделей (для стали 10)

при У=80 м/с Т=429,96-е 0'271; (13) при У=90 м/с 7"=408,64^"0,3" (14) где Т - температура нагрева металла на разном удалении (Ь) от плоскости отрезки Диапазон изменения микротвердости металла заготовок и размеры зоны поверхностного упрочнения также уменьшаются при увеличении скорости резания в рассматриваемом диапазоне

В шестой главе представлены результаты исследований эксплуатационных показателей отрезных шлифовальных кругов с контролируемой ориентацией зерен Исследования выполнены на шлифовальных кругах без упрочняющих и с упрочняющими элементами с характеристиками, соответственно 230x3x32 13А 40Н [0] Т2 Б 50 м/с и 230x4x32 13А 40Н [0] Т2 БУ 80 м/с Круги изготавливались с радиальной (0=90°), тангенциальной (0=0°), ориентацией зерен и, для сравнения, - без ориентации зерен (0=\;аг) Испытания кругов без упрочняющих элементов проводились на стали 10, а кругов с упрочняющими элементами - на сталях из трех разных групп конструкционной, коррозионно-стойкой и инструментальной Для испытаний предварительно выбирали режимы резания Результаты исследований для кругов без упрочняющих элементов отражены на диаграммах рис 9, а, б, в, а кругов с упрочняющими элементами на диаграммах рис 9, г, д, е Полученные результаты говорят о том, что режущая способность у кругов с радиальной ориентацией на 14-17% выше, чем у стандартных кругов, они при работе требуют больших на 6-29% затрат эффективной мощности и их коэффициент шлифования, из-за интенсивного износа, ниже, чем у стандартных кругов Круги с тангенциальной ориентацией зерен, напротив, изнашиваются медленно, имеют более высокий (на 25-30%) коэффициент шлифования и работают с меньшими (на 5-17%) затратами эффективной мощности, чем стандартные круги

При переходе от тангенциальной ориентации зерен к их радиальному расположению общая теплонапряженность процесса резания и степень нагрева заготовок снижается Например, при шлифовании стали 10 отрезными кругами с радиальной ориентацией зерен, по сравнению со стандартными кругами с неориентированными зернами, температура в зоне резания снижается примерно на 30°С, а глубина зоны термического влияния уменьшается в 1,3 раза

От. г/мин

□ 12Х18Н10Т вШХ15(НЯС60) □ Сталь 10

а)

г)

в) е)

Рис. 9. Зависимость режущей способности (£>„,). коэффициента шлифования (Кт) и эффективной мощности (ТУ,^) от угла ориентации шлифовальных зерен (0) у отрезных кругов без упрочняющих элементов (а, б, в) и с упрочняющими элементами (г, д, е) В целом аналогичные результаты получены и для других марок сталей. Представлены графики температуры прогрева металла, измерения микротвёрдости металла заготовок после отрезки и фотографии шлифов, отражающие состояние микроструктуры металла разрезанных заготовок. Для всех испытуемых марок сталей выведены математические модели, показывающие изменение температуры нагрева металла (7) в зависимости от ориентации зёрен (0) и расстояния от плоскости отрезки (Т.), которые, например, для стали 10 имеют следующий вид:

0=0°: 7=481,6 !•<?

-0,16-А.

(15) 0=90°

0=уаг: Т=434,33-£-°'21''-; (17)

7=465Л2-е

-ил»-;..

¡16)

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Разработана концепция создания новых конструкций отрезных шлифовальных кругов из зерен с контролируемой формой и ориентацией, такие круги (в количестве порядка 200 шт) изготовлены, испытаны в лабораторных и производственных условиях, где доказали свои преимущества по сравнению со стандартными кругами

2 Для выделения из общей массы стандартного свободного абразива зерен с той или иной конкретной формой использован метод разделения частиц на основе сил трения, реализованный на практике с помощью вибросепаратора Для идентификации формы разделенных зерен разработан новый количественный метод оценки их формы в объеме, на программное обеспечение к которому получено свидетельство об официальной регистрации № 2006613051

3 Разработан метод и программное обеспечение по установлению взаимосвязей формы зерен с площадью их поверхности и количеством в единице объема (свидетельство об официальной регистрации № 2007612468) На их основе установлено, что зерна с большими коэффициентами формы имеют большую площадь контакта со связкой и, следовательно, более прочную связь с ней, а количество игольчато-пластинчатых зерен превышает количество изометрических зерен, находящихся в одинаковом объеме пространства (в т ч и инструмента) Модели (1), (2)

4 С помощью разработанных метода и автоматической установки, доказано, что, чем меньше коэффициент формы зерен, тем они прочнее прочность изометрических зерен (/Гф~1,80) в 3,6 - 4,9 раз выше прочности игольчато-пластинчатых зерен (/(ф~3,13) Более прочными являются зерна с тангенциальной ориентацией их превосходство в прочности над зернами с радиальной ориентацией тем существеннее, чем больше их коэффициент формы и оно может достигать 50% при Лф=3,13 Модели (3), (4)

5 Разработан метод и программное обеспечение для оценки взаимосвязи формы зерен с их износом (свидетельство о государственной регистрации № 2008610817) Это позволило установить, что чем меньше коэффициент формы зерна, тем больше его стойкость, которая в модели круга колеблется в интервале 1,8 - 4,5 с, и тем больше размер образуемых площадок износа Стойкость зерен с тангенциальной ориентацией на 6 - 67% выше, чем стойкость ра-диально ориентированных зерен, причем эта разница становится больше по мере увеличения коэффициента формы Модели (5), (6)

6 При изготовлении экспериментальных инструментов использована типовая технология изготовления отрезных кругов на бакелитовой связке, модернизированная добавлением операции предварительной сортировки зерен, операции по их ориентации и укладке в зоне вблизи посадочных отверстий Для изготовления отрезных кругов с контролируемой ориентацией зерен разработан новый способ, основанный на использовании электростатического эффекта, на который подана заявка на изобретение РФ № 2008105086 (приоритет от 11 02 2008 г) Для изготовления отрезных кругов повышенной прочности разработан новый способ упрочнения их зон вблизи посадочного отверстия, на ко-

торый также подана заявка на изобретение РФ № 2007129252 (приоритет от 30 07 2007 г)

7 Для оценки прочности отрезных шлифовальных кругов динамическим методом разработан и изготовлен стенд на базе универсально-заточного станка ЗА64Д в виде модульной съемной конструкции, а для оценки прочности кругов в статических условиях разработан новый способ, на который получен патент на изобретение (Пат 2292032 РФ) и с его помощью сделана (или продублирована) основная часть прочностных испытаний экспериментальных кругов

8 Упрочнение зоны посадочного отверстия отрезных кругов игольчато-пластинчатыми зернами позволяет повысить среднюю разрывную скорость этих инструментов на 30% (27 м/с) для кругов без армирующих элементов и на 12% (17 м/с) для кругов с армирующими элементами по сравнению со стандартными инструментами

9 Установлено, что использование зерен игольчато-пластинчатых разновидностей в отрезных кругах (К^-2,11) по сравнению со стандартными кругами дает повышение режущей способности на 17%, при некотором снижении или паритете общих энергозатрат, снижение теплонапряженности процесса резания и уменьшении прогрева металла заготовок на 9 - 18°С в зависимости от расстояния от плоскости отрезки, а также уменьшение зоны поверхностного упрочнения металла заготовок (сталь 10) Отрезные круги из зерен с малыми коэффициентами формы (изометрических) обладают (из-за высокой стойкости) более высоким (на 42%) коэффициентом шлифования Модели (7), (8), (9)

10 При упрочнении отрезных кругов за счет введения в зону посадочных отверстий зерен с большими коэффициентами формы их режущая способность повышается (за счет повышения рабочей скорости) на 27%, а коэффициент шлифования - на 11%), при некотором снижении общих энергозатрат (на 4%), снижении теплонапряженности процесса резания и уменьшении прогрева металла заготовок на 21 - 33°С в зависимости от расстояния от плоскости отрезки, уменьшении величины и глубины зоны поверхностного упрочнения металла заготовок (сталь 10) Модели (10), (11), (12)

11 Круги с радиальной ориентацией зерен обладают на 14 - 17% большей режущей способностью (в зависимости от наличия упрочняющих элементов и марки обрабатываемого материала), имеют более низкую температуру резания и на 20 - 30°С меньшую температуру прогрева металла заготовок в зоне отрезки, а также формируют менее выраженную зону поверхностного упрочнения Круги с тангенциальной ориентацией зерен имеют более высокий (на 25 - 30%) коэффициент шлифования и при работе потребляют на 5 - 17 % меньшую эффективную мощность

12 Построенные математические модели позволяют прогнозировать и целенаправленно задавать требуемые эксплуатационные показатели отрезных кругов и качество обработки деталей за счет изменения формы и ориентации зерен

13 В тех случаях, когда критерием эффективности отрезной операции является высокая производительность и качество обработки, целесообразно реко-

мендовать к использованию отрезные круги из зерен с большими величинами коэффициентов формы и их радиальной ориентацией в теле инструментов Когда же на первый план выходит критерий низкого расхода инструментов и когда резание сопровождается высокими силовыми нагрузками, следует рекомендовать к применению круги из зерен с малыми коэффициентами формы и тангенциальной ориентацией в теле инструментов

14 Экспериментальные отрезные круги прошли производственные испытания и внедрены на ряде предприятий, использующих абразивно-отрезные операции, где подтвердили свои преимущества по сравнению со стандартными инструментами На эти же предприятия передана техническая документация для реализации и использования в производственных целях статического способа оценки прочности отрезных кругов Результаты полученных исследований данной работы используются в учебном процессе для студентов машиностроительных специальностей

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах(*):

1. Петрушин С.И., Короткое В.А. Повышение эксплуатационных возможностей отрезных шлифовальных кругов // Обработка металлов, 2005, Ш, С. 16 -18.

2. Короткое В.А. Стенд для испытаний отрезных шлифовальных кругов на механическую прочность // Обработка металлов, 2006, №2, С 10-11.

3. Короткое В.А. Износ шлифовальных зерен с разной формой // Обработка металлов, 2007, №1, С. 30-32.

4 Короткое В.А. Оценка формы площади поверхности шлифовальных зерен в трехмерном пространстве // Обработка металлов, 2007, №2, С. 27-29.

5 Короткое В.А. Тепловые явления при шлифовании отрезными кругами с контролируемой формой абразивных зерен // Обработка металлов, 2007, №4, С. 28 - 29.

6 Короткое В А Анализ путей повышения эксплуатационных характеристик шлифовальных кругов // Молодежь Поволжья - науке будущего Труды молодежной науч -практ конф , 31 03 - 15 06 2003 г - Ульяновск УлГТУ, 2003, С 3-4

7 Коротков В А Совершенствование технологии изготовления отрезных шлифовальных кругов // Современные техника и технологии Труды IX-ой международной науч -практ конф студентов, аспирантов и молодых ученых, 7 - 11 апр 2003 г - Томск Изд-во ТПУ, 2003 - Т 1, С 213-214

8 Koiotkov V A Ways analysis operational characterization increase of the polishing wheels // Modem techniques and technologies (MTT 2003) Proceeding of the 9-th international scientific and practical conference of students, post-giaduates and young scientists, April 7 - 11, 2003 - Tomsk, Russia, 2003, P 102-103

9 Короткое В А Оценка разрывной прочности шлифовальных кругов // Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении Труды Н-и Всероссийской науч -практ конф ,29 - 30 апр 2004 г - Юрга Изд-во ТПУ, 2004 - Т 1, С 122-123

10 Коротков В А Изготовление экспериментальных отрезных шлифовальных кругов // Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении Труды Ш-й Всероссийской науч -практ конф , 19-21 мая 2005 г -Юрга Изд-во ТПУ, 2005 - Т 1, С 31-32

11 Коротков В А Оценка прочности шлифовальных кругов // Современные техника и технологии Труды XI-ой международной науч -практ конф студентов, аспирантов и молодых ученых, 29 марта - 2 апреля 2005 г -Томск Изд-во ТПУ, 2005 -Т1,С 253-254

12 Коротков В А Влияние формы зерен на эксплуатационные показатели отрезных шлифовальных кругов // Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении Материалы HI международной науч -практ конф ,6-9 дек 2005 г - Тюмень Феликс, 2005, С 103-105

13 Коротков В А Оценка формы шлифовальных зерен // Современные техника и технологии Труды ХП-ой международной науч -практ конф студентов, аспирантов и молодых ученых, 27-31 марта 2006 г - Томск Изд-во ТПУ, 2006 -Т 1, С 151-153

14 Korotkov V A Technology and equipment foi producing of the expeumental cutting discs // Modem techniques and technologies (MTT 2006) Pioceeding of the 12-th international scientific and piactical confeience of students, post-giaduates and young scientists, Maich 27 - 31, 2006 - Tomsk, Russia, 2006, P 177-179

15 Коротков В А Способ испытания шлифовальных кругов на механическую прочность // Современные проблемы машиностроения Труды HI-й международной науч -техн конф ,27 - 30 ноября 2006 г - Томск Изд-во ТПУ, 2006 -Т 1,С 204-208

16 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613051 Форма шлифовальных зерен в объеме / Коротков В А, Рылов ГМ -№ 2006612327, заявл 4 07 2006, опубл 1 09 2006

17 Патент на изобретение 2292032 РФ, МПК7 G01N 3/58 Способ испытания шлифовальных кругов на механическую прочность / Коротков А Н, Коротков В А , заявители и патентообладатели Коротков А Н , Коротков В А -№2005112954, заявл 28 04 2005, опубл 20 01 2007, Бюл №2

18 Korotkov VA Research of the exploitation abilities of the cutting discs, which consist of the abiasive grams with contiolled onentation // Modem techniques and technologies (MTT 2007) Proceeding of the 13-th international scientific and practical conference of students, post-graduates and young scientists, March 26 - 30, 2006 - Tomsk, Russia, 2007, P 49-51

19 Коротков В А Исследование влияния формы абразивных зерен на прочность отрезных шлифовальных кругов на бакелитовой связке // Иннова-

ционные технологии и экономика в машиностроении Труды V-íí Всероссийской науч -практ конф ,14-15 сентября 2007 г - ЮТИ ТПУ, Юрга Изд-во ТПУ, 2007, С 264 - 271

20 Короткое В А , Фролов В Е , Кустов Д С Исследование взаимосвязей формы и прочности ориентированных шлифовальных зерен // Современные пути развития машиностроения и автотранспорта Кузбасса Труды 1-й Всероссийской науч -практ конф ,24 - 25 октября 2007 г -Кемерово Изд-во ГУ КузГТУ, 2007, С 219 - 224

21 Коротков В А , Рылов Г М , Гудин В А Исследование износа шлифовальных зерен с разной ориентацией в теле инструмента // Современные пути развития машиностроения и автотранспорта Кузбасса Труды 1-й Всероссийской науч -практ конф ,24 - 25 октября 2007 г - Кемерово Изд-во ГУ КузГТУ, 2007, С 215-219

22 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007612468 Площадь поверхностей и форма шлифовальных зерен / Коротков В А, Рылов ГМ - № 2007611718, заявл 02 05 2007, опубл 13 06 2007

23 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610817 Износ шлифовальных зерен / Коротков В А, Рылов Г М -№ 2007615417, заявл 27 12 2007, опубл 16 02 2008

(*курсив - для работ в журналах, входящих в перечень ВАК)

Подписано к печати 14 08 2008 Формат 60\84/16 Бумага «Классика» Печать RISO Уел печ л 1,05 Уч-издл 0,94 _Заказ 673 Тираж 100 эьз_

®! Томский почитехнический университет

. i Система менеджмента качества

ISO 9001 j Томского политехнического университета сертифицирована

ЫТИШИ! NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001 2000

KjuTEAbCiioWTO 634050, г Томск, пр Ленина, 30

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДУЕМОЙ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Назначение, области применения и разновидности конструкций отрезных шлифовальных кругов.

1.2 Характеристики отрезных шлифовальных кругов.

1.3 Свойства компонентов абразивных отрезных кругов.

1.3.1 Шлифовальные зёрна.

1.3.2 Связующие и наполнители.

1.3.3 Упрочняющие элементы.

1.4 Технология производства абразивных отрезных кругов.

1.5 Пути повышения эксплуатационных возможностей отрезных кругов.

1.6 Цель и задачи исследования.:.

Глава 2. ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ И ОРИЕНТАЦИИ ЗЁРЕН НА ИХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И РЕЖУЩИЕ СВОЙСТВА.

2.1 Методы оценки формы шлифовальных зёрен.

2.2 Разделение шлифовальных зёрен по форме.

2.3 Взаимосвязь формы зёрен с площадью их поверхности и количеством в единице объёма.

2.4 Влияние формы и ориентации зёрен на их прочность.

2.5 Износ зёрен с разной формой и ориентацией в теле инструмента.

2.6 Выводы.

Глава 3. ОТРЕЗНЫЕ ШЛИФОВАЛЬНЫЕ КРУГИ ИЗ ЗЁРЕН С КОНТРОЛИРУЕМОЙ ФОРМОЙ И ОРИЕНТАЦИЕЙ.

3.1 Отрезные круги с контролируемой формой зёрен.

3.1.1 Сепарация зёрен по форме и приготовление формовочных смесей

3.1.2 Формование опытных отрезных кругов.

3.1.3 Термообработка опытных отрезных кругов.

3.2 Отрезные круги с контролируемой ориентацией зёрен.

3.2.1 Анализ способов ориентации зёрен в.шлифовальных кругах.

3.2.2 Предлагаемый способ ориентации зёрен и конструкции шлифовальных инструментов, изготавливаемых на его основе.

3.2.3 Изготовление отрезных шлифовальных кругов с контролируемой ориентацией зёрен.

3.3 Отрезные шлифовальные круги повышенной прочности.

3.3.1 Анализ возможных путей повышения прочности отрезных шлифовальных кругов.

3.3.2 Предлагаемый способ повышения прочности отрезных кругов на бакелитовой связке и его реализация.■.

3.4 Выводы.

Глава 4. ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ЗЁРЕН НА ПРОЧНОСТЬ ОТРЕЗНЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ.

4.1 Анализ динамических методов оценки разрывной прочности шлифовальных кругов.

4.2 Стенд для прочностных испытаний отрезных шлифовальных кругов динамическим методом.1.

4.3 Статический способ оценки прочности шлифовальных кругов.

4.4 Результаты оценки прочности отрезных кругов с контролируемой формой зёрен.

4.5 Выводы.

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ ЗЁРЕН НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОТРЕЗНЫХ КРУГОВ.

5.1 Методика, оборудование и материалы для проведения испытаний опытных отрезных шлифовальных кругов.

5.1.1 Методика проведения испытаний и обработка опытных данных.

5.1.2 Оборудование и заготовки для проведения испытаний.

5.2 Исследование эксплуатационных показателей отрезных шлифовальных кругов из зёрен с контролируемой формой.

5.2.1 Определение рациональных режимов резания и режущей способности отрезных кругов из зёрен с контролируемой формой.

5.2.2 Коэффициент шлифования и эффективная мощность резания отрезных кругов из зёрен с контролируемой формой.

5.2.3 Температура при резании, микротвердость и микроструктура заготовок после отрезки кругами из зёрен с контролируемой формой.

5.3 Исследование эксплуатационных показателей отрезных шлифовальных кругов повышенной прочности с контролируемой формой зёрен у посадочного отверстия.

5.3.1 Определение рациональных режимов резания и режущей способности отрезных кругов повышенной прочности с контролируемой формой зёрен у посадочного отверстия.

5.3.2 Коэффициент шлифования и эффективная мощность резания отрезных шлифовальных кругов повышенной прочности с контролируемой формой зёрен у посадочного отверстия.

5.3.3 Температура при резании, микротвёрдость и микроструктура заготовок после отрезки кругами повышенной прочности.

5.4 Выводы.

Глава 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОТРЕЗНЫХ КРУГОВ С КОНТРОЛИРУЕМОЙ ОРИЕНТАЦИЕЙ ЗЁРЕН.

6.1 Определение рациональных усилий прижатия и режущей способности отрезных кругов с контролируемой ориентацией зёрен.

6.2 Коэффициент шлифования и эффективная мощность резания отрезных шлифовальных кругов с контролируемой ориентацией зёрен.

6.3 Температура при резании, микротвёрдость и микроструктура заготовок после отрезки кругами с контролируемой ориентацией зёрен.

6.4 Выводы.

Анализ эффективности применения отрезных шлифовальных кругов показывает, что, несмотря на их широкое распространение, они лишь частично используют свои потенциальные возможности. Основными причинами этого являются неупорядоченность формы и расположения абразивных зёрен в теле данных инструментов, которые формируют произвольную и часто неблагоприятную геометрию их режущих микроклиньев. В результате большая часть зёрен неэффективно участвует в совокупном процессе резания. Неупорядоченная форма и ориентация зёрен формируют также дефекты структуры отрезных кругов и, как следствие, снижают их прочность и допустимую скорость работы. Подбор формы и упорядочение ориентации шлифовальных зёрен в отрезных кругах открывают перспективу повышения физико-механических и режущих свойств этих инструментов и представляют собой актуальную проблему, что подтверждается выигранным грантом по федеральной программе «Старт-06» «Новое поколение шлифовальных инструментов на основе зёрен с заданной ориентацией и контролируемой формой».

Цель диссертационной работы состоит в повышении эксплуатационных возможностей отрезных шлифовальных кругов на основе использования зёрен с контролируемой формой и ориентацией.

Методики исследований. Работа выполнена на базе теории шлифования материалов, теории прочности хрупких тел, теории прочности вращающихся объектов, теории вибрационного сепарирования частиц, теории математического моделирования, статистической обработки и корреляционно-регрессионного анализа результатов испытаний с широким привлечением возможностей ЭВМ, на основе известного и специально разработанного программного обеспечения. В работе использованы существующие и оригинальные методики количественной оценки формы зёрен, определения режущей способности, износа, коэффициента шлифования, эффективной мощности и температуры при резании экспериментальными кругами, определения микротвердости и изучения микроструктуры металла заготовок из разных материалов после отрезки опытными кругами. Эксперименты проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием современных измерительных приборов и оборудования, в том числе и на немецкой фирме по производству отрезных шлифовальных кругов.

Научная новизна работы состоит: в разработке: концепции создания новых конструкций отрезных шлифовальных кругов из зёрен с контролируемой формой и ориентацией; нового способа изготовления отрезных кругов с контролируемой ориентацией зёрен (заявка на патент РФ №200810586); нового способа изготовления отрезных кругов повышенной прочности из зёрен с контролируемой формой в зоне посадочного отверстия (заявка на патент РФ №2007129252); нового статического способа испытания шлифовальных кругов на разрывную прочность (патент РФ №2292032); новых методов оценки формы зёрен в трёхмерном пространстве, оценки площади поверхности зёрен и их количества в единице объёма, оценки ' износа и прочности зёрен; в установлении: влияния формы шлифовальных зёрен на: их размер площади поверхности, количество в единице объёма, интенсивность износа и прочность; разрывную прочность отрезных шлифовальных кругов из зёрен с контролируемой формой; влияния формы и ориентации зёрен в отрезных шлифовальных кругах на их режущую способность, износ, коэффициент шлифования, мощность и температуру резания, а также на микротвердость и микроструктуру металла заготовок после отрезки; в разработке: математических моделей, отражающих влияние формы и ориентации зёрен на их параметры, на эксплуатационные показатели отрезных кругов и качество обработки заготовок; моделей, позволяющих прогнозировать и целенаправленно изменять работоспособность отрезных кругов в зависимоN сти от требований к стойкости инструментов, к производительности и качеству обработки.

Практическая ценность работы заключается: в разработке: модульной конструкции стенда для динамических испытаний отрезных кругов на разрывную прочность; конструкции приспособления для статической оценки разрывной прочности отрезных кругов, позволяющей упростить и обезопасить такие испытания; программного обеспечения для оценки: формы зёрен в трёхмерном пространстве, взаимосвязи формы и площади поверхности зёрен, износа зёрен (соответственно, свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ №2006613051, №2007612468 и №2008610817); в изготовлении: опытных партий отрезных шлифовальных кругов из зёрен с контролируемой формой и ориентацией, подтвердивших свои повышенные эксплуатационные возможности по сравнению со стандартными отрезными кругами; в разработке: практических рекомендаций по эффективному применению отрезных шлифовальных кругов с контролируемой формой и ориентацией зёрен.

Реализация результатов работы. Опытные отрезные шлифовальные круги испытаны и внедрены на ООО «Завод электротехнической аппаратуры» г. Кемерово, ООО «Сибирские промышленные технологии» г. Кемерово, в авторемонтных мастерских компании ОАО «Кузбассразрезуголь» г. Белово, на ООО «Агромаш» г. Кемерово. Кроме того, разработки, выполненные по теме диссертации, используются в учебном процессе для студентов машиностроительных специальностей ТПУ.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научно-практической конференции «Молодежь Поволжья — науке будущего» (г. Ульяновск, 2003 г.), на IX-й, Х1-й, XII-й и XIII-й международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2003 г., 2005 г., 2006 г., 2007 г.), на П-й, Ш-й, V-й Всероссийских научно-практических конференциях «Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении» (г. Юрга, 2004 г., 2005 г., 2007 г.), на Ш-й международной научно-практической конференции «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоёмкие технологии в машиностроении» (г. Тюмень, 2005 г.), на 4-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе» (г. Новосибирск, 2006 г.), на 1-й Всероссийской научно-практической конференции «Современные пути развития машиностроения и автотранспорта Кузбасса» (г. Кемерово, 2007 г.). Результаты работы обсуждались также на научных семинарах кафедры «Технология автоматизированного машиностроительного производства» ТПУ в период с 2003 по 2008 гг. Полное содержание работы также доложено на научном семинаре факультета технологии и компьютеризации машиностроения ИрГТУ. Отдельные фрагменты работы заслушаны на семинарах кафедры «Станкостроение» Технического университета г. Кемнитц (Германия) и техсовете фирмы по производству отрезных шлифовальных кругов «Rottluff» (Германия) при прохождении там трёх научных стажировок по теме диссертации.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ (в том числе 5 - в журналах, входящих в перечень ВАК), получен патент РФ и три свидетельства РФ о государственной регистрации программ для ЭВМ. л

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Она изложена на 194 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 172 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. При изготовления стандартных отрезных кругов используют зёрна, форма которых произвольно меняется, а расположение в теле инструментов хаотично. Вследствие этого у зёрен формируется неблагоприятная геометрия режущих микроклиньев и образуются дефекты структуры инструментов, снижающие их режущие и физико-механические показатели.

2. Для выделения из общей массы стандартного свободного абразива зёрен с определенной формой использован метод разделения частиц на основе сил трения, реализованный с помощью вибросепаратора. Это дало возможность разделять исходную массу абразива на фракции с одинаковой формой зёрен и, тем самым, решать поисковые научные задачи в рамках данной работы.

3. Для идентификации формы зёрен разработан новый количественный метод оценки их формы в объёме, на программное обеспечение к которому получено свидетельство об официальной регистрации № 2006613051. Это, наряду с методом оценки формы зерен на плоскости, позволило точно определять форму зёрен всех марок и зернистостей, используемых в дальнейшем для исследований и для изготовления опытных шлифовальных инструментов.

4. Разработан метод и программное обеспечение по установлению взаимосвязей формы зёрен с площадью их поверхности и количеством в единице объема (свидетельство об официальной регистрации № 2007612468). На их основе установлено, что зёрна с большими Кф имеют большую площадь контакта со связкой и, следовательно, более прочную связь с ней. Такие зёрна формируют более прочный композит «зерно - бакелитовая связка» и, как следствие, более прочный инструмент. Количество игольчато-пластинчатых зёрен больше количества изометрических зёрен, находящихся в одинаковом объёме тела отрезного круга. Поэтому круги с первым типом зёрен способны активней срезать металл, чем со вторым. Для установленных взаимосвязей построены математические модели.

5. Разработан метод и программное обеспечение для оценки взаимосвязи формы и ориентации зёрен с их износом (свидетельство о государственной регистрации № 2008610817). Это позволило установить, что чем меньше Лф зерна, тем больше его стойкость, которая в модели круга колеблется в интервале 1,8 — 4,5 с, и тем больше размер образуемых площадок износа. Стойкость зёрен с тангенциальной ориентацией на 6 - 67% выше, чем стойкость радиально ориентированных зёрен, причем эта разница становится больше при увеличении

6. Разработан метод и конструкция автоматической установки, позволяющие с учетом критерия хрупкого разрушения оценивать прочность зёрен с разной формой при их радиальной и тангенциальной ориентации. Испытания на данной установке показали, что прочность зёрен зависит от их формы и ориентации в пространстве. Чем меньше Кф зёрен, тем они прочнее: прочность изометрических зёрен (Л"ф~1,80) в 3,6 - 4,9 раз выше прочности игольчато-пластинчатых зёрен (7<Гф~3,13). Более прочными являются зёрна с тангенциальной ориентацией: их превосходство в прочности над зёрнами с радиальной ориентацией тем существеннее, чем больше их Кф и оно может достигать 50% при Лф~3,13. Выведены математические модели, отражающие это явление.

7. Для изготовления экспериментальных инструментов использована типовая технология изготовления отрезных кругов на бакелитовой связке, модернизированная добавлением операции предварительной сортировки зёрен по форме и операции по их ориентации. Технология целиком реализована в лабораторных условиях на базе стандартного и специально разработанного технологического оборудования и оснастки. При её подготовке и отладке использовался опыт производственных стажировок, в том числе и на иностранной фирме.

8. Для изготовления отрезных кругов с контролируемой ориентацией зёрен разработан новый способ, на который подана заявка на изобретение РФ № 2008105086 (приоритет от 11.02.2008 г.). Для изготовления отрезных кругов повышенной прочности разработан новый' способ упрочнения их зон вблизи посадочного отверстия, на который также подана заявка на изобретение РФ № 2007129252 (приоритет от 30.07.2007 г.).

9. Для оценки прочности отрезных шлифовальных кругов динамическим методом разработан и изготовлен стенд на базе универсально-заточного станка ЗА64Д в виде модульной съемной конструкции, обладающий возможностью бесступенчатого регулирования скорости вращения шпинделя в диапазоне 800 - 18500 об/мин и позволяющий испытывать отрезные и обдирочные круги диаметром до 356 мм и высотой до 10 мм.

10. Разработан новый статический способ оценки прочности шлифовальных кругов, основанный на нагружении посадочного отверстия испытуемого круга распределенным давлением, создающим в нем тангенциальные напряжения, аналогичные тем, которые возникают во вращающемся круге и приводят к его разрыву. Способ устраняет необходимость использования для своей реализации сложного и дорогостоящего оборудования типа станков с высокоскоростными приводами и более безопасен при работе, не требуя громоздких защитных устройств и ограждений. На способ получен патент на изобретение (Пат. 2292032 РФ) и с его помощью сделана (или продублирована) основная часть прочностных испытаний экспериментальных кругов.

11. Установлено, что с увеличением коэффициента формы зёрен в круге инструмент становится прочнее и скорость его разрыва повышается. Но более экономно и весомо этот эффект можно достичь, упрочняя не весь круг, а только зону вблизи его посадочного отверстия. Так, упрочнение зоны посадочного отверстия отрезных кругов игольчато-пластинчатыми зёрнами позволяет повысить среднюю разрывную скорость этих инструментов на 30 % (27 м/с) для кругов без армирующих элементов и на 12 % (17 м/с) для кругов с армирующими элементами по сравнению со стандартными инструментами. Это означает, что, например, стало возможным повысить максимальную рабочую скорость отрезных кругов без армирующих элементов на 15 м/с, а с армирующими — на 10 м/с, т.е. увеличить с 50 м/с до 65 м/с и с 80 м/с до 90 м/с, соответственно.

12. Разработана методика и создан испытательный комплекс для оценки наиболее важных эксплуатационных показателей экспериментальных отрезных кругов, в числе которых: режущая способность, коэффициент шлифования, эффективная мощность резания и качество отрезки заготовок, оцениваемое по температуре их нагрева, изменению микротвердости и микроструктуры металла вблизи зоны резания. Испытания проведены на сталях из трёх разных групп (конструкционной, коррозионно-стойкой и инструментальной), на предварительно подобранных режимах, оборудовании и измерительных приборах.

13. Установлено, что использование зёрен игольчато-пластинчатых разновидностей в отрезных кругах (Лф~2,77) по сравнению со стандартными кругами дает: повышение режущей способности на 17%, при некотором снижении или паритете общих энергозатрат, снижении теплонапряженности процесса резания и уменьшении прогрева металла'заготовок на 9 — 18°С в зависимости от расстояния до плоскости отрезки, а также при уменьшении зоны поверхностного упрочнения металла заготовок. Отрезные круги из зёрен с небольшими коэффициентами формы (изометрических, ^Гф~1,85) имеют пониженную (на 23%) режущую способность, вызывают большее выделения тепла и прогрев металла при резании (на 21 - 34°С в зависимости от удаленности от плоскости отрезки), формируют на металле заготовок выраженную зону поверхностного упрочнения. Но, вместе с тем, они обладают (из-за высокой стойкости) более высоким (на 42%) коэффициентом шлифования.

14. При введении в зону посадочного отверстия отрезных кругов зёрен с большими Кф удалось повысить прочность и допустимую рабочую скорость этих инструментов. Эксперименты, проведенные с целью установить, как это сказывается на работоспособности отрезных кругов, показали, что при повышении рабочей скорости этих кругов (с УЭ) с 80 м/с до 90 м/с их режущая способность повышается на 27%, а коэффициент шлифования — на 11%, при некотором снижении общих энергозатрат (на 4%), снижении теплонапряженности процесса резания и уменьшении прогрева металла заготовок на 21 — 33 °С в зависимости от расстояния от плоскости отрезки, уменьшении величины и глубины зоны поверхностного упрочнения металла заготовок.

15. Изучение эксплуатационных возможностей отрезных шлифовальных кругов с разной ориентацией зёрен показало, что по сравнению со стандартными инструментами, круги с радиальной ориентацией зёрен обладают на

14 - 17% большей режущей способностью (в зависимости от наличия упрочняющих элементов и марки обрабатываемого материала), имеют более низкую температуру резания и на 20 - 30°С меньшую температуру прогрева металла заготовок в зоне отрезки, а также формируют менее выраженную зону поверхностного упрочнения. Круги с тангенциальной ориентацией зёрен, напротив, обладают меньшей режущей способностью (на 8 - 9%), имеют более высокую температура резания и степень прогрева металла заготовок (на 10 — 17°С), формируют на заготовках выраженную зону поверхностного упрочнения (или снижения твёрдости). Однако, они имеют более высокий (на 25 —30%) коэффициент шлифования и потребляют на 5 — 17% меньшую эффективную мощность.

16. На основе полученных данных построены математические модели, позволяющие прогнозировать и целенаправленно задавать требуемые эксплуатационные показатели отрезных кругов и качество обработки деталей за счёт изменения формы и ориентации зёрен.

17. В тех случаях, когда критерием эффективности отрезной операции является высокая производительность и качество обработки, целесообразно рекомендовать к использованию отрезные круги из зёрен с большими величинами коэффициентов формы и их радиальной ориентацией в теле инструментов. Для случаев, когда на первый план выходит критерий низкого расхода инструментов и когда резание сопровождается высокими силовыми нагрузками, следует рекомендовать к применению круги из зёрен с малыми коэффициентами формы и тангенциальной ориентацией в теле инструментов.

18. Экспериментальные отрезные круги прошли производственные испытания и внедрены на ряде предприятий, использующих абразивно-отрезные операции, где подтвердили свои преимущества по сравнению со стандартным инструментом. На эти же предприятия передана техническая документация для реализации и использования в производственных целях статического способа оценки прочности отрезных кругов. Результаты полученных исследований данной работы используются в учебном процессе для студентов машиностроительных специальностей.

178

1. А.с. 339323 СССР, М. Кл5. В07В13/00. Вибрационный классификатор сыпучих материалов / В. А. Назаренко, В. А. Вишняков, Ю. Л. Свяцкий. -№ 1401665/29-33; заявл. 12.01.70; опубл. 24.05.72, Бюл. № 17. 3 с.

2. А.с. 396587 СССР, М. Кл3. G01N03/56. Стенд для определения абразивной способности материалов / П. Н. Орлов, В. А. Полухин. — № 1642082/25-28; заявл. 24.03.71; опубл. 29.08.73, Бюл. № 36. 3 с.

3. А.с. 411923 СССР, М. Кл5. В07В13/00. Вибросепаратор. № 1858375/30-15; заявл. 18.12.72; опубл. 25.01.74, Бюл. № 3. - 3 с.

4. А.с. 427851 СССР, М. Кл3. B24D5/14. Способ изготовления абразивных инструментов / В. И. Меламед, А. М. Сарайкин, В. А. Гудзик и др. -№ 1718202/25-08; заявл. 29.11.71; опубл. 15.05.74, Бюл. № 18.-1 с.

5. А.с. 454991 СССР, М. Кл3. B24D5/00. Способ изготовления алмазно-абразивного инструмента / В. Ф. Шаталов, А. Я. Новак. № 1881683/25-08; заявл. 12.02.73; опубл. 30.12.74, Бюл. № 48. - 1 с.

6. А.с. 465319 СССР, М. Кл3. B24D11/00. Электроосадительная установка для изготовления шлифовальных лент / И. В. Чиряев, Б. А. Глаговский, Г. Ш. Ротштейн и др. № 1612490/25-08; заявл. 12.01.71; опубл. 30.03.75, Бюл. №12.-2 с.

7. А.с. 582957 СССР, М. Кл3. B24D3/00. Способ изготовления абразивного инструмента / В. И. Зайцев. № 2198300/25-08; заявл. 11.12.75; опубл. 05.12.77, Бюл. №45.-2 с.

8. А.с. 694358 СССР, М. Кл3. B24D5/00. Абразивный инструмент / Н. Б. Урьев, В. П. Клименко, Ю. М. Ковальчук и др. № 2609458/25-08; заявл. 26.04.78; опубл. 30.12.79, Бюл. № 40. - 2 с.

9. А.с. 841947 СССР, М. Кл3. B24D5/00. Способ изготовления абразивного инструмента из немагнитных материалов / Ю. М. Ермаков, А. В. Краснов. — № 2807851/25-08; заявл. 16.08.79; опубл. 30.06.81, Бюл. № 24. 5 с.

10. А.с. 878555 СССР, М. Кл3. B24D5/06. Способ изготовления абразивного инструмента с ориентированными зёрнами / Р. Б. Мартиросян, Г. JL Петросян, Г. С. Аноян. -№ 2628922/25-08; заявл. 16.06.78; опубл. 07.11.81, Бюл. № 41. -3 с.

11. А.с. 960001 СССР, М. Кл3. B24D5/00. Способ изготовления абразивного инструмента / Р. Б. Мартиросян, Р. Р. Мартиросян. №3243177/25-08; заявл. 09.02.81; опубл. 23.09.82, Бюл. № 35. -5 с.

12. А.с. 967788 СССР, М. Кл3. B24D5/00. Шлифовальный круг / Р. Б. Мартиросян, Р. Р. Мартиросян. №3243156/25-08; заявл. 04.02.81; опубл. 23.10.82, Бюл. № 39. - 2 с.

13. А.с. 984850 СССР, М. Кл3. B24D7/00. Абразивный круг / Р. Б. Мартиросян, Р. Р. Мартиросян. №3243155/25-08; заявл. 04.02.81; опубл. 30.12.82, Бюл. № 48. - 2 с.

14. А.с. 984851 СССР, М. Кл3. B24D7/00. Способ изготовления абразивного инструмента / Р. Б. Мартиросян, Р. Р. Мартиросян. №3245104/25-08; заявл. 09.02.81; опубл. 30.12.82, Бюл. № 48. - 5 с.

15. А.с. 1318299 СССР, М. Кл3. В03С07/08. Устройство для электросепарации семян / Б. И. Шихсаидов, А. X. Бекеев, А. М. Мурзаев и др. -№ 3998560/22-03; заявл. 25.10.85; опубл. 25.06.87, Бюл. № 23. 3 с.

16. А.с. 1495100 СССР, М. Кл3. B24D5/00. Способ изготовления абразивного инструмента / Б. Н. Бирюков, И. М. Буюкли, JI. В. Попова и др. -№ 4281271/31-08; заявл. 13.07.87; опубл. 23.07.89, Бюл. № 27. 3 с.

17. А.с. 1798149 СССР, М. Кл3. B24D5/12. Способ изготовления абразивных кругов / А. П. Курносов, JI. Г. Пицына, Н. И. Котыбаев и др. -№ 4939764/08; заявл. 28.05.91; опубл. 28.02.93, Бюл. №8.-2 с.

18. А.с. 2018383 СССР, М.Кл.5 В07В13/11. Вибрационный сепаратор / П. М. Заика, Л. И. Кайшева № 4932856/03; заявл. 30.04.91: опубл. 30.08.94, Бюл. № 14. -3 с.

19. Абидов Р. А. Исследование и разработка нового метода для определения механической прочности алмазно-абразивного зерна: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1968. 21 с.

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

21. Абразивные инструменты. -М.: НИИМАШ, 1969. 35 с.

22. Абразивные инструменты с полимерными и керамическими связующими: процессы получения и применения: Сб. (статей. Свердловск; УНЦ АН СССР, 1982. - 110 с.

23. Абразивные материалы и инструменты. Каталог / Под. ред. В. Н. Тыркова. — М.: ВНИИТЭМР, 1986. 358 с.

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

25. Артамонов Е.В., Трифонов В.Б., Чуйков Р.С. Повышение работоспособности режущих сменных твердосплавных пластин посредством их предварительного нагрева. Тюмень: Изд-во ТюмГНТУ, 2005. — 100 с.

26. Байкалов А. К. Введение в теорию шлифования материалов. Киев: Наукова думка, 1978. - 204 с.

27. Барадай В. Н., Кононейко С. Н. О фрикционной сепарации сыпучих материалов: Труды ВНИИЗ. М.: Машиностроение. 1974. - 169 с.

28. Бердников В. Ф., Бабанин А. В. Изучение механических свойств различных абразивных материалов в зерне методом микровдавливания // Абразивы, 1975. №3, С. 1-10.

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

30. Брекер Д. Прочность абразивных зёрен // Конструирование и технология машиностроения: Труды амер. о-ва инж.-мех. М., 1973, № 3, С. 160 164.

31. Ваксер Д. Б. Пути повышения производительности при шлифовании: — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. 448 с.

32. Василенко П. М. Теория движения частиц по шероховатой поверхности. — Киев: УАСХИ, 1960. 141 с.

33. Васин С. А., Верещака А. С., Кушнер В. С. Резание материалов. -М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. 448 с.

34. Власов В. И., Шарипов О. А. Управление физическими процессами обработки. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», 2005. - 100 с.

35. Волский Н. И. Обрабатываемость материалов шлифованием. -Л.: МАШГИЗ, 1950. 72 с.

36. ГОСТ 10110-87. Круги алмазные отрезные. Технические условия. -Введ. 1989-07-01. -М.: Изд-во стандартов, 1998. 18 с.

37. ГОСТ 16115-88. Круги алмазные отрезные сегментные. Технические условия. Введ. 1990-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 16 с.

38. ГОСТ 21963-82. Круги отрезные. Технические условия. -Введ. 1982-07-12. М.: Изд-во стандартов, 1983. - 9 с.

39. ГОСТ 21963-2002. Круги отрезные. Технические условия. — Введ. 2004-07-01. М.: Изд-во стандартов, 2003. - 25 с.

40. ГОСТ 12.3.028-82. Процессы обработки абразивным и эльборовым инструментом. Требования безопасности. Введ. 1983-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 10 с.

41. Гуревич А. С. Оборудование для производства абразивных инструментов: М. Л.: Машиностроение, 1964. - 260 с.

42. Гюринг К. Метод повышения производительности шлифования путём повышения скорости резания / Пер. с нем. яз. ВНИИАШа. Аахен, 1967. -255 с.

43. Димов Ю. В. Обработка деталей свободным абразивом. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2000. - 293 с.

44. Дубов Г. М. Повышение работоспособности отрезных шлифовальных кругов на основе использования зёрен с контролируемой формой: Дис. канд. техн. наук. Кемерово, 2004. - 163 л.

45. Евсеев Д. Г., Сальников А. Н. Физические основы процесса шлифования. -Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1978. 129 с.

46. Заика П. М. Сепарация семян по комплексу физико-механических свойств. -М.: Колос, 1978.-130 с.

47. Зайцев А. Г. Влияние формы алмазного зерна на износостойкость круга при шлифовании твёрдых сплавов // Вестник машиностроения, 1975, № 2, С. 76-77.

48. Зайцев А. Г. Влияние расположения алмазных зерен на процесс шлифования твердых сплавов // Вестник машиностроения. 1977, № 8, С. 71-72.

49. Ипполитов Г. М. Абразивные инструменты и их эксплуатация. — М.: МАШГИЗ, 1959. 255 с.

50. Испытание прочности алмазных зёрен / Комине С.; Охара А.; ВЦП -№Ц-56600. Пер. с яп. яз. // Кикай косаку. 1963, Т. 10, №55, С. 42 49.

51. Исследование влияния прочности связки в шлифовальных кругах на их стойкость и работоспособность / Есикава X.; ВЦП. — №Ц-46179. Пер. с яп. яз. -Кикай но кэнюо, 1963, Т. 15, №3, С. 387 393.

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

53. Кобаяши А. Обработка пластмасс резанием (пер. с англ. яз.). — М.: Машиностроение, 1974. 192 с.

54. Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Металлорежущие инструменты. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 2003. 392 с.

55. Кольцов В.П. Вибрационная обработка на станках импульсного действия: Автореф. дис. д-ра техн. наук. Иркутск, 1998. - 38 с.

56. Короткое А.Н., Баштанов В.Г. Установка для измерения прочности абразивных зёрен: Материалы межрегиональной научн.-практ. конф., 27 — 28 апр. 2001 г. Бийск. Изд-во АлтГТУ, 2001, - С. 5 - 9.

57. Коротков А.Н., Дубов Г.М. Повышение работоспособности отрезных шлифовальных кругов: Монограф. Кемерово: Изд-во ГУ КузГТУ, 2005. -155 с.

58. Коротков А.Н. Повышение эксплуатационных возможностей шлифовальных инструментов: Монограф. — Кемерово: Изд-во ГУ КузГТУ, 2005. — 232 с.

59. Коротков А.Н. Прибор для контроля прочности абразивных материалов // Научно-технические достижения, 1989, №16, С. 54 58.

60. Коротков А.Н., Шатько Д.Б. Повышение работоспособности лепестковых шлифовальных кругов: Монограф. — Кемерово: Изд-во ГУ КузГТУ, 2005. — 184 с.

61. Коротков А.Н. Эксплуатационные свойства абразивных материалов: Монограф. Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1992. - 122 с.

62. Коротков В.А. Анализ путей повышения эксплуатационных характеристик шлифовальных кругов // Молодежь Поволжья науке будущего: Труды молодежной науч.-практ. конф. 31.03 - 15.06.2003 г. — Ульяновск: УлГТУ, 2003, С. 3-4.

63. Коротков В.А. Изготовление экспериментальных отрезных шлифовальных кругов // Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении: Труды III Всероссийской науч.-практ. конф., 19-25 мая 2005 г. Юрга: Изд-во ТПУ, 2005. - Т. 1, С. 31 - 32.

64. Коротков В.А. Износ шлифовальных зёрен с разной формой // Обработка металлов, 2007, №1, С. 30 32.

65. Короткое В.А. Оценка прочности шлифовальных кругов // Современные техника и технологии: Труды XI-ой международной науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 29 марта 2 апреля. — Томск: Издательство ТПУ, 2005. Т.1, С. 253 - 254.

66. Коротков В.А. Оценка разрывной прочности шлифовальных кругов // Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении: Труды П-й Всероссийской науч.-практ. конф., 29-30 апр. 2004 г. Юрга: Изд-во ТПУ, 2004.-Т.1, С. 122- 123.

67. Коротков В.А. Оценка формы и площади поверхности шлифовальных зёрен в трехмерном пространстве // Обработка металлов, 2007, №2, С. 27 — 29.

68. Коротков В.А. Оценка формы шлифовальных зёрен // Современные техника и технологии: Труды XII-ой международной науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 27 — 31 марта 2006 г. — Томск: Изд-во ТПУ, 2006.-Т.1, С. 151-153.

69. Коротков В.А. Способ испытания шлифовальных кругов на механическую прочность // Современные проблемы машиностроения: Труды III-й международной науч.-техн. конф., 27 30 ноября 2006 г. — Томск: Изд-во ТПУ, 2006. - Т. 1, С. 204-208.

70. Коротков В.А. Стенд для испытаний отрезных шлифовальных кругов на механическую прочность // Обработка металлов, 2006, №2, С. 10 — 11.

71. Коротков В.А. Тепловые явления при шлифовании отрезными кругами с контролируемой формой абразивных зёрен // Обработка металлов, 2007, №4, С. 28 29.

72. Корчак С.Н. Прогрессивные технологии и автоматизация круглого шлифования. М.: Машиностроение, 1968. - 108 с.

73. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974. - 279 с.

74. Костенков С.А. Повышение работоспособности галтовочных тел на основе применения зёрен с контролируемой формой: Дис. канд. техн. наук. -Кемерово, 2007. 183 л.

75. Кудасов Г.Ф. Абразивные материалы и инструменты. — Л.: Машиностроение, 1967.-158 с.

76. Кулаков Д.М., Хрульков В.Д., Дунин Барковский И.В. Предотвращение дефектов при шлифовании. - М.: Машиностроение, 1975. -144 с.

77. Лал Г., Шоу М. Влияние радиуса при вершине абразивных зёрен на процесс чистового шлифования // Конструирование и технология машиностроения. Тр. амер. о-ва. инж.-мех., 1975, Т. 97, №3, С. 306 312.

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

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

80. Лоу С., By С. Моделирование процесса шлифования // Конструирование и технология машиностроения. Тр. амер. о-ва. инж.-мех., 1973, №4, С. 67-75.

81. Лурье Г.Б. Абразивные инструменты и их эксплуатация. М.: Машиностроение, 1971. - 62 с.

82. Лурье Г.Б. Прогрессивные методы круглого наружного шлифования. Л.: Машиностроение, 1984. — 103 с.

83. Любомудров В.Н., Васильев Н.Н., Фальковский Б.И. Абразивные инструменты и их изготовление. М. — Л.: МАШГИЗ, 1953.-375 с.

84. Люкшин B.C. Повышение работоспособности шлифовальных лент путём использования зёрен с контролируемой формой и ориентацией: Дис. канд. техн. наук. Кемерово, 2007. — 173 л.

85. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. — М.: Машиностроение, 1967.-278 с.

86. Маслов Е.Н. Основы теории шлифования металлов. М.: МАШГИЗ, 1951. — 177 с.

87. Маслов Е.Н. Теория шлифования металлов. — М.: Машиностроение, 1974. — 319 с.

88. Маслов Е.Н., Постникова Н.В. Основные направления в теории резания абразивным, алмазным и эльборовым инструментом. — М.: Машиностроение, 1975.-48 с.

89. Мгеладзе В.Ф. Разработка методов исследования некоторых механических свойств абразивных материалов в зерне: Автореф. дис. канд. техн. наук. — Л., 1970.- 16 с.

90. Механические свойства абразивных зёрен / Есикава X., ВЦП NH, - 48565. Пер. с яп. яз. - Кикай то когу, 1964, Т. 8, С. 40 - 46.

91. Милов В.А. Устройства для контроля прочности. — М.: Машиностроение, 1976.- 126 с.

92. Мишнаевский JI.JI. Износ шлифовальных кругов. Киев: Наукова думка, 1982.-191 с.

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

94. Нетребко В.П., Коротков А.Н. Влияние процентного содержания зерна на прочность шлифовального круга // Абразивы, 1979, №8, С. 6 8.

95. Нетребко В.П., Коротков А.Н. Прочность шлифовальных кругов. -М.: Агентство Российской печати, 1992. — 104 с.

96. Нетребко В.П., Коротков А.Н. Распределение напряжений в шлифовальном круге и в зоне контакта круга с абразивным материалом // Алмазы и сверхтвердые материалы, 1982, №4, С. 9 -12.

97. Новицкий Н.В., Зограф И.Д. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1985, — 248 с.

98. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / Панов А.А., Аникин В.В., Бойм Н.Г. и др. — М.: Машиностроение, 1988. 736с.

99. Оборудование и оснастка предприятий абразивной и алмазной промышленности / Под ред. В.А. Рыбакова. Л.: Машиностроение, 1981. - 271 с.

100. О разрывной прочности шлифовальных кругов на керамической связке / Иноуэ X.: ВЦП №Ц-59535. Пер. с яп. яз. - Сэймицу кикай, 1971, Т. 37, №2, С. 105-111.

101. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. -М.: Машиностроение, 1976. 296 с.

102. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / Под ред. A.M. Ковальчука М.: Машиностроение, 1984. -288 с.

103. Пат. на ПМ 38505 РФ, МПК7 G 01 N3/00. Устройство для определения ударной прочности шлифовальных зёрен / Коротков А.Н., Романенко A.M., Люкшин B.C., Минешев М.А. №2004104702, заявл. 17.02.05; опубл. 20.06.05, Бюл. №17.

104. Пат. 2221632 РФ, МПК7 B01F9/12, В 28 С 5/32. Смесительная установка для приготовления абразивных масс / Коротков А.Н., Шатько Д.Б. -№2002132579; заявл. 04.12.02; опубл. 20.01.04, Бюл. №2.

105. Пат. 2236303 РФ, МПК7. В ОЗС 7/08. Устройство для сепарации шлифовальных зёрен по форме / Коротков А.Н., Костенков С.А., Люкшин B.C., Прокаев Н.В. -№2003113373; заявл. 27.12.07; опубл. 20.09.04, Бюл. №26.

106. Пат. 224885136303 РФ, МПК7. В 07В 1/40, 13/007/08. Вибрационный сепаратор / Коротков А.Н., Дубов Г.М., Баштанов В.Г. №2003129945; заявл. 08.10.03; опубл. 27.03.05, Бюл. №9.

107. Пат. 2292032 РФ, МПК7. G01N 3/58. Способ испытания шлифовальных кругов на механическую прочность / Коротков А.Н., Коротков В.А. -№2005112954; заявл. 28.04.05; опубл. 20.01.07, Бюл. №2.

108. Петрушин С.И., Бобрович И.М., Корчуганова М.А. Оптимальное проектирование формы режущей части лезвийных инструментов. — Томск: Изд-во ТПУ, 1999.-91 с.

109. Петрушин С.И. Введение в теорию несвободного резания материалов. -Томск: Изд-во ТПУ, 1999. 97 с.

110. Петрушин С.И., Коротков В.А. Повышение эксплуатационных возможностей отрезных шлифовальных кругов // Обработка металлов, 2005, №4, С. 16-18.

111. Петрушин С.И. Основы формообразования резанием лезвийными инструментами. Томск: Изд-во HTJI, 2004. - 204 с.

112. Плисс Д.А., Анахин В.А., Монахов В.Н. Вибрационные сепараторы. -М.: Недра, 1991.-157 с.

113. Плисс Д.А. К теории вибрационной сепарации // Механика твердого тела, 1967, №4, С. 25-31.

114. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. — М.: Высшая школа, 1974.-587 с.

115. Полетика М.Ф. Теория резания металлов. Томск: Изд-во ТПИ, 1986. -94 с.

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

117. Производство абразивных инструментов в Японии: М.: НИИМАШ, 1965. -52 с.

118. Прочность шлифовальных кругов / Окада С.; ВЦП. №Ц-58020. Пер. с яп. яз. - Сэрамиккусу, 1973, Т.8, №10, С. 824 - 832.

119. Прочность шлифовальных кругов / Сотоо М.; ВЦП. №Ц-11807. Пер. с яп. яз. - Кикай то когу, 1972, Т. 16, №2, С. 1-18.

120. Разрушение шлифовальных кругов от центробежных сил при высоких скоростях вращения и методы их упрочнения / Судзуки И.; ВЦП. — №Ц -26242. Пер. с яп. яз. Кикай гидзюцу, 1973, Т. 21, №4, С. 62- 68.

121. Распределение напряжений в шлифовальных кругах и их прочность / Ота Д. ; ВЦП. №Ц-17057. Пер. с яп. яз. - Кихай но кэнкю, 1972, Т. 24, №12, С. 1573-1577.

122. Распределение режущих кромок абразивных зёрен и режущие свойства при шлифовании на установившемся режиме / Фукуи Я.: ВЦП. — №Д-43114. Пер. с яп. яз. Сеймицу кикай, 1981, Т. 47, №10, С. 1192-1197.

123. Распределение режущих кромок абразивных зёрен на рабочей поверхности шлифовального круга / Хонда Р.; ВЦП. №Ц-25589. Пер. с яп. яз. -Канадзава дайгаку когакубу кие, 1973, Т. 7, №1, С. 79 - 88.

124. Резников А.Н. Теплофизика резания. — М.: Машиностроение, 1969. — 288 с.

125. Сагарда А.А., Чеповецкий И.Х., Мишнаевский JI.JI. Алмазно-абразивная обработка деталей машин. Киев: Техника, 1974. — 180 с.

126. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2003611938. Определение геометрических характеристик шлифовальных зёрен (Zerno) / Коротков А.Н., Захаров Д.С. №2003611454; заявл. 2.07.03; опубл. 22.08.03.

127. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006610153. Форма шлифовальных зёрен / Коротков А.Н., Рылов Г.М. -№2005612738; заявл. 25.10.05; опубл. 10.01.06.

128. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613051. Форма шлифовальных зёрен в объёме / Коротков В.А., РыловГ.М. -№2006612327; заявл. 4.07.06; опубл. 1.09.06.

129. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007612468. Площадь поверхности и форма шлифовальных зёрен / Коротков В.А., Рылов Г.М. № 2007611718; заявл. 2.05.2007; опубл. 13.06.2007.

130. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610817. Износ шлифовальных зёрен / Коротков В.А., Рылов Г.М. -№ 2007615417; заявл. 27.12.2007; опубл. 16.02.2008.

131. Силин С.С. Метод подобия при резании металлов. —М.: Машиностроение, 1979.- 152 с.

132. Скворцов В.Ф. Основы размерного анализа технологических процессов изготовления деталей. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. — 99 с.

133. Способы измерения режущей способности шлифовальных кругов / Накояма К.; ВЦП. №М-9688. Пер. с яп. яз. - Кикай то когу, 1982, Т. 26, №8, С. 97-103.

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

135. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании. — М.: Машиностроение, 1966. 331 с.

136. Третьяков И.П., Коротков А.Н., Кудряшов Б.П. Установка для определения прочности шлифовальных зёрен // Обработка материалов резанием. -М., 1980, С. 89-92.

137. Третьяков И.П., Нетребко В.П., Коротков А.Н. Влияние пористости на напряженное состояние шлифовальных кругов в процессе их эксплуатации // Резание и инструмент. Вып. 26. Харьков, 1981, С. 82-85.

138. Файнберг М.Д. Станки для испытания шлифовальных кругов на прочность // Абразивы, 1970, №3, С. 25-30.

139. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. — М.: ГИФМЛ, 1963. 539 с.

140. Филимонов JI.H. Высокоскоростное шлифование. Д.: Машиностроение, 1979.-246 с.

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

142. Филимонов Л.Н. Стойкость шлифовальных кругов. М. -Л.: Наука, 1970. - 250 с.

143. Хрущев М.Н., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970. -250 с.

144. Худобин Л.В. Пути совершенствования технологии шлифования. — Саратов: Приволжское кн. изд-во, 1969. — 213 с.

145. Худобин Л.В. Смазочно-охлаждающие средства, применяемые при шлифовании. -М.: Машиностроение, 1971. 214 с.

146. Цехин А.А. Повышение эксплуатационных характеристик шлифовальных кругов на бакелитовой связке путём использования классифицированного по форме зерна: Дис. канд. техн. наук. Кемерово, 2001. — 148 л.

147. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. — 640 с.

148. Шальпов В.А. Шлифование и полирование высокопрочных материалов. -М.: Машиностроение, 1972. 272 с.

149. Шатько Д.Б. Повышение эффективности использования лепестковых шлифовальных кругов за счёт зёрен с контролируемой формой: Дис. канд. техн. наук. Кемерово, 2005. - 202 л.

150. Шоу М. Выбор отрезных абразивных кругов // Конструирование и технология машиностроения. Тр. амер. о-ва инж.-мех., 1975, №1, Т. 97, С. 139— 147.

151. Якимов А.В. Оптимизация процесса шлифования. — М.: Машиностроение, 1975.-176 с.

152. Янюшкин А.С. Технология комбинированного электроалмазного затачивания твердосплавных инструментов. М.: Машиностроение — 1, 2003. — 242 с.

153. Янюшкин А.С., Шоркин B.C. Контактные процессы при электроалмазном шлифовании. М.: Машиностроение - 1, 2004. - 230 с.

154. Ящерицин П.И., Жалнерович Е.А. Шлифование металлов. Минск: Беларусь, 1970.-463 с.

155. Ящерицин П.И., Мартынов А.Н., Гридин А.Д. Финишная обработка деталей уплотненным потоком свободного абразива. Минск: Наука и техника, 1978.-224 с.

156. Besugen A., Verkerk J. Untersuchungen der Schleifkorngeometrie mit dem о Rasterelektronenmikroskop. — Fertigung. Bd. 5, 1971, S. 1-12.

157. Denger W., Lutze H., Smejkal E. Spanende Formung. Berlin: VEB Verlag Technik, 1968.-330 S.

158. Drossier H. Ein Beitrag zur Schaffung von Grundlagen zur Steuerung des Ab-richtvorganges an Schleifmaschinen. Dis.Dipl. - Jng. - Chemnitz, 1971. -114 S.

159. Handbuch der Metallbearbeitung. Haar - Gruiten: Verlag Europa - Lehrmittel, 2002. - 607 S.

160. Hirsch A. Werkzeugmaschinen. Grundlagen. Wiesbaden: Verlag Vieweg. -369 S.

161. Lauer Schmalz H., Kluft W. Wie kann man das Zusetzen einen Schleifscheibe , messen? Girardet - Essen. 1977, №33. S. 12 - 17.

162. Opitz H., Peklenik J., Bruckner K. Untersuchug der Eigenschaften von Schleif-korpern und ihr Verhalten im SchleifVorgang. Koln und Opladen: Westdeutscher Verlag, 1964. - 63 S.

163. Opitz H., Peklenik J., Ernst W. Untersuchug der Harte von Schleifkorpern. -Koln und Opladen: Westdeutscher Verlag, 1964. 57 S.

164. Werkzeuge. Fachkatalog. Berlin: INHA GmbH, 1992. - 844 S.