автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Проектирование и применение сборных композиционных шлифовальных кругов при плоском шлифовании

На правах рукописи

Куру шин Дмитрий Александрович

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СБОРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ ПРИ ПЛОСКОМ ШЛИФОВАНИИ

Специальность 05 03 01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ульяновск, 2007

003057618

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Ульяновского государственного технического университета (УлГТУ)

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор Худобин Леонид Викторович

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор Рахчеев Валерий Геннадьевич

• кандидат технических наук, доцент Гисметулин Альберт Растемович

Ведущее предприятие

- ОАО «Автодеталь-Сервис», г Ульяновск

Защита состоится «30» мая 2007 г в 14-30 на заседании диссертационного совета Д 212 277 03 в первом корпусе Ульяновского государственного технического университета по адресу г Ульяновск, ул Энгельса, 3 (почтовый адрес 432700, ГСП, г Ульяновск, ул Северный Венец, 32)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета

Автореферат разослан «I Ь » йГ^радц 2007 ]

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, доцент Л^^^гр? Н И Веткасов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с существенным повышением в последние годы стоимости абразивных инструментов, а так же приготовления, эксплуатации и утилизации смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых на операциях шлифования, вопросы, связанные с разработкой новых эффективных технологий шлифования, становятся особенно актуальными Одним из перспективных путей повышения эффективности операций шлифования является применение сборных композиционных шлифовальных кругов (СКШК), сочетающих основные преимущества сборных, прерывистых и импрегнированных кругов. При шлифовании композиционными кругами твердый смазочный материал (ТСМ) гарантированно доставляется в зону обработки, появляется возможность использования на операциях шлифования относительно недорогих водных СОЖ простейшего химического состава Кроме того, сборная конструкция кругов позволяет использовать металлический корпус многократно, заменяя лишь абразивные сегменты (АС) и смазочные элементы (СЭ)

В связи со сказанным, тема работы, посвященной проектированию СКШК, технологии их изготовления и применения, является актуальной

Автор защищает. 1. Результаты экспериментальных исследований - математические зависимости для расчета конструктивных элементов СКШК с учетом режима обработки и требуемой шероховатости поверхности детали или заготовки

2 Результаты теоретико-экспериментальных исследований - аналитические зависимости для расчета СКШК на прочность, учитывающие наличие смазочных элементов в межсегментном пространстве

3 Результаты экспериментальных исследований технологической эффективности операций плоского шлифования СКШК - закономерности изменения сил шлифования и шероховатости обработанной поверхности при изменении режимов обработки

4 Методику выбора и расчета геометрических параметров сборных композиционных кругов для операций плоского шлифования.

Цель работы: повышение эффективности шлифовальных операций путем применения сборных композиционных шлифовальных кругов

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи

1 Разработаны способ и методика определения расхода ТСМ через зону плоского шлифования и рекомендации по выбору и обеспечению рационального расхода на основе исследования влияния состава и расхода ТСМ на эффективность шлифования СКШК

2. Разработаны рекомендации по выбору конструктивных параметров СКШК для различных условий выполнения операций плоского шлифования

3 Разработана методика расчета СКШК на прочность

4 Исследована технологическая эффективность операций плоского шлифования СКШК

5 Разработаны рекомендации по проектированию СКШК, технологии их изготовления и применения

6 Проведены опытно-промышленные испытания СКШК в условиях действующего производства

Научная новизна. Получены математические зависимости для расчета конструктивных параметров СКШК в зависимости от условий обработки

Аналитическим путем получены и экспериментально подтверждены зависимости для расчета СКШК на прочность

Предложены эмпирические зависимости параметров шероховатости обработанных поверхностей и составляющих силы шлифования от режимов шлифования

Разработана методика расчета геометрических параметров СКШК и выбора его характеристики для операций плоского шлифования

Практическая ценность и реализация работы. 1 Разработаны рекомендации по выбору характеристики сборного композиционного круга

2 Разработана методика расчета геометрических параметров СКШК, учитывающая условия обработки

3 Экспериментально доказана высокая технологическая эффективность операций плоского шлифования сборными композиционными кругами

4 Результаты опытно-промышленных испытаний СКШК на операциях плоского шлифования в условиях действующего производства ОАО «Автодеталь-Сервис» (г Ульяновск) свидетельствуют о повышении производительности обработки до двух раз СКШК и технологические рекомендации по их применению внедрены на операции плоского шлифования заготовок из стали 40Х в условиях инструментального цеха ОАО «Автодеталь-Сервис»

Апробация работы. Основные результаты доложены и представлены на международной научно-технической конференции (НТК) «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы», Волжский, 1997 г, всероссийской НТК «Современные проблемы машиностроения и транспорта», Ульяновск, 2003 i , международной заочной НТК «Молодежь России - науке будущего», Ульяновск, 2006 г; НТК УлГТУ в 1998, 1999, 2000, 2001 г г , научно-техническом семинаре кафедр «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструменты» УлГТУ в 1999 и 2005 г г

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 работ, получено 7 патентов на изобретения

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (180 наименований) и приложений (45 страниц), включает 213 страниц машинописного текста, 33 таблицы и 92 рисунка

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, ее практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту

В первой главе, в результате анализа современного состояния технологий шлифования выявлены основные пути повышения эффективности этого способа обработки, особое внимание уделено использованию прерывистых, импрег-нированных и композиционных шлифовальных кругов

Использование СКШК, которые представляют собой композиционные шлифовальные круги, состоящие из металлического корпуса, абразивных сегментов и смазочных элементов, позволяет повысить коэффициент использования абразивного материала за счет многоразового использования корпуса, а также выполнять шлифование с повышенными окружными скоростями круга, что обеспечивает возможность повышения производительности обработки за счет увеличения скоростей подач

Однако эта область технологии шлифования пока мало исследована Не решены вопросы проектирования достаточно прочных и надежных СКШК, обеспечивающих к тому же высокую производительность обработки и заданное качество шлифованных поверхностей Недостаточно изучены вопросы выбора конструктивных элементов СКШК, предназначенных для использования в определенных условиях выполнения шлифовальных операций Нет систематических исследований, направленных на выбор оптимального числа АС для операций шлифования, методик расчета на прочность абразивных сегментов СКШК, учитывающих наличие в межсегментном пространстве СЭ Все это сдерживает применение этих перспективных абразивных инструментов в промышленности В заключение сформулированы цель и задачи работы, приведенные выше Во второй главе представлены результаты экспериментального исследования расхода ТСМ через зону плоского шлифования КШК и регрессионные зависимости для расчета конструктивных элементов композиционных кругов, учитывающие условия обработки

Конструктивные параметры композиционных кругов следует оптимизировать, исходя из условия обеспечения рационального расхода ТСМ через зону шлифования Поскольку последний до сих пор не определен, геометрические параметры и размеры конструктивных элементов КШК выбирают, в основном, из условия заданной степени понижения температуры в зоне контакта круга и заготовки, а также из условия обеспечения прочности КШК Однако, использование этой методики можег в ряде случаев привести к неправильному выбору геометрических параметров КШК (соотношения длин нережущей и режущей частей круга) и связанному с этим повышенному нерациональному расходу ТСМ

Зона ПШК 2 3 4 5

7 8 9 10 11 12 .Зона КШК

Рис 1 Схема дчя определения массы ТСМ ПШК -прерывистый шлифовальный круг

Разработаны оригинальный способ и методика определения расхода ТСМ через зону шлифования композиционным кругом (патент 1Ш 2165841), позволяющие определять расход твердых смазочных материалов при плоском шлифовании, а также оценивать влияние расхода ТСМ на шероховатость поверхности при различных режимах шлифования

Для экспериментального определения расхода ТСМ через зону обработки на операции плоского шлифования КШК использовали специально подготовленные образцы (рис 1) с отверстиями диаметром 3 мм В отверстия образцов помещали цилиндрические вкладыши из фильтровальной бумаги Выбор диаметра отверстия обусловлен тем, что при меньших диаметрах отверстий используемые средства измерения не позволяют регистрировать очень малые, как правило, изменения массы вкладыша, а при больших диаметрах возникает недопустимая погрешность измерения контролируемых параметров

КШК для проведения исследований готовили следующим образом пазы с одной стороны (с торца) круга частично заполняли ТСМ (зона ГШЖ на рис 2), пазы, расположенные с противоположной стороны круга, полностью заполняли ТСМ, реализуя таким образом композиционный шлифовальный круг (зона КШК) Расстояние между периферийной поверхностью круга и кромкой смазочного элемента составляло 5 10 мм Уменьшение этого расстояния приводит к необходимости частой подготовки экспериментального круга к проведению исследований вследствие его износа, а его увеличение - к усилению мощности окружных и торцовых воздушных потоков, генерируемых вращающимся ГШЖ Таким образом, половину образца шлифовали ПШК, а другую половину - КШК Принятая схема заполнения пазов круга ТСМ позволяет определить его массовый расход непосредственно в процессе шлифования Под воздействием теплоты, выделяющейся в зоне шлифования, часть смазки, находящейся в пазах КШК на уровне его периферийной поверхности, перейдет из твердого агрегатного состояния в жидкое, будет нанесена тонким слоем на поверхность образца и поступит не-

Рис 2 КШК для проведения исследований

посредственно в зону обработки (в зону контакта КШК с заготовкой) Вкладыши подбирали таким образом, чтобы их масса т' была одинаковой (отклонения по массе не превышали 0,2 мг) После шлифования вкладыши извлекали из образцов и повторно взвешивали Таким образом, получали две группы вкладышей (из зон ПШК и КШК) массами т ь т2, , т6 и тт, /и8, , т^ Затем вычисляли разность масс соответствующих вкладышей т"((ту - т{), (пц - т2) и т д) Этот прием позволил учесть массу сошлифованной бумаги

Экспериментальные исследования проводили на плоскошлифовальном станке модели ЗЕ711ВФ2 Композиционными кругами 1-250x25x76 трех характеристик - 24А40НСМ16Б1, 24А16НСМ16Б1 и 24А25НСМ16Б1 с различным количеством радиальных пазов (8, 16 и 24) шлифовали образцы из сталей, представляющих три группы обрабатываемости материалов шлифованием 30ХГСА (первая группа), 12Х18Н9Т (третья группа) и Р6М5 (пятая группа) В контрольных сериях опытов, с целью получения данных для сравнения с результатами шлифования КШК, использовали стандартный круг (СК) 1-250x25x76 24А40НСМ16Б1

В качестве ТСМ для заполнения пазов использовали два состава, выбранные на основе анализа априорной информации и результатов исследований, проведенных на кафедре «Технология машиностроения» УлГТУ

1 ТСМ1 графит (60 % по массе) и технический воск (40 %),

2 ТСМ2 дисульфид молибдена (50 %) и технический воск (50 %) Режимы плоского шлифования устанавливали по результатам предварительных опытов и в соответствии с имеющимися рекомендациями Рабочая скорость круга составляла 35 м/с Скоростью продольного перемещения стола варьировали в пределах от 8 до 15 м/мин, а врезной подачей шлифовального круга-от 0,005 до 0,01 мм/дв ход

В качестве критериев определения расхода ТСМ через зону шлифования принимали

1 Удельный расход ТСМ 2'= 4,'йсм/ис?^тш, где с/о - диаметр отверстия в образце, мм, тсы - средняя масса ТСМ,

пропитавшего или прилипшего к стержню из пористого материала, г /КЛ

_ Iй

«см =-£ «1=1

'о.

, где п — количество стержней, установленных в

образце, тк1 - масса 1-го стержня после шлифования, г, да0| - масса 1-го стержня до шлифования, г, /К1 - длина 1-го стержня после шлифования, мм, /0[ - длина 1-го стержня до шлифования, мм, тш- время шлифования, мин

тш--х(откшк, _отПШК1+6)>

Л 1=1

где /%ШК| - масса 1-го стержня после шлифования КШК, г, «пшк1+б - масса

1-го стержня после шлифования ПШК, г

2 Расход ТСМ в зоне контакта £) = 07ДЯК, где /д - длина дуги контакта круга и образца, мм, Нк - высота круга, мм,

В контрольных сериях опытов определяли также среднее арифметическое отклонение профиля шлифованной поверхности Ла, мкм

Эксперименты показали, что при плоском шлифовании КШК заготовок из сталей 1, 3 и 5 групп шлифуемости рациональный расход ТСМ через зону обработки обеспечивается при определенном соотношении длин режущей и нережущей частей круга Доказано, что не всегда увеличение длины нережущей части КШК (расхода ТСМ) оказывает положительное влияние на шероховатость обработанной поверхности Так, при сравнении результатов, полученных при плоском шлифовании КШК с 8, 16 и 24 радиальными пазами, заполненными ТСМ на основе графита, оказалось, что увеличение количества пазов с 8 до 16 (а следовательно, и расхода ТСМ) приводит лишь к незначительному снижению шероховатости поверхностей образцов из исследованных сталей, а дальнейшее увеличение гп до 24 ведет к ощутимому (в 1,2 - 1,6 раза, в зависимости от материала образца и режима обработки) росту параметра Яа (рис 3) Плоское шлифование КШК с радиальными прорезями обеспечивает меньшую (на 30 60 %) шероховатость шлифованной поверхности по сравнению с шлифованием стандартным кругом и на 20 60 % - по сравнению с обработкой прерывистым кругом (по параметру Яа) (рис 4) Увеличение врезной подачи вдвое приводит к росту На на 10 20 % (в зависимости от материала образца и режимов обработки), Тпсы возрастает на 20 30 % Такое же уменьшение скорости продольного перемещения стола ведет к уменьшению Яа на 20 ..25 %, при этом средняя масса ТСМ тсы (расход ТСМ) увеличивается на 15 25 % С увеличением зернистости КШК в 2,5 раза расход ТСМ увеличивается на 10 30 %, а шероховатость по параметру Яа на 10 20 %

При шлифовании образцов из всех трех сталей - ЗОХГСА, Р6М5 и 12Х18Н9Т (при Гст = 15 м/мин и = 0,005 и 0,01 мм/дв ход) средняя масса израсходованного ТСМ тсм остается практически одинаковой независимо от его состава (рис 4) Это вполне объяснимо, поскольку в составе ТСМ1 и ТСМ2 использовалось одно и то же связующее

Параметр Яа шероховатости шлифованной поверхности при обработке образцов из стали ЗОХГСА кругом, в котором использовался ТСМ2 (при = 15 м/мин, 5В = 0,005 мм/дв ход), был в 1,4 раза меньше, чем при обработке кругом со смазочным материалом ТСМ1 Характер изменения параметра Яа сохранялся

при обработке образцов из сталей Р6М5 и 12Х18Н9Т - значение /?а было меньше в 1,1 и 1,7 раза соответственно, чем при шлифовании композиционным кругом с ТСМ1 (рис, 4). Аналогичная зависимость наблюдается и при обработке на вдвое большей подаче (0,01 мм/дв.ход)г значение Ла при обработке образцов из сталей 30ХГСА, Р6М5 и 12Х18Н9Т было меньше в 1,4, 1,2 и 1,6 раза соответственно. Уменьшение шероховатости шлифованной поверхности при использовании ТСМ2 (на основе дисульфида молибдена) объясняется лучшими антифрикционными свойствами наполнителя по сравнению с ТСМ1 (на основе графита). Для дальнейших исследований был выбран ТСМ1 на основе графита, поскольку стоимость дисульфида молибдена намного больше стоимости графита.

а) У

>

!

В) У

7

1

Рнс, 3. Зависимос ть средней массы ТСМ тся и шероховатости шлифованной поверхности (Ла) от количества пазов г„ в круге: материал образца - стали 30ХГСА (а, б), Р6М5 (е, г) и 12Х18Н9Т (д, е); композиционный круг 1-250x25x76 24А40НСМ16В!; ТСМ1; = 15 м/мин; снимаемый припуск 0.1 мм; 1, 2 — соответственно >5,, = 0,005 и 0,01 мм/дв.ход; I, 2 -ЕСШК; Г, 21 - ПШК

0,9 мкм 0,7

1 0,5 Ла 0,3

* к Ё1' 31

I

гЦ 2 ~7

2

0,9 мкм 0,7

ы

Ла

03

Г б)

2,2 МКМ 1,6

Ко

Яа

0,4

,1 п ; в)

вв 2 У V 2' З1

|

Рис. 4. Зависимость шероховатости шлифованной поверхности (Ла) от врезной подачи круга 1 - стандартный круг; 2, 3 - КШК (г„ = 8), ТСМ1 и ТСМ2 соответственно. 1, 2, 3 -5В = 0,005 мм/дв.ход: Г, 2', 3' - = 0,01 мм/дв.ход, материал образца - стали ЗОХГСА (а), Р6М5 (б) и 12X18(191 (в). Остальные условия проведения эксперимента см. в подписи к рис. 3

Получены регрессионные зависимости, позволяющие по заданным параметрам шероховатости и элементам режима обработки (врезной подаче шлифовального круга и скорости продольного перемещения стола) рассчитать важнейший конструктивный параметр сборного КШК - соотношение длин режущей и нережущей частей круга V - для операций плоского шлифования заготовок из материалов 1, 3 и 5 групп шлифуемости (табл 1)

1 Математические зависимости для расчета количества пазов гп в КШК

Материал заготовки Абразивный инструмент Уравнение регрессии

1 2 3

Сталь 30ХГСА КШК г„ = Шсм-0,875 - 145, + 0,03 V„)/(0,037 + 7,63s1»)

Сталь Р6М5 КШК = (й7см- 0,156 - 357,145, - 0,074 Vu + + 22,145, ^/(0,297- 12,575,-0,005 + 0,9465. Кст)

Сталь 12X18Н9Т КШК z„ = (тш- 0,12 - 3755, - 0,068 V„ + 20,435, FCT)/(0,212 -- 8,835„ - 0,004 Fn + 0,7685, V„)

Сталь 30ХГСА КШК z„ = (Äa- 0,17 + 38,575, - 0,005FCT- 3,575,F„)/(0,018 + + 2,825, - 0,0003 V„ - 0,1965BF„)

пшк z„ = (Ra - 0,167 + 10,145, - 0,018 V„ - 1,145, V„)/ /(- 0,003 + 0,8755, + 0,001 V„)

Сталь Р6М5 кшк z„ = (Да + 0,111 - 265„ - 0,026 Kn)/(0,034 - 0,8215, -- 0,002 Ки + 0,0715„KCT)

пшк z„ = (Ra - 0,244 - 5,435, - 0,021 V„ - 0,5715,^)/ /(0,0035, + 0,001 Fct)

Сталь 12Х18Н9Т кшк z„ = (Ra - 0,479 + 25,435, - 0,001 V„ - 5,435,V„)/ /(- 0,005 + 6,895, + 0,0004КЭТ - 0,3935,^)

пшк zn = (Ra + 0,699 - 105,435, - 0,114Fcr + 1,435,^)/ /(0,016 - 0,1795,- 0,001 Гст -0,0715,KCT)

Б третьей главе изложена методика расчета СКШК на прочность Безопасность операций шлифования СКШК в значительной степени зависит от их прочности, которая определяется в основном прочностью абразивных сегментов К факторам, определяющим прочность СКШК, относятся его конструктивные параметры диаметр круга £>к, высота крепежной части абразивного сегмента соотношение длин нережущей и режущей частей круга V, число абразивных сегментов гс, плотность смазочного элемента рс и угол наклона боковой стороны сегмента к его основанию а1 К факторам, влияющим на формирование напряжений в круге, относятся кинематические параметры - окружная и угловая сок скорость вращения СКШК

Напряжения растяжения в сечении к-к от действия центробежных сил (2Р1 и Qc

(1)

V Т-, к-К

РП

где Q и 0С-центробежные силы от АС и СЭ соответственно, Н, /•.

Рис 5 Расчетная схема дчя определения напряжений растяжения и изгиба в АС СКШК

Р1

площадь поперечного сечения сегмента в сечении к-к, м2

Центробежная сила от АС бР1 = ГпЛС1рка>1 (2) где ЯС] - радиус центра масс АС, м, рк - плотность материала АС, кг/м3, ок -угловая скорость СКШК, рад/с, V - объем АС, м3

Центробежная сила от

сэ а=ксдссрX.

где Лсс - радиус центра масс

СЭ, м, рс - плотность материала СЭ, кг/м3, Ус— объем СЭ, м3 Подставив выражения (2)и(3)в(1), получим

К-К _ ^р1^с1Ркюк + ^с^ссРсюк

Р рК-К

Л)!

(4)

В сечении к-п (см рис 5) от реакции N корпуса СКШК на крепежную часть

М

= — > ( 5 )

н ЦТ

где Ы— изгибающая сила, действующая на осевой прилив сегмента, Н, И — плечо силы N относительно сечения к-п, м, Ж— момент сопротивления сечения к-п высотой м3

Я, г

у .МсРк+^АсРсКсОзР 2

где Лс - радиус центра масс СЭ, м, Р - угол между и ТУ, град Подставив выражения (6)и(7)в(5), получим з(грЯсРк+^сРск2^о5р

н„яЪ2

(6)

(7)

По зависимостям ( 4 ) и ( 8 ) выполнили расчеты ар и аи при различных

значениях параметров СКШК плотности материала СЭ, окружной скорости ИЖ, радиуса круга, высоты крепежной части, угла наклона стороны АС к его основанию, числа АС, соотношения длин нережущей и режущей частей круга

В качестве примера рассмотрены широко используемые в промышленности СКШК трех типоразмеров 1-250x25x76, 1-150x25x76 и 1-300x25x76 (z0 = 4-6, рк = 2500 кг/м3, рс = 0 2500 кг/м3) Параметр v принимали равным 0,3, 0,5, 0,7, 1,0 Окружной скоростью СКШК VK варьировали в пределах от 35 до 120 м/с на четырех уровнях - 35, 50, 75 и 120 м/с

Расчеты показали, что ключевыми при проектировании СКШК являются как его конструктивные параметры - высота крепежной части АС t, соотношение длин режущей и нережущей частей круга v, угол наклона боковой стороны АС к его основанию а), плотность ТСМ рс, применяемого для изготовления смазочных элементов, и диаметр круга DK, так и окружная скорость СКШК VK

Увеличение t способствует уменьшению напряжений изгиба сги например, увеличение t примерно в 2 раза, при прочих равных условиях, привело к уменьшению аи в 13,5 раза, а на ар влияния не оказало, при двукратном увеличении DK и одновременном увеличением t вдвое значения стр выросли в 7 раз, а аи уменьшились в 1,2 раза Увеличение v ведет к росту ор и а„ увеличение v с 0,5 до 1 привело к двукратному росту ар и увеличению сти Увеличение ai приводит к росту ар, при этом сти практически не изменяются увеличение cti на 4 градуса способствовало росту ар в 1,2 раза, увеличение а, в 1,4 раза при одновременном увеличении DK в 2 раза привело к росту ар в 12 раз, напряжения сти от угла наклона <Х] практически не зависят, но при увеличении Д( в два раза возрастают на 30 % Увеличение рс приводит к росту стр и сти увеличение рс в 2,5 раза привело к увеличению ср и суи на 70 %

Максимальные напряжения растяжения возникают в АС сборного КШК наименьшего диаметра, а минимальные - в сегментах круга наибольшего диаметра В условиях исследований уменьшение DK в два раза привело к росту сгр

в АС почти в 11 раз Наименьшие си возникли в АС круга наименьшего диаметра, а наибольшие - в АС самого большого диаметра При этом уменьшение DK в два раза привело к снижению си на 34 %, а уменьшение £>к в 1,66 раза - к двукратному росту аи и росту ар в 2,5 раза Напряжения в АС кругов вдвое большего диаметра примерно в 3 раза меньше

Чем выше VK, тем больше ср и ои, причем чем меньше DK, тем большее влияние оказывает увеличение VK на напряжения в АС Так, с увеличением FK в

3,5 раза ар и аи возросли почти в 9 раз При увеличении VK большие стр возникают в АС круга меньшего диаметра При увеличении DK в 2 раза увеличение VK в 2,4 раза привело, при прочих равных условиях, к менее интенсивному (в 3,4 раза) росту стр в круге большего диаметра Напряжения аи, напротив, снижаются с уменьшением DK В сегментах круга наименьшего диаметра сти меньше в 1,4 раза, чем в АС круга вдвое большего диаметра (150 и 300 мм)

Достоверность полученных зависимостей ( 1 ) - ( 8 ) проверили путем испытания СКШК на разрыв и сравнения экспериментального значения окружной разрывной скорости круга VK3 с расчетным значением VKp

FkP ^

У "pi <

on F.

■С!

Рк + РсЛссРс

(9)

где а*-" предел прочности материала АС на растяжение

В результате сравнения данных, полученных в ходе натурных испытаний и расчетов, доказано, что полученные зависимости обеспечивают достаточно точную оценку прочности СКШК расхождение между расчетными и экспериментальными данными не превышало 15 %

В четвертой главе изложены методика и результаты экспериментальных исследований технологической эффективности операции плоского шлифования СКШК с окружной скоростью круга 35 м/с и повышенной до 50 м/с скоростью, включая состав опытов, статистическую и метрологическую оценку экспериментальных данных Основу экспериментальных установок составляли плоскошлифовальные станки мод ЗЕ711ВФ2 (при шлифовании с ¥к = 35 м/с) и ЗД711АФ 10 1, модернизированный путем замены шкивов с целью обеспечения окружной (рабочей) скорости шлифовального круга до 50 м/с Станок мод ЗЕ711ВФ2 был оснащен устройствами для измерения составляющих силы шлифования, а оба станка - устройствами для измерения размерного износа круга

Использовали СКШК, рассчитанный по методике, представленной в предыдущей главе Круг был оснащен шестью абразивными сегментами и таким же количеством смазочных элементов СКШК (рис 6) содержит корпус 2, в котором выполнены пазы в виде «ласточкиного хвоста» В корпусе установлены абразивные сегменты 5, зафиксированные в радиальном направлении при помощи пружин 3. В проме-

Рис 6 СКШК для проведения исследований

жутках между абразивными сегментами расположены элементы ТСМ 4 Абразивные сегменты 24А40НСМ16Б1 и смазочные элементы зафиксированы в осевом направлении при помощи фланцев 1. В качестве базы для сравнения принимали результаты шлифования стандартным (сплошным) кругом 1-250x25x76 24А40НСМ16Б1

Исследования проводили на образцах, изготовленных из сталей 30ХГСА, HRC 45 50, 12Х18Н9Т, HRC 35 38 и Р6М5, HRC 63 65 Состав ТСМ1 (графит - 60 % по массе, остальное - технический воск) выбрали по результатам предыдущих исследований В качестве СОЖ использовали 0,1 %-ный водный раствор кальцинированной соды, который подавали поливом с расходом 4 дм3/мин На первом этапе исследования рабочая скорость круга составляла 35 м/с Скоростью продольного перемещения стола варьировали в пределах от 8 до 15 м/мин, а врезной подачей - от 0,005 до 0,01 мм/дв ход В качестве критериев оценки технологической эффективности плоского шлифования использовали, скорость изнашивания круга ßa, мм3/мин, режущую способность Qw, мм3/мин, линейный съем металла с заготовки Ad, мм, коэффициент шлифования по объему Кш, шероховатость поверхности, оцениваемую средним арифметическим отклонением профиля шлифованной поверхности Ra, мкм, коэффициент Кр (отношение касательной и радиальной составляющих силы шлифования), приведенную режущую способность Крс, мм3/ Нхмин, составляющие силы шлифования Pz Ру, Н, период стойкости тс, определяемый по появлению прижогов и следов дробления на обрабатываемой поверхности заготовки

Эксперименты показали, что применение сборных композиционных шлифовальных кругов взамен сплошных (стандартных) обеспечивает повышение эффективности плоского шлифования заготовок из сталей 1-й, 3-й и 5 групп шлифуемости Сборные КШК имеют на 50 60 % больший период стойкости по критерию объемной скорости изнашивания, чем стандартный круг Период стойкости СКТТГК, определенный по критерию появления прижогов на обрабатываемой поверхности, в 2 раза превышает период стойкости CK При прочих равных условиях композиционные круги отличаются большей размерной стойкостью, что обеспечивает улучшение связанных с ней технологических показателей (Кш, Крс) (рис 7)

При плоском шлифовании шероховатость поверхности, шлифованной сборным КШК, по параметру Ra примерно на 30 % меньше, чем при шлифовании стандартным кругом (рис 7)

При шлифовании заготовок из сталей Р6М5 (пятой группы шлифуемости) и 12Х18Н9Т (третьей группы шлифуемости) объемная скорость изнашивания шлифовального круга Wa в 2 и 1,8 раза соответственно больше, чем при шлифовании образцов из стали 30ХГСА (первой группы шлифуемости)

Значения коэффициентов Ки[, К,, и К^ при шлифовании заготовок кз сталей Р6М5 и 12Х18Н9Т на 15...45 % меньше, чем при шлифовании заготовок из стали ЗОХГСА, при прочих равных условиях.

Установлено, что при обработке СКШК со скоростью перемещения стола Кот вдвое большей, чем при шлифовании СК, обеспечивается примерно такая же, как и при использовании стандартных кругов, шероховатость поверхности (рис. 7, в). Это дает основания рекомендовать увеличение скорости продольного перемещения стола на операциях плоского шлифования заготовок из сталей 3-й и 5-й групп шлифуемости композиционными кругами до двух раз по сравнению с шлифованием стандартными ШК (при прочих равных условиях).

1

20

а)

70

'дв.хол

0,4

ММ* HffiiHl

0,3

0.2

lo.l

б)

2 /

V

120

20 70_

F* Л R vnr>

Рис. 7. Зависимость коэффициента шлифования по объему К,,, (а), прицеленной режущей способности КрС (б) и параметра шероховатости Ra, (н) о г числа двойных ходов Пщяя- 3, = 0,005 мм^дн.ход, Кет= 8 м/мин, Щ ~ 35 w/c; материал заготовки - сталь 12XI8H9T; 1.2- шлифование соответственно CK и СКШК

На втором этапе исследования шлифовали заготовки из стали 40Х, #ЙС 35...40 с окружной скоростью круга 35 м/с И повышенной до 50 м/с скоростью. Скорость продольного перемещения стола Уа составляла 10, 15 и 20 м/мин. Врезной подачей 5В варьировали на трех уровнях - 0,0), 0,015, 0,02 мм/дв.ход. Установлено, что значения параметра Яа при повышении окружной скорости сборного композиционного ШК с 35 до 50 м/с с одновременным двукратным увеличением скорости врезной подачи практически не отличаются от значений, полученных при использовании композиционных кругов с Ук = 35 м/с (рис. 8).

Рис. 8. Зависимость Да шлифованной поверхности от скорости врезной подачи шлифовального круга .5В; з — Уа - 15 м/мин, окружная скорость круга Уц = 35 (], 2) и 50 (3) м/с; 1,3-шлифоаание СКШК: 2 - шлифование СК: б, в - У„~ 8 и 15 у/мин соответственно, Щ = 35 (1) и 50 (2) м/с

Это позволяет рекомендовать при обработке СКПЖ заготовок из сталей 1-ой группы шлифуемости с повышенной до 50 м/с окружной скоростью увеличение скорости врезной подачи шлифовального круга до двух раз по сравнению с шлифованием с Кк = 35 м/с

В пятой главе представлена методика расчета конструктивных параметров СКШК для операции плоского шлифования, разработанная на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований Эта методика позволяет выбрать характеристику АС круга и состав ТСМ Представлены рекомендуемые режимы шлифования заготовок из сталей первой, третьей и пятой групп шлифуемости Приведены также результаты опытно-промышленных испытаний СКШК на операциях плоского шлифования, которые подтвердили высокую эффективность СКШК с ТСМ на основе графита со связующим из воска СКШК и технологические рекомендации по их применению внедрены на операции плоского шлифования планок из стали 40Х в условиях инструментального цеха ОАО «Автодеталь-Сервис»

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе выполнен комплекс теоретико-экспериментальных исследований процесса плоского шлифования сборными композиционными шлифовальными кругами и получены следующие новые научные и практические результаты

1 Разработаны универсальные способ и методика определения расхода твердых смазочных материалов через зону шлифования В результате исследования расхода ТСМ при плоском шлифовании композиционными кругами с использованием указанных способа и методики получены математические зависимости (см табл 1), позволяющие по заданным параметрам - средней массе твердого смазочного материала, израсходованного в зоне шлифования, требуемой шероховатости шлифованной поверхности, скорости врезной подачи шлифовального круга и скорости продольного перемещения стола - рассчитывать число пазов композиционных шлифовальных кругов

2 Разработана методика расчета на прочность сборных композиционных шлифовальных кругов С использованием зависимостей (1 ) - ( 8 ), полученных аналитическим путем, рассчитаны на прочность СКШК широко используемых в промышленности трех типоразмеров 1-250x25x76, 1-150x25x76 и 1-300x25x76 Проведено натурное экспериментальное исследование прочности сборного композиционного шлифовальное круга, подтвердившее адекватность полученных зависимостей

3 Экспериментально исследована технологическая эффективность плоского шлифования сборными КШК Показано, что режущая способность СКШК превышает показатели стандартных кругов на 50 60 % Сборные композици-

онные круги имеют меньший размерный износ и обеспечивают тем самым улучшение связанных с ним технологических показателей

При плоском шлифовании шероховатость поверхности, шлифованной сборным КШК, по параметру /?а примерно на 30 % меньше, чем при шлифовании стандартным кругом

При применении сборных КШК большая доля энергии шлифования продуктивно расходуется на диспергирование металла заготовки, что обусловлено увеличением отношения Рг к Ру (Кр) на 40 60 % по сравнению с шлифованием СК

4 При обработке СКШК заготовок из сталей 1, 3 и 5-ой групп шлифуемо-сти со скоростью продольного перемещения стола У„ вдвое большей, чем при шлифовании стандартным кругом, обеспечивается примерно одинаковая шероховатость обработанной поверхности, что позволяет увеличить скорость продольного перемещения стола на операциях плоского шлифования композиционными кругами до двух раз по сравнению с шлифованием стандартными ШК и соответственно повысить производительность обработки

5 Экспериментально исследована технологическая эффективность операции плоского шлифования сборными КШК с повышенной до 50 м/с окружной скоростью Показано, что при обработке заготовок из сталей 2-ой группы шли-фуемости значения параметра шероховатости Яя при повышении окружной скорости сборного композиционного ШК с 35 до 50 м/с с одновременным двукратным увеличением скорости врезной подачи практически не отличаются от значений, полученных при использовании композиционных кругов с Ук = 35 м/с Это позволяет увеличить скорость врезной подачи шлифовального круга до двух раз при обработке СКШК заготовок из сталей 2-ой группы шлифуемости и еще больше повысить производительность обработки

6 На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика проектирования сборных КШК и технология их изготовления, а так же рекомендации по выбору геометрических параметров и характеристики кругов и элементов режима шлифования в зависимости от материала обрабатываемой заготовки и качества обработанной поверхности

7 Проведены опытно-промышленные испытания в условиях серийного производства, которые показали высокую эффективность сборных КШК на операциях плоского шлифования с окружной скоростью 35 м/с и повышенной до 50 м/с скоростью Экономическая эффективность применения СКШК на операциях плоского шлифования подтверждена соответствующими расчетами СКШК и технологические рекомендации по их применению внедрены на операции плоского шлифования планок из стали 40Х в условиях инструментального цеха ОАО «Автодеталь-Сервис»

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Веткасов, Н И Прочностные свойства композиционных шлифовальных кругов /НИ Веткасов, Е А Свиязова, А В Леонов, Д А Курушин // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы Международная НТК «Шлифабразив-97» Сборник трудов конференции - Волжский ВолжскИСИ, 1997 -С 25-27

2 Веткасов, Н И Сборные шлифовальные круги / Н И Веткасов, Д А Коршунов, Д А Курушин//Тезисы докладов 32 НТК УлГТУ - Ульяновск УлГТУ, 1998 - С 35-36

3 Веткасов, Н И Техночогия изготовления сборных композиционных шлифовальных кругов /НИ Веткасов, Д А Курушин // Тезисы докладов 33 НТК УлГТУ - Ульяновск УлГТУ, 1999 - С 11-12

4 Веткасов, Н И Экспериментальное исследовавние расхода смазки через зону обработки на операции плоского шлифования КШК /НИ Веткасов, Д А Курушин // Тезисы докладов 34 НТК УлГТУ -Ульяновск УлГТУ,2000 - С 15-16

5 Веткасов, Н И Расчет на прочность сборных композиционных шлифовальных кругов / Н И Веткасов, Д А Курушин // Тезисы докладов 35 научно-технической конференции УлГТУ -Ульяновск УлГТУ, 2001 -С 16-17

6 Курушин, Д А Расчет на прочность сборных композиционных шлифовальных кругов // Материалы всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения и транспорта» - Ульяновск УлГТУ, 2003 - С 30-32

7 Курушин, Д А Рекомендации по применению композиционных сборных шлифовальных кругов // Материалы всероссийской НТК «Молодежь - науке будущего» - Ульяновск УлГТУ, 2006 - С 81-83

8 Курушин, Д А Шероховатость поверхностей, шлифованных сборными композиционными шлифовальными кругами//Вестник УлГТУ -Ульяновск УлГТУ, 2006 Вып 2-С 30-31

9 Курушин, Д А Шероховатость поверхностей, шлифованных сборными композиционньм кругом с повышенной окружной скоростью // СТИН - 2007 - №5 - С

10 Патент 2147275, Российская Федерация МКИ 7 В 24 О 5/08 Сборный шлифовальный круг/Л В Худобин, Н И Веткасов, Д А Курушин -Бюл № 10 2000

11 Патент 2152294, Российская Федерация МКИ 7 В 24 В 1/00, 55/00, В 24 05/10 Способ шлифования/Л В Худобин, II И Веткасов, Д А Курушин -Бюл № 19 2000

12 Патент 2152868, Россиская Федерация МКИ 7 В 24 О 5/10, В 24, В 55/02 Сборный шлифовальный круг/Л В Худобин, Н И Веткасов, Д А Курушин, В С Зотов -Бюл №20 2000

13 Патент 2153970, Российская Федерация МКИ 1В 24 О 5/10, В 24, В 55/02 Сборный абразивный круг / Л В Худобин, Н И Веткасов, Е А Свиязова, Д А Курушин, А В Леонов - Бюл № 22 2000

14 Патент 2165841, Российская Федерация МКИ 7 В 24 В 5/02, 1/00 Способ определения расхода СОТС в зоне контакта шлифовального круга и заготовки / Л В Худобин, Н И Веткасов, Д А Курушин - Бюл № 12 2001

15 Патент 2167048, Российская Федерация МПК 7 В 24 О 5/10 Сборный шлифовальный круг/Л В Худобин, Н И Веткасов, Д А Курушин - Бюл № 14 2001

16 Патент 2176588, Российская Федерация МПК 7 В 24 О 5/10 Сборный шлифовальный круг/Л В Худобин, Н И Веткасов, Д А Курушин - Бюл №34 2001

Подписано в печать 2007 Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать трафаретная Уел печ л 1,36 Тираж 100 экз Ъжза//0 <1 Типография УлГТУ, 432027, г Ульяновск уп Сев Венец, д 32

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ШЛИФОВАНИЯ СБОРНЫМИ КРУГАМИ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Повышение эффективности шлифования путём совершенствования конструкции абразивного инструмента.

1.2. Сборные шлифовальные круги.

1.3. Основы расчёта и конструирования сборных шлифовальных кругов.

1.4. Выводы. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ РАСХОДА ТВЁРДОГО СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПЛОСКОМ ШЛИФОВАНИИ КОМПОЗИЦИОННЫМИ КРУГАМИ.

2.1. Методика экспериментального исследования расхода ТСМ при плоском шлифовании композиционными кругами.

2.2. Исследование расхода ТСМ через зону плоского шлифования композиционными кругами.

2.3. Математическая модель расхода ТСМ через зону шлифования композиционными кругами.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА РАСЧЁТА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ

СБОРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ.

3.1. Методика расчета СКШК на прочность.

3.2. Расчёт СКШК на прочность.

3.3. Экспериментальное исследование прочности СКШК.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ СБОРНЫМИ КОМПОЗИЦИОННЫМИ ШЛИФОВАЛЬНЫМИ КРУГАМИ.

4.1. Методика исследования технологической эффективности плоского шлифования СКШК.

4.2. Результаты исследования технологической эффективности плоского шлифования СКШК.

4.3. Методика исследования технологической эффективности плоского шлифования СКШК с повышенной окружной скоростью.

4.4. Результаты исследования технологической эффективности плоского шлифования СКШК с повышенной окружной скоростью.

4.5. Выводы.i.

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СБОРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ. ТЕХНОЛОГИЯ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.

5.1. Рекомендации по проектированию СКШК.

5.2. Технология изготовления СКШК.

5.3. Экономическая эффективность применения СКЩК.

5.4. Выводы.

Общеизвестно, что в большинстве случаев на операциях окончательной обработки заготовок деталей машин и приборов используют абразивные инструменты. Наиболее распространённым видом абразивной обработки является шлифование, которое обеспечивает необходимые параметры качества обработанных поверхностей.

В связи с существенным повышением в последние годы стоимости абразивных инструментов, а так же приготовления, эксплуатации и утилизации смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых на операциях шлифования, вопросы, связанные с разработкой новых эффективных технологий шлифования, становятся особенно актуальными. Новые технологии должны обеспечивать повышение производительности операций шлифования, не снижая при этом качество обработанных поверхностей и экологическую безопасность производства и не повышая себестоимость деталей.

Из известных направлений повышения эффективности операций шлифования можно выделить совершенствование абразивного инструмента и составов, способов и техники подачи смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС). Применение прерывистых кругов, как показывают многочисленные исследования, позволяет существенно уменьшить теплонапря-женность шлифовальных операций. Однако при обработке такими кругами возникают ударные нагрузки, что приводит к снижению их стойкости и ухудшению качества обработанных поверхностей. Генерация воздушных потоков прерывистыми кругами приводит к усилению разбрызгивания и потерь СОЖ, что может вызывать дефекты, ухудшающие качество обработанных поверхностей. Вследствие действия указанных факторов приходится снижать режимы обработки, а значит и производительность труда.

Одним из перспективных путей повышения эффективности операций шлифования является применение сборных композиционных шлифовальных кругов (СКШК), которые сочетают основные преимущества сборных, прерывистых и импрегнированных кругов. При шлифовании композиционными кругами твёрдый смазочный материал (ТСМ) гарантированно доставляется в зону обработки, появляется возможность использования на операциях шлифования относительно недорогих водных СОЖ простого химического состава. Кроме того, сборная конструкция кругов позволяет многократно использовать металлический корпус, заменяя лишь абразивные сегменты (АС) и смазочные элементы (СЭ).

В настоящей работе, на основе проведенных теоретико-экспериментальных исследований разработана методика расчета и проектирования СКШК для операций плоского шлифования, на основе результатов экспериментальных исследований выявлены зависимости, связывающие параметры качества обработанной поверхности и показатели плоскошлифовальной операции с конструктивными и геометрическими параметрами кругов и составом материала смазочных элементов, разработаны рекомендации по применению СКШК. Основные результаты научных исследований апробированы путем опытно-промышленных испытаний СКШК при плоском шлифовании планок в условиях производства ОАО «Автодеталь-Сервис» (г. Ульяновск).

Диссертация выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Ульяновского государственного технического университета. Автор приносит искреннюю благодарность научному руководителю заслуженному деятелю науки и техники РФ, д.т.н, профессору J1. В. Худобину и коллективу кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ, в частности доценту, д.т.н., Н.И. Веткасову за большую помощь в работе.

5.4. ВЫВОДЫ

1. На основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по выбору типоразмера и характеристики СКШК и состава ТСМ для операций плоского шлифования, а также методика расчета геометрических параметров сборных КШК при условии обеспечения заданной шероховатости шлифованной поверхности и нормированной прочности круга.

2. На основе результатов теоретико-экспериментальных исследований и расчетов геометрических параметров абразивных сегментов СКШК по предложенной методике разработаны рекомендации для проектирования операций плоского шлифования сборными композиционными ШК заготовок из различных сталей, позволяющие назначать режимы обработки в зависимости от материала заготовки.

3. Представлены технологические процессы изготовления абразивных сегментов СКШК для операций плоского шлифования на керамической и бакелитовой связках.

4. Опытно-промышленные испытания, проведенные на операциях плоского шлифования в условиях действующего серийного производства, показали высокую эффективность сборных композиционных шлифовальных кругов с ТСМ на основе графита (наполнитель) и воска (связующее). Производительность шлифования такими кругами в 1,5 раза превышает производительность шлифования стандартными кругами такого же типоразмера и характеристики. Годовой экономический эффект составил 36670 руб. в расчете на один станок.

Испытания показали также, что шлифование СКШК на повышенной до 50 м/с окружной скорости позволило поднять производительность обработки в 2 раза при обеспечении шероховатости шлифованной поверхности, заданной чертежом, по сравнению с обработкой СКШК со стандартной (35 м/с) окружной скоростью. Годовой экономический эффект составил 34270 руб. на один станок. СКШК и технологические рекомендации по их применению внедрены на операции плоского шлифования планок из стали 40Х в условиях инструментального цеха ОАО «Автодеталь-Сервис».

В диссертационной работе выполнен комплекс теоретико-экспериментальных исследований процесса плоского шлифования сборными композиционными шлифовальными кругами и получены следующие новые научные и практические результаты:

1. Разработаны универсальные способ и методика определения расхода твердых смазочных материалов через зону шлифования. В результате исследования расхода ТСМ при плоском шлифовании композиционными кругами с использованием указанных способа и методики получены математические зависимости (см. табл. 15), позволяющие по заданным параметрам - средней массе твердого смазочного материала, израсходованного в зоне шлифования, требуемой шероховатости шлифованной поверхности, скорости врезной подачи шлифовального круга и скорости продольного перемещения стола -рассчитывать число пазов композиционных шлифовальных кругов.

2. Разработана методика расчета на прочность сборных композиционных шлифовальных кругов. С использованием зависимостей (51 ) - ( 53 ), полученных аналитическим путем, рассчитаны на прочность СКШК широко используемых в промышленности трех типоразмеров: 1-250x25x76, 1-150x25x76 и 1-300x25x76. Проведено натурное экспериментальное исследование прочности сборного композиционного шлифовальное круга, которое подтвердило адекватность полученных зависимостей.

3. Экспериментально исследована технологическая эффективность плоского шлифования сборными КШК. Показано, что режущая способность СКШК превышает показатели стандартных кругов на (50 - 60) %. Сборные композиционные круги имеют меньший размерный износ и обеспечивают тем самым улучшение связанных с ним технологических показателей.

При плоском шлифовании шероховатость поверхности, шлифованной сборным КШК, по параметру Ra примерно на 30 % меньше, чем при шлифовании стандартным кругом.

При применении сборных КШК большая доля энергии шлифования продуктивно расходуется на диспергирование металла заготовки, что обусловлено увеличением отношения Pz к Ру (Кр) на (40 - 60) % по сравнению с шлифованием СК.

4. При обработке СКШК заготовок из сталей 1, 3 и 5-ой групп шлифуе-мости со скоростью продольного перемещения стола VCT вдвое большей, чем при шлифовании стандартным кругом, обеспечивается примерно одинаковая шероховатость обработанной поверхности, что позволяет увеличить скорость продольного перемещения стола на операциях плоского шлифования композиционными кругами до двух раз по сравнению-с шлифованием стандартными ШК и соответственно повысить производительность обработки.

5. Экспериментально исследована технологическая эффективность операции плоского шлифования сборными КШК с повышенной до 50 м/с окружной скоростью. Показано, что при обработке заготовок из сталей 2-ой группы шлифуемости значения параметра шероховатости Ra при повышении окружной скорости сборного композиционного ШК с35до50м/сс одновременным двукратным увеличением скорости врезной подачи практически не отличаются от значений, полученных при использовании композиционных кругов с VK = 35 м/с. Это позволяет увеличить скорость врезной подачи шлифовального круга до двух раз при обработке СКШК заготовок из сталей 2-ой группы шлифуемости и еще больше повысить производительность обработки.

6. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика проектирования сборных КШК и технология их изготовления, а также рекомендации по выбору геометрических параметров и характеристики кругов и элементов режима шлифования (см. табл. 27 - 29) в зависимости от материала обрабатываемой заготовки и качества обработанной поверхности.

7. Проведены опытно-промышленные испытания в условиях серийного производства, которые показали высокую эффективность сборных КШК на операциях плоского шлифования с окружной скоростью 35 м/с и повышенной до 50 м/с скоростью. Экономическая эффективность применения СКШК на операциях плоского шлифования подтверждена соответствующими расчетами. СКШК и технологические рекомендации по их применению внедрены на операции плоского шлифования планок из стали 40Х в условиях инструментального цеха ОАО «Автодеталь-Сервис».

1. А. с. 1220765. СССР, МКИ В 24 D 5/06. Шлифовальный круг / С. В. Старочкина, Е. С. Шаньгин. Заявл. 8.08.77; опубл. 15.03.79. -Бюл. № 12.

2. А. с. 781040. СССР, МКИ В 24 D 5/00. Инструмент для шлифования сферических поверхностей / Л. А. Федотова, Г. С. Фролов, В. М. Шарков. Заявл. 4.11.78; опубл. 28.04.80. Бюл. № 43.

3. А. с. 772836. СССР, МКИ В 24 В 55/02. Сборный абразивный круг / В. Г. Гусев. Заявл. 2.02.78; опубл. 23.09.80. Бюл. № 39.

4. А. с. 776907. СССР, МКИ В24 D5/06. Шлифовальный круг / Н. П. Пряхин, С. В. Старочкина. Заявл. 14.10.78; опубл. 10.11.80. Бюл. №41.

5. А. с. 779058. СССР, МКИ3 В 24 D 5/06. Абразивный круг/В. Г. Гусев. Заявл. 16.09.78; опубл. 11.11.80. Бюл. № 42.

6. А. с. 749649. СССР, МКИ В24 D5/06. Абразивный круг / В. Г. Гусев. Заявл. 10.09.78; опубл. 12.11.80.-Бюл. № 42.

7. А. с. 766907. СССР, МКИ В 24 D 5/06. Шлифовальный круг / Н. П. Пряхин, С. В. Старочкина. Заявл. 18.09.78; опубл. 14.11.80. -Бюл. № 40.

8. А. с. 986768. СССР, МКИ В 24 D 5/06. Абразивный сборный круг / М. А. Зисер, В. Е. Колесниченко, В. В. Авакян. Заявл. 10.02.79; опубл. 22.01.81.-Бюл. № 1.

9. А. с. 802006. СССР, МКИ B24D5/00. Абразивный инструмент / Я. А. Кункин, В. Ф. Селех, А. П. Петренко, П. Т. Шульман. Заявл. 2.05.79; опубл. 12.02.81. Бюл. № 5.

10. А. с. 1041279А. СССР, МКИ B24D 3/34. Состав для пропитки шлифовальных кругов / В. И. Анохин, М. В. Мединцева, В. Е. Ба-ринов. Заявл. 15.04.81; опубл. 6.04.83. Бюл. № 23.

11. А. с. 837823. СССР, МКИ3 В24В 55/02. Способ подачи смазочно-охлаждающего технологического средства / Н. И. Веткасов, В. В. Ефимов. Заявл. 10.06.79; опубл. 9.05.81. Бюл. № 22.

12. А. с. 844258. СССР, МКИ В24 D13/02. Абразивный круг / В. Г. Гусев. Заявл. 16.07.79; опубл. 11.08.81.-Бюл. № 25.

13. А. с. 861051. СССР, МКИ В 24 D 7/00. Шлифовальный круг /В. П. Белоусов, Л. К. Синьковский. Заявл. 16.08.79; опубл. 12.09.81. -Бюл. №33.

14. А. с. 887146. СССР, МКИ В24 D5/06. Прерывистый абразивный инструмент / В. А. Клещин, В. М. Тришин, И. П. Падиарова, А. В. Ли, П. М. Волокитин. Заявл. 14.03.79; опубл. 25.09.81 Бюл. № 45.

15. А. с. 870104. СССР, МКИ В 24 D 17/00. Сборный шлифовальный инструмент / В. Я. Палагин, П. И. Сыч. Заявл. 12.04.79; опубл. 3.11.81. -Бюл. № 37.

16. А. с. 1188195. СССР, МКИ В24 В20/00. Смазка для абразивной обработки металлов / А. В. Якимов, В. А. Шарков, Е. А. Волков. Заявл. 10.11.81; опубл. 25.05.83. Бюл. № 40.

17. А. с. 948647. СССР, МКИ В 24 D 5/06. Шлифовальный круг / В. М. Прокофьев, А. В. Якимов. Заявл. 28.08.80; опубл. 20.05.82, Бюл. -№29.

18. А. с. 948649. СССР, МКИ В24 D5/06. Шлифовальный круг / В. М. Прокофьев. Заявл. 8.10.82; опубл. 15.10.82. Бюл. № 29.

19. А. с. 1000259. СССР, МКИ В 24 D 7/06. Сборный абразивный инструмент / Ю. В. Архиреев, А. В. Кузнецов, В. В. Напалков. Заявл. 11.12.81; опубл. 30.05.83. Бюл. № 8.

20. А. с. 1093518. СССР, МКИ3 В24В 55/02. Способ подачи смазочно-охлаждающего технологического средства / JI. В. Худобин, В. В. Ефимов, Н. И. Веткасов. Заявл. 8.10.82; опубл. 30.10.84. Бюл. № 19.

21. А. с. 117683. СССР, МКИ В 24 В 55/02. Устройство для подачи смазочно-охлаждающих жидкостей / Е. С. Киселёв, А. Н. Унянин,

22. A. Б. Маркелов. Заявл. 18.03.83; опубл. 5.02.85. Бюл. № 5.

23. А. с. 1184656. СССР, МКИ В 24 D 5/06. Абразивный инструмент /

24. B. Г. Гусев, В. В. Кафидов. Заявл. 12.02.84; опубл. 10.11.85. Бюл. №38.

25. А. с. 1204370. СССР, МКИ В 24 D 5/06. Шлифовальный круг / В. М. Прокофьев. Заявл. 8.04.84; опубл. 30.01.86. Бюл. № 2.

26. А. с. 749649. СССР, МКИ В24 D5/06. Сборный абразивный круг / В. Г. Гусев. Заявл. 10.08.84; опубл. 10.04.86.-Бюл. № 10.

27. А. с. 1247242. СССР, МКИ3 В24В !Л. Устройство для ультразвукового шлифования / С. А. Кобелев, М. А. Белов, Н. И. Веткасов. Заявл. 16.04.84; опубл. 22.05.86. Бюл. № 28.

28. А. с. 1225775. СССР, МКИ В24 В55/02. Устройство для комбинированной подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания через поры шлифовального круга / В. Г. Гусев. Заявл. 8.10.84; опубл. 30.06.86,-Бюл. № 15.

29. А. с. 1252148. СССР, МКИ3 В24В 55/02. Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону резания через поры абразивного круга / В. Г. Гусев, В. В. Тимонин, В. В. Новиков. Заявл. 12.05.84; опубл. 20.09.86. Бюл. № 31. '28.