автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка вероятностно-статистической модели распределения зерен на рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании с учетом разновидностей изнашивания

На правах рукописи

ФЕДОТОВ ЕВГЕНИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕРЕН НА РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ШЛИФОВАНИИ С УЧЕТОМ РАЗНОВИДНОСТЕЙ ИЗНАШИВАНИЯ

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

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

иозот1501

Волгоград - 2007

003071501

Работа выполнена на кафедре «Технологии и оборудование машиностроительных производств» Волжского политехнического института (филиала) Волгоградского государственного университета

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Носенко Владимир Андреевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Полянчиков Юрий Николаевич

кандидат технических наук, Шарабаев Александр Викторович

Ведущая организация - ОАО "Волжский подшипниковый завод"

Защита состоится 28 мая, 2007 г в часов на заседании диссертационного совета К 212 028 02 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу 410131, г Волгоград, проспект Ленина, 28

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан "__" апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Быков Ю М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Повышение производительности процесса шлифования с обеспечением необходимых требований к качеству обработанной поверхности считается приоритетным направлением развития абразивной обработки материалов Одним из наиболее распространенных показателей качества поверхности является шероховатость, во многом определяющая эксплуатационные свойства деталей машин

Образование микронеровностей происходит в результате взаимодействия в определенных условиях абразивного инструмента и обрабатываемой поверхности При разработке математических моделей параметров шероховатости образование микрорельефа в большинстве случаев рассматривают как результат копирования рабочей поверхности абразивного инструмента Исходными данными для прогнозирования и определения параметров шероховатости являются параметры рабочей поверхности инструмента Основными параметрами рельефа рабочей поверхности круга считаются распределение зерен и радиус их вершин

От состояния рельефа рабочей поверхности абразивного инструмента зависит не только шероховатость, но и другие показатели качества обработанной поверхности, эксплуатационные показатели абразивного инструмента, то есть процесс обработки в целом Поэтому исследование и разработка моделей рабочей поверхности инструмента считается актуальной задачей абразивной обработки

Исходное состояние рельефа рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании формируется в процессе правки В процессе шлифования рельеф рабочей поверхности изменяется в результате изнашивания круга Основными видами изнашивания при шлифовании считаются истирание и скалывание зерен, вырывание их из связки, что необходимо учитывать при разработке модели рельефа рабочей поверхности круга

Цель работы. Разработка вероятностно-статистической модели распределения зерен на рабочей поверхности абразивного круга с учетом их изнашивания при шлифовании в результате истирания, скалывания и вырывания Поставленная цель достигается решением следующих задач 1 Разработка вероятностно-статистической модели распределения зерен на рабочей поверхности абразивного круга с учетом различных видов изнашивания в зависимости от времени шлифования 2. Определение вероятностей видов изнашивания зерен круга в результате вырывания, скалывания и истирания

3 Разработка моделей радиального износа вершин зерен в результате вырывания, скалывания и истирания ,

4 Исследование распределения радиального износа вершин зерен в результате изнашивания скалыванием

5. Разработка методики, алгоритма и программы расчета распределения зерен и шероховатости обработанной поверхности в процессе плоского шлифования

6. Исследование влияния различных факторов на распределение зерен и шероховатость обработанной поверхности в зависимости от времени шлифования Экспериментальная проверка разработанной модели Научная новизна: Разработана вероятностно-статистическая модель

распределения зерен по глубине рабочего слоя абразивного круга с учетом вероятности видов изнашивания и использованием переходных вероятностей, учитывающих размерный износ зерен, в зависимости от времени шлифовании

Установлены закон распределения износа скалыванием зерен и функциональная зависимость его параметров от глубины скалывания.

Практическая ценность. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны

методики расчета распределения зерен на рабочей поверхности круга и шероховатости обработанной поверхности в зависимости от характеристики абразивного круга и режимов шлифования;

алгоритмы расчета распределения зерен, шероховатости обработанной поверхности и программы расчета на ПЭВМ

Реализация работы. Результаты диссертационной работы используются при выполнении научно-исследовательских работ в Волжском политехническом институте (филиал) Волгоградского государственного технического университета, проведении практических занятий и лабораторных работ по дисциплине «Технология машиностроения»

Получено разрешение учебно-методического объединения вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО AM) на издание учебного пособия "Моделирование рабочей поверхности абразивного инструмента" с грифом допуска в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению дипломированных специалистов "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств"

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ Апробация работы. По теме диссертации сделаны доклады на V Международном конгрессе «Машиностроительные технологии-06» в Республике Болгария (2006), Международных научно-технических конференциях «Шли-фабразив» в 2003, 2004 и 2005 годах, VIII и XI межрегиональной конференции молодых ученых и студентов Волгоградской области

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, общих выводов, списка литературы (115 наименований) и приложения Объем диссертации 158 страниц машинописного текста, включая 48 рисунков и 11 таблиц, приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы основные положения и результаты, выносимые на защиту

В первой главе выполнен анализ научных публикаций, освещающих вопросы состояния рабочей поверхности абразивного инструмента как после правки, так и в процессе шлифования

Так как состояние рельефа рабочей поверхности абразивного инструмента во многом определяет качество обработанной поверхности, практически все исследователи процесса шлифования в той или иной степени затрагивают дан-гай вопрос

Существенный вклад в этом направлении внесли Байкалов А К, Белкин Е А , Бишутин С Г., Витенберг Ю Р , Зубарев Ю М , Ипполитов Г М , Козлов А М , Королев А В , Курдюков В И , Лурье Г Б , Новоселов Ю К, Носенко В А , Носов Н В , Переладов А Б , Оробинский В М., Осипов А П , Попов С.А , Резников А Н, Пекленник Ж , Филимонов Л Н , Хусу А П и др

Наиболее важными статистическими параметрами рабочей поверхности круга, являются плотность распределения зерен по глубине и радиус округления вершин абразивных зерен Оба этих параметра вначале шлифования определяются методами правки, зернистостью, условиями изготовления инструмента и изменяют свои значения в процессе шлифования

В результате анализа литературных источников сделаны следующие выводы

1 Моделирование рабочей поверхности инструмента является актуальной задачей абразивной обработки

2 Необходимость учета таких случайных факторов как расположение зерен на рабочей поверхности, вероятность их контакта с обрабатываемым материалом обуславливают разработку модели на основе вероятностно-статистических методов

3 Изменение рельефа рабочей поверхности круга происходит в результате изнашивания зерен Основными видами изнашивания являются истирание и скалывание вершин, вырывание зерен из связки Для определения износа инструмента при шлифовании необходимо количественно оценить вклад каждой из разновидностей изнашивания в суммарный износ

На основании этих выводов были сформулированы указанные выше цель и задачи исследования

Во второй главе приводятся результаты исследования закона распределения величины износа вершин зерен в результате скалывания

Исследования проведены на круглошлифовальном станке без применения СОЖ Шлифовальный материал марки 25А зернистости 25 заделывали в оправку на величину, равную приблизительно половине размера зерна Оправку с зерном закрепляли в стальной диск В качестве обрабатываемого материала использовали закаленную сталь 45 (НЯС52) Микроцарапание осуществляли с постоянно увеличивающейся глубиной резания, что достигалось поворотом стола станка Момент скалывания фиксировали по характерному уменьшению

длины царапины на фоне общего увеличения глубины резания или по прекращению царапания, которое может быть при скалывании на величину, превышающую в данный момент глубину резания В последнем случае через некоторое время царапание возобновлялось

Фактическую глубину резания при скалывании (далее глубина скалывания), определяли по длине царапины Величину износа зерна Д находили по разности глубин резания с учетом угла наклона поверхности образца

А = - /,+1 + Д/ ^если Д>/ф, = О, Д = г, + Д/ tga, (1)

где I, - глубина резания, после которой обнаружено скалывание, то есть уменьшение размера царапины, /,+1- глубина резания последующей риски с уменьшенной длиной дуги контакта, Д/ - расстояние между рисками, а - угол наклона поверхности образца

Если на (-й царапине произошло скалывание вершины зерна на величину, превышающую глубину резания, то глубина / + 1 риски в (1) равна нулю

Минимальный износ при скалывании, который может быть зафиксирован согласно принятой методике составляет 0,2 мкм

На рисунке 1 представлена гистограмма распределения случайной величины радиального износа вершины зерна

Общее распределение износа может быть описано законами гамма, Вей-булла, логарифмически - нормальным (рис 1) Вероятность согласования по критерию Колмогорова, возрастает от логарифмически-нормального к распределению Вейбулла

Д, мкм

Рис 1 Гистограмма частоты и законы распределения радиального износа вершин зерен скалыванием для всей совокупности данных 1 - логарифмически - нормальное, 2 - гамма, 3 - Вейбулла, 4 - экспоненциальное

Так как распределение Вейбулла наилучшим образом подходит для описания прочностных свойств материалов в качестве окончательного варианта было взято распределение Вейбулла

««-вГ*^- <2)

где акЬ- параметры распределения Вейбулла

Чтобы проверить существование связи между глубиной скалывания и параметрами распределения износа вся совокупность данных была разбита на группы по глубинам скалывания зерна с интервалом 2 мкм (рис 2)

Результат обработки данных показал что при уровне значимости 0,05 вероятность согласования теоретических и экспериментальных частот по критерию Колмогорова также возрастает от логарифмически нормального к распределению Вейбулла, выборочная средняя и дисперсия изменяются с увеличением глубины скалывания

Рис 2 Гистограммы частот распределения радиального износа вершин зерен скалыванием на различных глубинах резания-скалывания и распределение

Вейбулла

яг-(0-2) мкм, б-(2-4) мкм, в - (12 - 14) мкм, г-(14 - 16) мкм

Проверка гипотезы о различии параметров выборочной совокупности осуществляется для нормального закона распределения Поскольку износ при скалывании зерен можно описать логарифмически-нормальным законом, то для проверки гипотез о различии средних и дисперсий использованы логарифмированные значения данных

На основании сравнений дисперсий неадекватности и проверки гипотез о неравенстве нулю коэффициентов уравнений подобраны регрессионные модели (рис 3), описывающие зависимость выборочного среднего и дисперсии от глубины скалывания

Зависимость среднего значения износа от глубины скалывания описывается линейной функцией

/я(Д) = 0,23 +1,1 (3)

Для описания зависимости выборочной дисперсии от глубины скалывания оптимальным вариантом является полином второй степени (рис 4)

ДА) = 0,0423 /32 +0,08 /3 +0,49 (4)

Полученные модели для характеристик положения (математического ожидания) и рассеивания (дисперсии) позволяют определить параметры распреде-

МКМ мкм

а б

Рис 3 Зависимость среднего арифметического т (а) и выборочной дисперсии £> (б) износа зерна при скалывании от глубины резания

В третьей главе определены вероятности видов изнашивания в результате истирания, скалывания и вырывания

Изменение распределения вершин зерен происходит в результате действия различных процессов изнашивания адгезионно-усталостного, абразивного, диффузионного, химического, окислительного, температурного и др

Все виды изнашивания зерен по величине радиального износа объединены в три разновидности- истирание, скалывание и вырывание Для зерен, контактирующих с металлом при прохождении через зону контакта, за изнашивание принимается тот вид, величина износа которого имеет максимальное значение Таким образом, для одной вершины зерна вероятности видов его изнашивания составляют полную группу

Ръ+Рс+Ри = \ (5)

где Рс- вероятность скалывания; Рм — вероятность истирания, Рв - вероятность вырывания зерна из связки.

Значения этих вероятностей зависят от действующей нагрузки на вершину зерна , ,

Получены следующие формулы для определения вероятностей изнашивания

Рв =Р( б)

1-

Рс = />( в)

1-

Р(б)Р(в) />(б) + />(в) Р(б)Р( в)

(6)

(7)

Р(6) + Р( в)

P„=l-P(a)-P(ß) + P(a)P(ß) (8)

где Р(а) - вероятность вырывания зерна из связки при бесконечной прочности материала зерна

Р(р) - вероятность скалывания зерна при бесконечной прочности связки Для определения вероятностей изнашивания по формулам (6) - (10) необходимы статистические данные по прочности зерен и прочности связки В литературе отсутствуют статистические данные по прочности связки Однако имеются данные по изнашиванию зерен в результате скалывания и вырывания при строгании рабочей поверхности круга

Изнашивание зерен в круге в результате вырывания и скалывания под действием силы Я,, представим как новое событие £ Событие Е можно рассматривать как появление одного из событий а или ß Так как события аир являются несовместными и независимыми в совокупности, то вероятность появления хотя бы одного из этих событий равна разности между единицей и произведением вероятностей противоположных событий После преобразований получаем следующую формулу

Р(Е) = Р(а) + ДР) - Р(а) Р(р) (9)

Откуда.

/>(«) =[Р(Е)-/дал- /4P)] (10)

Формула (10) позволяет, используя статистические данные по прочности зерен, скалыванию и вырыванию зерен при строгании, определить вероятности изнашивания (6) - (8)

Для определения вероятностей изнашивания необходимо значение силы резания, действующей на вершину зерна, которое рассчитывали по формуле, предложенной Корчаком С Н с дополнениями Филимонова Л Н , учитывающими радиус вершины зерна

На рис 4 представлены результаты определения вероятностей видов изнашивания для кругов 24А25С2Б (а) и 24А25СМ1Б (б)

1,00 -Г

0,75 -Р 0,50

0,25 -

0,00 ■ 0

а б

Рис 4 Вероятности видов изнашивания вершины абразивного зерна в круге а-24А25С2Б, 6-24А25СМ1Б

Если нагрузка на вершины зерен при шлифовании кругом твердости С2 (рис. 4а) не превышает 4 Н, то основным видом изнашивания является истирание Вероятности вырывания зерна из связки Р& и скалывания вершины Рс в сумме не превышают 0,01 С увеличением нагрузки вероятность истирания начинает существенно снижаться, а вероятность вырывания - расти Для /?3 = 8 Н вероятность Яи уменьшается до 0,79, Рв возрастает до 0,20 (рис 4а) Вероятность скалывания по прежнему весьма незначительна и составляет около 0,01 Вероятности изнашивания истиранием и вырыванием почти одинаковы, когда Л, =10 Н и составляют около 0,5 (рис 4а) Вероятность скалывания по-прежнему мала и не превышает 0,02 С дальнейшим увеличением Л3 вероятность истирания продолжает снижаться и при Я, =13,5 Н достигает вероятности скалывания (Рс=0,07) Вероятность Рв в это время приближается к своему максимальному значению около 0,87 (Я3 =15 Н) При /?3 > 17 Н изнашивание истиранием обязательно сопровождается скалыванием или вырыванием зерен (рис 4а) После того, как Ри снижается настолько, что истирание можно считать невозможным событием, основными видами изнашивания остаются вырывание зерна и скалывание вершины С увеличением Я, вероятность Рв постепенно снижается, а Рс - возрастает, приближаясь к 0,5 Равной вероятности изнашивания скалыванием и вырыванием достигают при /?3 более 36 Н (рис 4а)

С увеличением твердости круга зависимость вероятности скалывания от Я, не изменяется Изменение вероятностей вырывания и истирания показано на рис 5

1,00 0,75 0,50 0,25 0,00

1 \ / р и

! \ \ Рв -Рс

1 у

10 20 30 40 50 Я,И

1,00 0,75 'и 0,50 0,25 0,00

- С1

/Л \ \ \ СМ2 1\ \ С2

СМ11

О 10 20 30 40 Л„Н

а б

Рис 5 Изменение вероятности изнашивания вырыванием Ра (а) и истиранием Ри (б) зерен в зависимости от силы Я3 при различной твердости круга

В четвертой главе разработана модель плотности распределения вершин зерен по глубине с учетом вероятностей видов изнашивания и использованием переходных вероятностей в зависимости от длительности процесса шлифования

Обозначим через АК(К) - износ круга за один К-й оборот Разобьем рабочий слой круга в радиальном направлении на отдельные слои толщиной АЯ(К) Начало первого слоя совместим с наиболее выступающими вершинами Число вершин зерен перед шлифованием в каждом слое определяется плотностью их распределения по глубине круга/(и) На первом обороте круга вершины расположены согласно начальному распределению /0(и) В процессе шлифования число вершин в каждом слое изменяется в результате процессов изнашивания

По характеру формирования рабочего слоя круга при шлифовании разобьем его на 3 зоны (рис 6) Размер зоны 1 ограничен линией выступов шероховатости поверхности Распределение вершин в этой зоне изменяется в результате истирания, скапывания и вырывания зерен В зоне 2 изменение числа вершин происходит в результате их перемещения из зоны 1 при скалывании Размер этой зоны ограничивается максимально удаленным от периферии новым положением вершины зерна при скалывании Необходимо также учесть, что в результате износа при каждом обороте круга все вершины зерен перемещаются на величину радиального износа круга Д7?(ЛГ) В зоне 3 распределение вершин зерен соответствует начальному распределению /0(и) Изменение количества вершин в зоне 3 происходит только в результате перемещения их на величину АЯК после каждого оборота круга Число слоев в зонах 1, 2 и 3 равно соответственно КМ и К

В результате изнашивания вершины зерен /-го слоя могут переместиться в вышележащий слой или остаться в рассматриваемом Исключением является первый слой А Уи в котором все вершины зерен перемещаются в вышележащий

и последний слой зоны 1 ДК№ в котором все изнашиваемые в результате истирания вершины остаются в пределах слоя

Рис 6 Схема деления рабочего слоя круга

С учетом вероятности контакта, вероятностей видов изнашивания и переходных вероятностей разработана модель изменения числа вершин зерен только в результате истирания

('-1) длк

('+1>ДЛк . -

Ап = Р п

1 И1 о

скалывания.

А пХК)--

1=1

й1+1 (К-1) [1-Рк(г3(1+1)) РеМ]

^[¿им)

(И)

(12)

вырывания

Ай,(Х) = |и/+1(Х-1) 11-Рк(/,(1+1)) Рв(1+1)1- (13)

где Рк (/31) - вероятность контакта, си, Ьц - вероятности перехода вершин зерен из состояния I в состояние у в результате истирания и скалывания соответственно

Вероятность контакта Рк (г,,) определяется по модели Новоселова Ю.К

Вероятности Ьр определяются по экспериментально полученному закону распределения величины радиального износа вершин зерен в результате скалывания

¿у=1-Л * J (14)

Параметры а и b распределения Вейбулла определяются с учетом зависимостей (3, 4)

Пятая глава посвящена разработке алгоритма программного обеспечения, расчету распределения зерен на рабочей поверхности круга и шероховатости обработанной поверхности при шлифовании

Теоретические расчеты проведены на ЭВМ с помощью созданной программы на основе разработанной теоретико-вероятностной модели распределения зерен по глубине рабочего слоя абразивного круга Шероховатость обработанной поверхности (Ra) определяли по модели Новоселова Ю К с использованием наших данных по распределению вершин зерен Расчеты выполнены на примере шлифования стали 45 (HRC52) кругами из белого электрокорунда зернистости 25 на бакелитовой связке различных твердостей

На рис 7 представлен график изменения распределения зерен по глубине рабочего слоя абразивного круга в зависимости от времени шлифования Режимы шлифования скорость резания v = 35 м/с, скорость продольной подачи стола Уд = 20 м/мин, t = 0,005 мм/ход

Рис 7 Изменение плотности распределения вершин зерен по глубине рабочего слоя абразивного круга при шлифовании

В начале шлифования число вершин зерен «3 на единице рабочей поверхности изменяется не одинаково по глубине рабочего слоя и (рис 7) при и <4-5 мкм число зерен уменьшается, на границе зоны 1 пг остается приблизительно

постоянным (рис 8а); при большей глубине рабочего слоя и число зерен возрастает с начала обработки (рис. 7) После =1 мин работы круга число зерен начинает возрастать по всей глубине рабочего слоя (рис. 7, рис 8а) После 4 мин работы круга скорость увеличения числа зерен на границе зоны 1 сильно снижается и далее пъ остается постоянным (рис 8а)

2 к

а о;

Рис 8 Изменение числа вершин зерен (а), параметра шероховатости Ка (б) при шлифовании

Шероховатость обработанной поверхности (Яа) находится в обратной зависимости от числа зерен «3 До ==4 мин работы происходит уменьшение Иа , с дальнейшим увеличением времени шлифования Яа остается постоянным (рис 86)

В ходе теоретических расчетов исследовано влияние на распределение вершин абразивных зерен и шероховатость поверхности скорости шлифования, диаметра круга, скорости подачи стола, глубины шлифования, твердости абразивного инструмента за период обработки

Распределение зерен и шероховатость обрабатываемой поверхности при различной твердости инструмента приведены на рис 9 и 10

При шлифовании кругом твердости СМ1 число вершин на рабочей поверхности пг в начальный период обработки (до = 1 мин) уменьшается по всей глубине рабочего слоя (рис 9а) При дальнейшей обработке скорость уменьшения пг неодинакова на различной глубине рабочего слоя При и ~ 3-5 мкм число зерен остается приблизительно постоянным в течение дальнейшего времени обработки На глубине 8-10 мкм скорость уменьшения щ возрастает после = 4 мин работы круга При и - 12-16 мкм п3 постоянно в интервале обработки от 1 до 2 мин, после чего начинает уменьшаться (рис 9а)

Из-за уменьшения числа зерен п3 шероховатость поверхности при шлифовании кругом СМ1 в общем случае увеличивается за время обработки (рис 10) С увеличением глубины резания возрастает скорость увеличения Яа (рис 10)

Шероховатость поверхности при шлифовании кругом СМ1 выше чем при шлифовании кругом С2 (рис 10)

1/мм

б

Рис 9 Функция распределения вершин зерен по глубине рабочего слоя абразивного круга а - СМ 1, б - С2

При обработке кругом твердости С2 Ка возрастает в начальный период шлифования, после чего уменьшается и стабилизируется Такая особенность является общей для твердости С2 и наблюдается при шлифовании с различной глубиной резания (рис 10, рис 11 в) Увеличение глубины резания приводит к общему увеличению шероховатости, к большему ее возрастанию в начальный период и к более ранней стабилизации числа вершин зерен (рис 1 \в)

С повышением скорости шлифования и диаметра круга, снижением скорости подачи стола, глубины резания шероховатость обработанной поверхности уменьшается (рис 11) Это связано с изменением числа зерен и3 на рабочей поверхности

т, мин

Рис. 10. Изменение шероховатости обработанной поверхности Яа кругами различных твердостей (уд= 12 м/мин, й = 300 мм) 1-С2, / =5 мкм, 2-С2, /=10 мкм, 3-СМ1, (=5 мкм; 4-СМ1, /=10 мкм

а о;

2,2 1,8

2 И 2

«§ М 1,0

,1 1,

/

1 1 ,„,

2 4

т, мин

2 ы

Рис. 11 Влияние на шероховатость поверхности.

а) уд 1 -30 м/мин, 2-20 м/мин, 3—12 м/мин,

б) V 1 - 22 м/с, 2-30 м/с; 3 - 35 м/с, 4 - 40 м/с,

в) /ф 1 - 8,3 мкм, 2-10 мкм, 3-12 мкм, 2-14 мкм, 2-18 мкм

Для экспериментальной проверки разработанной модели было определено распределение зерен по глубине рабочего слоя (рис 12а) и шероховатость поверхности (рис 12б) в различное время обработки

Распределение вершин зерен по глубине рабочего слоя круга определяли методом усеченного профилографирования Максимальное расхождение с расчетами, проведенными по разработанной модели, не превышает 18%, а среднее - 10-12 %, что свидетельствует о достоверности теоретической модели

О 4 8 12 16 20 т, мин

а

т мин

б

Рис 12 Сопоставление результатов теоретического расчета распределения зерен (а) и параметра шероховатости Яа (б) с экспериментально полученными данными

Общие выводы

1. Разработана вероятностно-статистическая модель распределения вершин зерен по глубине рабочей поверхности с учетом вероятности контакта с обрабатываемым материалом, вероятностей изнашивания в результате скалыва-

ния, истирания, вырывания и переходных вероятностей, учитывающих величину радиального износа вершины зерна при различных видах изнашивания в зависимости от времени шлифования (числа оборотов круга)

2 Получены формулы для расчета вероятности изнашивания зерен круга в результате истирания, скалывания и вырывания в зависимости от силы резания с учетом прочности зерна и силы удержания зерна связкой круга

3 С использованием переходных вероятностей разработана математическая модель износа вершин зерен в результате истирания, скалывания и вырывания

4 На примере шлифовального зерна из электрокорунда марки 25 А зернистости 25 исследован закон распределения радиального износа вершин зерен в результате скалывания Установлено, что распределение радиального износа можно описать законом Вейбулла. Параметры закона распределения Вейбулла зависят от глубины скалывания Выведены корреляционные зависимости параметров распределения Вейбулла от глубины скалывания

5 На основе разработанной теоретико-вероятностной модели составлена реализованная на ПЭВМ программа-методика расчета распределения вершин зерен на рабочей поверхности абразивного инструмента и шероховатости обработанной поверхности (Ra) при шлифовании на различных режимах кругами из электрокорунда зернистости 25 на бакелитовой связке твердости СМ1 - С2 в зависимости от времени шлифования

6 Исследовано влияние различных факторов на распределение зерен и шероховатость обработанной поверхности с помощью составленной программы Максимальное расхождение с расчетами, проведенными по разработанной модели, не превышает 18%

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1 Носенко В А , Федотов Е В Расчет вероятностей различных видов износа абразивного инструмента зерен в зависимости от силы резания // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Сб Межд науч -тех конф «Шлифабразив2003» - Волжский ВолжскИСИ, 2003 с 79-82

2 Федотов Е.В Теоретико-вероятностная модель формирования рабочей поверхности абразивного инструмента // VIII региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области тезисы докладов - Волгоград,

2003 -С 81-82

3. Носенко В А, Федотов Е В. Моделирование профиля рабочей поверхности круга с учетом износа зерен // Технологическое обеспечение качества машин и приборов сб материалов Всероссийской науч -практич конф - Пенза,

2004 -С 49-52

4 Носенко В А , Федотов Е В Теоретико-вероятностная модель формирования рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании // Инструмент и технологии - СПб 2003 №15-16 С 58-61

5 Федотов Е В Савин А И Анализ динамики износа единичных абразивных зерен в условиях работы инструмента в режиме затупления // IX Межву-

зовская научно-практическая конференция молодых ученых и студентов г Волжского, г Волжский, 23-25 мая 2003 г тезисы докладов в 3-х ч - 43./ Волжский, изд-во ВолгГТУ - Волгоград, 2004 С 120-122

6 Федотов Е В Савин А И Вероятности видов изнашивания зерен в зависимости от твердости абразивного инструмента // X Межвузовская научно-практическая конференция молодых ученых и студентов г Волжского, г. Волжский, 17-21 мая 2004 г тезисы докладов в 2-х ч - Ч1./ВолгГАСУ, ВИСТех -Волгоград, 2005 С. 20-22

7 Носенко В А , Федотов Е В Методика расчета вершин зерен на рабочей поверхности абразивного инструмента и параметров шероховатости обработанной поверхности // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы Сб Межд науч -тех конф «Шлифабразив2004», г Волжский ВИСТех, 2004. С 51-54

8 Носенко В А , Федотов Е В Изменение режущего профиля абразивного круга за период стойкости // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Сб Межд науч -тех конф «Шлифабразив2004», г Волжский ВИСТех, 2004 С 54-57

9 Носенко В А , Федотов Е В Влияние режимов шлифования на изменение шероховатости обработанной поверхности // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы Сб Межд науч -тех конф «Шлифабра-зив2005», г.Волжский ВИСТех, 2005 С 171-174

10 Носенко В А , Федотов Е В , Савин А И Модель формирования рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании Международный конгресс «Машиностроительные технологии», Варна, 2006 Т 3 - С 3 - 6

11 Экспериментальное определение закона распределения радиального износа вершин зерен // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты материалы Сб Межд науч -тех конф «Шлифабразив2006» г Волжский ВИСТех, 2006 С 54-57.

12 Исследование закономерности распределения износа скалыванием зерен из электрокорунда при микроцарапании // Прогрессивные технологии в обучении и производстве Сб материалов IV всероссийской конференции г Камышин 2006 Т2 - С 79-81

ФЕДОТОВ ЕВГЕНИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕРЕН НА РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ШЛИФОВАНИИ С УЧЕТОМ РАЗНОВИДНОСТЕЙ ИЗНАШИВАНИЯ

Автореферат

Подписано в печать 25 ОМ.2007 г Заказ № 3 72. Тираж 100 экз Печ л 1,0 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная

Типография РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131, г Волгоград, ул Советская, 35

Введение

Глава 1. Современное состояние проблемы моделирования рабочей поверхности абразивного инструмента.

1.1. Методы моделирования рабочей поверхности абразивного инструмента.

1.2. Теоретические основы моделирования рабочей поверхности абразивного инструмента.

1.3. Методы экспериментального исследования микрорельефа поверхностного слоя круга

1.4. Геометрическая форма абразивных зерен. 46 Заключение 48 Выводы и задачи исследования

Глава 2. Экспериментальное определение закона распределения износа вершины абразивного зерна при скалывании

2.1. Описание проведения эксперимента

2.2. Определение закона распределения и его параметров 58 Выводы

Глава 3. Определение вероятностей изнашивания вершины зерна в результате истирания скалывания и вырывания зерна из связки круга

3.1. Анализ закона распределения сил вырывания и скалывания зерен

3.2. Анализ закона распределения силы резания

3.3. Вывод формул вероятностей изнашивания

3.4. Исследование влияния вида абразивного материала и твердости круга вероятности видов изнашивания

3.5. Влияние дисперсии прочности абразивного материала на вероятности видов изнашивания

Выводы

Глава 4. Вероятностно-статистическая модель распределения зерен на рабочей поверхности круга при шлифовании с учетом различных видов изнашивания

Выводы

Глава 5. Влияние различных факторов на распределение вершин зерен и шероховатость обработанной поверхности

5.1. Методика определения шероховатости поверхности

5.2. Влияние различных факторов на шероховатость поверхности 124 Выводы 138 Общие выводы по работе 140 Литература 141 Приложение

Повышение производительности процесса шлифования с обеспечением необходимых требований к качеству обработанной поверхности является приоритетным направлением развития абразивной обработки материалов. Одним из наиболее распространенных показателей качества поверхности относится шероховатость, во многом определяющая эксплуатационные свойства деталей машин.

Образование микронеровностей происходит в результате взаимодействия в определенных условиях абразивного инструмента и обрабатываемой поверхности. При разработке математических моделей параметров шероховатости образование микрорельефа в большинстве случаев рассматривают, как результат копирования рельефа рабочей поверхности абразивного инструмента. Исходными данными для прогнозирования и определения параметров шероховатости являются параметры рабочей поверхности инструмента.

Все имеющиеся теоретические расчеты для определения шероховатости обработанной поверхности, силы резания и многих других параметров шлифования, определяющих производительность процесса и качество обработки, включают в себя такие переменные факторы, как число активных режущих кромок тУр и радиус округления их вершин р [105,33].

Состояние рельефа рабочей поверхности абразивного инструмента определяет не только шероховатость, но и другие показатели качества обработанной поверхности, эксплуатационные показатели абразивного инструмента, то есть процесс абразивной обработки в целом. Поэтому исследование и разработка моделей рабочей поверхности инструмента считается актуальной задачей абразивной обработки.

Исходное состояние рельефа рабочей поверхности абразивного инструмента при шлифовании формируется в процессе правки. В процессе шлифования рельеф рабочей поверхности изменяется в результате изнашивания круга. Основными видами изнашивания при шлифовании считаются истирание и скалывание зерен, вырывание их из связки, что необходимо учитывать при разработке модели рельефа рабочей поверхности круга.

Общие выводы

1. Разработана вероятностно-статистическая модель распределения вершин зерен по глубине рабочей поверхности с учетом вероятности контакта с обрабатываемым материалом, вероятностей изнашивания в результате скалывания, истирания, вырывания и переходных вероятностей, учитывающих величину радиального износа вершины зерна при различных видах изнашивания в зависимости от времени шлифования (числа оборотов круга),

2. Получены формулы для расчета вероятности изнашивания зерен круга в результате истирания, скалывания и вырывания в зависимости от силы резания с учетом прочности зерна и силы удержания зерна связкой круга.

3. С использованием переходных вероятностей разработана математическая модель износа вершин зерен в результате истирания, скалывания и вырывания.

4. На примере шлифовального зерна из электрокорунда марки 25А зернистости 25 исследован закон распределения радиального износа вершин зерен в результате скалывания. Установлено, что распределение радиального износа можно описать законом Вейбулла. Параметры закона распределения Вей-булла зависят от глубины скалывания. Выведены корреляционные зависимости параметров распределения Вейбулла от глубины скалывания.

5. На основе разработанной теоретико-вероятностной модели составлена реализованная на ПЭВМ программа-методика расчета распределения вершин зерен на рабочей поверхности абразивного инструмента и шероховатости обработанной поверхности (Яа) при шлифовании на различных режимах кругами из электрокорунда зернистости 25 на бакелитовой связке твердости СМ1 - С2 в зависимости от времени шлифования.

6. Исследовано влияние различных факторов на распределение зерен и шероховатость обработанной поверхности с помощью составленной программы. Максимальное расхождение с расчетами, проведенными по разработанной модели, не превышает 18%.

Заключение

Таким образом не все модели учитывают изменение распределения режущих кромок по глубине в зависимости от времени шлифования. Другие модели учитывают время шлифования, рассматривая только определенные режимы обработки, такие как режим преимущественного истирания зерен во время чистового шлифования, режим полного самозатачивания, характеризующийся стабильным состоянием рабочей поверхности круга. В некоторых моделях есть анализ работы каждого отдельного зерна, но нет учета изменения состояния этих зерен в зависимости от различных процессов изнашивания. Закон распределения зерен после скалывания либо не используется, либо указывается чисто условно, с указанием интервала разброса и равновероятностном расположении зерна после скалывания в пределах этого интервала.

В связи с этим актуальным является разработка моделей, позволяющих проследить работу отдельных зерен, расположенных на различной глубине, определить число проконтактировавших на каждом обороте круга зерен, среди которых выделить зерна, подвергнутые различным видам изнашивания, и определить изменение положения отдельных вершин зерен с различным расположением на рабочей поверхности абразивного инструмента после контакта с обрабатываемым материалом. В результате получить плотность распределения зерен после любого числа контактов круга и материала во время шлифования с момента начала работы после правки до окончания периода стойкости инструмента.

1. Kassen G., Werner G. Kinematische Kenngrößen des SchleifVorganges // Industrie-Anzeiger, 1969, 91, N 87, 95, Aachen.

2. Peklenik J. Der mechansmus des Schleifons und die Uberschleifzahl // Ind. Anz., 1958, N1, S.51-56.

3. Reichenbach G. S. Mayer I.E. Kalpakcioglu S. Shaw M.C. The Role of chip Thikness in Drinding // Trans of the ASME, 1956, v 78, n 4.

4. Seiki Metsui, Katsuo Syudji // Statistical approatch to grinding mechanism on a few experiments // Technol Rpts Tokoku Univ., 1975, 40, N 2, p. 353-369.

5. Бабошкин А.Ф Модель зоны контакта и коэффициента трения при ленточном шлифовании // Инструмент и технологии СПб.: 2003 №13-14. С.26-31.

6. Бабошкин А.Ф. Кривая опорной поверхности для абразивных инструментов // Инструмент и технологии СПб.: 2003 №11-12. С.148-153.

7. Бабошкин А.Ф. Математическая модель образования шероховатости обработанной поверхности // Качество поверхностного слоя деталей машин (КПС 2003). Сб. докладов Международной н-п конференции. СПб.: Изд. ПИМаш, 2003.- С.25-28

8. Бабошкин А.Ф. Шероховатость рабочей поверхности абразивных лент // Инструмент и технологии СПб.: 2003 №11-12. С.140-148.

9. Байкалов А.К. Введение в теорию шлифования материалов Киев: Наукова думка, 1978.-207с.

10. Барсуков Г.В. Моделирование геометрической формы абразивного зерна при гидроструйной обработке // Справочник. Инженерный журнал №6,- 2003.- с 8-10.

11. Беззубенко Н.К. Имитационная модель процесса шлифования // Резание и инструмент. Респ. Межвед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 27 X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Ун-те. 1982. С. 81 - 89.

12. Беззубенко Н.К. Модель процесса шлифования // Резание и инструмент. Респ. Межвед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 28 X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Ун-те. 1982. С. 22 - 30.

13. Белкин Е.А. Модульный принцип в системе информационного контроля за процессом абразивной обработки // Справочник. Инженерный журнал. 2005. №3. С. 18 - 22.

14. Белкин Е.А. Стохастическая модель процесса абразивной обработки // Справочник. Инженерный журнал. 2004. - №3. с. 20-25.

15. Белкин Е.А., Барсуков Г.В. Численное моделирование реального микрорельефа поверхностного слоя деталей машин. -http://www.ostu.rii/conf7tech2001/belkin/belkin.html. 6с.

16. Бишутин С.Г. Математическое моделирование формирования микронеровностей поверхности при шлифовании с учетом изнашивания инструмента // Проблемы Машиностроения и надежности машин №1 2005. -с 78-82.

17. Бишутин С.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностей деталей машин при шлифовании. http://www.ostu.ru/conf/tech2002/sectl/bishutin/bishutin.html.

18. Богомолов Н.И. Основные процессы при взаимодействии абразива и металла. Киев, 1967.

19. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности при шлифовании. M.-J1, Машиностроение, 1964 123 с.

20. Васильев H.H. Определение качества шлифовальных кругов // Высокопроизводительное шлифование, М., Изд. АН СССР, 1962

21. Витенберг Ю. Р. Шероховатость поверхности и методы ее оценки. Л. 1971.

22. Волский Н.И. Обрабатываемость металлов шлифованием. М., Машгиз, 1960.

23. Глейзер JI.A. О сущности процесса шлифования. Дисс. На соискание уч. степени доктора техн. Наук. М., 1956

24. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие . 12-е изд., перераб. - М.: Высшее образование, 2006. - 479с.

25. Голубев С.С. Об образовании микронеровностей при наружном круглом шлифовании // Конструирование и технология в тяжелом машиностроении. Свердловск, УПИ, 1966.

26. Горленко O.A., Бишутин С.Г. Взаимосвязь числа активных зерен с характеристиками и режимами правки абразивного инструмента // Проблемы машиностроения и надежности машин-1999. №1. - С. 62-66.

27. Горленко O.A., Бишутин С.Г. Модель рабочей поверхности абразивного инструмента // СТИН. 1999. №2. С. 25 - 28.

28. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М. -Наука.-1970.280 с.

29. Дунин-Барковский И.В., О статистических аспектах шлифования // Вероятностно-статистические основы процессов шлифования и доводки, Издание СЗПИ, Л., 1974.

30. Дьяченко П.Е. Исследование процесса шлифования. Оборонгиз, 1941.

31. Зубарев Ю.М. Приемышев A.B. Технологические основы высокопроизводительного шлифования сталей и сплавов. СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 1994. 220с.

32. Иосикава X. Сака Т. исследование процесса шлифования с применением метода Монте-Карло. Сеймицу Кикай (японск) 35№4 1969.

33. Ипполитов Г.М. Абразивно-алмазная обработка. М.: Машиностроение, 1969. - 334 с.

34. Кащеев В.Н. Об остроте режущих углов абразивных зерен. Станки и инструмент, 1953, №8.

35. Козлов А. М. Определение параметров рабочей поверхности абразивного инструмента на основе моделирования // Изв. ВУЗов. Машиностроение. 2005. - №1 с. 52-56

36. Козлов А. М. Разработка инструмента с некруглой рабочей поверхностью для повышения эксплуатационных характеристик прокатных валков при их шлифовании. Автореф. дис. докт. техн. наук Москва, 2005. -43с

37. Королев A.B. Исследование оптимальных условий шлифования с заданной шероховатостью шлтфованной поверхности. Дис. На соиск. уч. степени. Канд. техн. наук. Соратов 1970,1976

38. Королев A.B. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов: Изд-во сарат. ун-та, 1975.-192с.

39. Королев A.B. Новоселов Ю.К. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. Ч 1. Состояние рабочей поверхности инструмента. -Саратов изд-во сарат ун-та, 1987. 160с.

40. Королев A.B. Новоселов Ю.К. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. 4.1. Состояние рабочей поверхности инструмента. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1987. 160с.

41. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1976. - 280с.

42. Корчак С.Н. Теоретические основы влияния технологических факторов на повышение производительности шлифования стальных деталей. Дисс. На. Ноиск.уч. степени доктора техн. наук. Челябинск, 1971.

43. Крагельский И.В. Трение и износ. М. Машиностроение. - 1968. 480 с.

44. Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения деталей машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1984. - 280с.

45. Курдюков В.И. Агапова Н.В. Отыскание закона плотности распределения зерен поверхностного слоя абразивного круга // сборник трудов конференции «Шлифабразив 2001» Волжский, с.26-29.

46. Ли-Чан-Цзе Исследование влияния однородности состава и гео-мертрии рабочей поверхности круга на его эксплуатационные свойства. Дис. кад. техн. наук. Л., 1962.

47. Лоладзе Т.Н., Бокучава Г.В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение 1967.111с.

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

49. Макадаме Г. Влияние характера поверхности абразивного инструмента на его режущие свойства // Конструирование и технология машин. Мир, 1964. -№1.

50. Макадаме Г. Описание структуры абразивной поверхности при помощи цепей Маркова // Конструирование и технология машин. Мир, 1964. -№12.

51. Масаки М. Моделирование процесса шлифования по методу Монте-Карло. Кикай-но Кэнюо (японск) 21 №5 - 1969.

52. Маслов E.H. Теория шлифования металлов. М., Машиностроение, 1974.

53. Матюха П.Г. О погрешностях метода профилографирования при исследовании рельефа алмазных кругов // Сверхтвердые материалы. 1986. -№2. - С.42-44.

54. Матюха П.Г., Беззубенко Н.К., Иванов Н.П. Математическая модель алмазного шлифовального круга // Резание и инструмент. Респ. Меж-вед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 25 X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Ун-те. 19. С. 81 - 89.

55. Мацуи. Механизм резания абразивными зернами. Пер. с яп. Ка-кай-монкнюо, 1971,23 №12, с 1611-1616.

56. Никифоров И.П. Стохастическая модель процесса шлифования // Известия вузов. Машиностроение 2003. №6. С 64-72.

57. Новиков В.Ф. Кинетика образования режущего рельефа алмазного круга в процессе шлифования // Контактные процессы при больших пластических деформациях. X., 1982, с. 37 -43.

58. Новиков В.Ф. Расчет шероховатости шлифованной поверхности с учетом режущего рельефа алмазного круга // Резание и инструмент. Респ. Межвед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 35 X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Ун-те. 1984. С. 115 - 121.

59. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1979. -232с.

60. Новоселов Ю.К. Образование микрорельефа поверхности при чистовых процессах шлифования // Резание и инструмент. Респ. Межвед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 9 X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Унте. 1974. С. 38-46.

61. Новоселов Ю.К. Татаркин Е.Ю. Обеспечение Стабильности точности деталей при шлифовании. Саратов. Изд. Сарат. ун-та 1988 - 128с.

62. Носенко В. А Шлифование адгезионно-активных металлов.- М.: Машиностроение, 2000 262с.

63. Носов Н.В. Повышение эффективности и качества абразивных инструментов путем направленного регулирования их функциональных показателей. Дисс. докт. техн. наук Самара, 1997. - 452с.

64. Окамура К. шлифование единичным зерном// Саймицу кикай. 1961.27. N6 С. 417-420.

65. Оробинский В.М. Абразивные методы обработки и их оптимизация. М.: Машиностроение, 2000. -314с.

66. Оробинский В.М. Повышение эффективности процессов электрохимической абразивной обработки на основе применения нового абразивного инструмента, полученного пресованием ударной волной. Автореф. дис. докт. техн. наук - Куйбышев, 1992. - 52с.

67. Оробинский В.М. Прогрессивные методы шлифования и их оптимизация. Волгоград; Изд-во ВолгГТУ, 1996. - 218с.

68. Осипов А.П. К вопросу расчета сил резания единичным абразивным зерном // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы «Шлифабразив 2004» Волжский: ВИСТех, 2004. - С.111-112.

69. Осипов А.П. Методика определения параметров рабочей поверхности абразивного инструмента // Технологическое обеспечение качества машин и приборов. Сборник материалов. Пенза 2004. С. 59-61.

70. Осипов А.П. Моделирование абразивной поверхности методом суперпозиции относительных опорных кривых // Справочник. Инженерный журнал. 2005. №2. - С. 38-45.

71. Осипов А.П. Моделирование процесса правки. http://www.samgtu.nl/. 6с.

72. Осипов А.П. Оптимизация процесса шлифования на основе целенаправленного формирования рабочей поверхности абразивного инструмента. Автореф. дис. кад. техн. наук - Самара, 2999. - 28с

73. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. -Л.: изд-во ленингр. ун-та, 1981.-144с.

74. Островский В.И., Савицкая В.Г. Кинематический анализ процесса шлифования // Резание и инструмент. Респ. Межвед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 17 -X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Ун-те. 1975. С. 49 -58.

75. Островский В.И., Терехов А.Д., Савицкая В.Г. Структурная модель абразивного инструмента и кинематика шлифования // Резание и инструмент. Респ. Межвед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 21 X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Ун-те. 19. С. 25 - 30.

76. Пекленник Ж Применение корреляционной теории к процессу шлифования // Конструирование и технология машиностроения, сер. В.М., Мир, 1964, вып.2.

77. Переладов А.Б. Повышение эффективности операции шлифования путем направленного регулирования параметров рабочего слоя абразивного инструмента. Автореф. дис. канд. техн. наук - Курган, 1998. - 20с.

78. Попов С.А. Соколова J1.C. Статистические характеристики геометрии режущей поверхности абразивных инструментов. В кн.: Вероятностно-статистические основы процессов шлифования и доводки. Л. СЗПИ. -1974.-С.91-97.

79. Попов СЛ., Малевский Н.П., Терещенко Л.М. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1977.-263с.

80. Рахчеев В.Г. Управление высотой неровностей профиля поверхности при врезном шлифовании // СТИН. 1999. №10. С. 22 -23.

81. Редько С.Г. Процессы теплообразования при шлифовании металлов. Саратов, Изд-во СГУ, 1962.

82. Резников А.Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969

83. Рудзит Я.А. Статистическое моделирование шероховатости при контактировании двух поверхностей // Моделирование трения и износа: Сб. научных трудов -М.: НИИМАШ. 1970. - С. 196-203.

84. Рыбаков В.А., Дроздов О.Н. Влияние способа измельчения абразивных материалов на форму и физико-механические свойства зерен. В. сб.: Абразивы, вып.4 с. 36 М., ЦИНТИАМ, 1963.

85. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин. М.: Машиностроение. -1966. 196 с.

86. Рыжов Э.В. Основы расчета стыковых поверхностей деталей машин на контактную жесткость. М.: Машгиз. -1962.144 с.

87. Сагарда А.А Химач О.В. контактная температура и силовые зависимости при резании алмазным зерном. Синтетические алмазы. 1972. вып.2 С. 5-9.

88. Саютин Г.И., Носенко В.А. Шлифование деталей из сплавов на основе титана. М.: Машиностроение, 1987. - 80 с.

89. Соколов В.О. Сорокина Н.В. Объектно-ориентированное моделирование режущего рельефа алмазного круга // Технологическое обеспечение качества машин и приборов. Сборник материалов. Пенза: 2004. С. 151153.

90. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. - С. 320.

91. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностей деталей машин при шлифовании. -http■^//www.ostu.ш/conf/tech2002/sectl/bishutin/bishutin■html. Зс.

92. Тимофеев И.И. К расчету длины и толщины среза при шлифовании. -Изв. вузов Машиностроение, 1958, №7-8.

93. Федосеев О.Б. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса шлифования синтетическими сверхтвердыми материалами. Авто-реф. Дис. На соиск. уч. степени. Канд. техн. наук. Тбилиси, 1976.

94. Филимонов JI.H. «Стойкость шлифовальных кругов» Л., «Машиностроение», 1973.136 с.

95. Филимонов Л.Н. Высокоскоростное шлифование. Л., 1979.246с.

96. Химач О.В. О силовых зависимостях при резании единичным зерном. Синтетические алмазы. М. 1971.214с.

97. Худобин Л.В. Анализ геометрии абразивных зерен. Тр. Ульяновск. Политехи. Ин-та, вып.1, Ульяновск, Приволж.кн. изд-во,1966.

98. Хусу А. П. и др. Шероховатость поверхностей. М.: Наука, 1975.-133 с.

99. Шаталин В.А. К вопросу об определении характеристик рабочего слоя абразивного инструмента // Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструмента: Межвуз. Сб. науч. Тр. Вып. 13. Пенза: Пенз.Политех. инт-т, 1985. - С. 37 -40.

100. Шевелева Г.И., Матюха П.Г. Исследование форм единичных срезов при шлифовании. // Резание и инструмент. Респ. Межвед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 41- X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Ун-те. 1989. С. 3-8.

101. Шевелева Г.И., Матюха П.Г., Терехова Л.К. Расчет числа зерен, учавствующих в процессе шлифования // Резание и инструмент. Респ. Межвед. Темат. Научн.-техн. Сборник. Вып. 40 X.: Висща школа. Изд-во при Харьк. Ун-те. 1987. С. 25-30.

102. Шор Я.Б., Кузьмин Ф.И. Таблицы для анализа и контроля надежности. М.: Советское радио, 1968. 288 с.

103. Якимов A.B. Абразивно-алмазная обработка фасонных поверхностей. М. Машиностроение, 184. - 312 с.

104. Ямпольский Г.Я., Крагельский И.В. Исследование абразивного износа элементов пар трения качения. М., Наука, 1973.

105. А1 =(pi* Kc*Nz*pow((2* ROz), 1.12.)/ (Vu* pow(Hu,3.12.) ));

106. Dk=StrToFloat(Form8->Editl->Text); if(Tipl<0.0008){return 0;} Lyp=pow((Tfp 1 *(Dk-Tfp 1)), 1 ,/2.);X=Lyp; dx=0.05*(Lyp+Lyp); MxPl:;

107. Yzp=Tfp 1 -(pow(X,2)/Dk); if(Yzp>Tfp) { Yzp=Tfp;} Lyl=sqrt((Tfp-Yzp)*Dk); n=np(Tfp, dRp, Yzp); if(Lyl!=0){

108. A2=((3./8.)*pow((Tfp-Yzp),2.))*(X-((2./3.)*pow(X,3.)/(pow(Lyl,2.)))+ (pow(X,5.)/(5*pow(Lyl,4.)))+(fabs((8./15.)*Ly 1)));} eise A2=0;

109. A3=0; for(i=l;i<=n;i-H-)A3+=sqrt(pow((Tip-Yzp-i* dRp) ,572.0));

110. A55=pi*pi*Kc*NzHu*sqrt(Dk*ROz)*((Vk+Vu)*A3) >if (var=2) {

111. A55=pi*pi*Kc*NzHu*sqrt(Dk*ROz)*((Vk-Vu)*A3));znachenieRa=sqrt(2)*Vu*pow(Tip,3./2.)/A55; return znachenie Ra;doublefastcall Rai (double Tfp,double Vu,double

112. Vk,double ROz, double Dk,double Kc, double NzHu,double wm, double dRp,int var) {double znachenieRa,A31 ,A41;

113. A31 =0.25 *pow(Vu,4./10.)*po\v(Tfp,6./10.);if(var=l)

114. A41 =pow(Kc,4./l 0.)*pow((Vk+Vu),4./l 0.)*pow(NzHu, 4./10.);}eise A41=pow(Kc,4./10.)*pow((Vk-Vu),4./10.) *pow(NzHu,4./l 0.) *pow(Dk,2./10.)* pow(ROz,2./10.); znachenieRa=A31 / A41;return znachenieRa; }

115. Фактическая длина на прямом ходе столаlong doublefastcall FLPKONT( double Tfp 1,double1. Tfp.double Nz,double X) {double Dk,Lyp,Pkp,Ly 1 ,Lfp,Yzp,t,tl;int ij,z,k,m=0,n=0,F; МуР:;1£(Тф1<0.0008){Тф 1=0.0008;} double A1,A2,A3,A4, dRp,

116. Al=(pi*Kc*Nz*pow((2*ROz),l./2.)/(Vu*pow(Hu,3./2.)))1.p=pow((Tfp 1 *(Dk-Tfp 1)), 1 ./2.);1. Yzp=Tfpl-(pow(X,2)/Dk);1А^ггр>Тф){Угр=Тф;}1.l=sqrt(^-Yzp)*Dk); //if(Lyl=0)Lyl=0.000001; n=njp(Tfp, dR, dRp, Yzp);if(Lyl!=0){

117. A2=((3 ./S.)*po\v((Tfp-Yzp),2.))*(X-((2./3.)*pow(X,3.)/(pow(Lyl,2.)))+ (pow(X,5.)/(5*pow(Lyl,4.)))+(fabs(C8./15.)*Lyl))); } else A2=0;

118. A3=0;for(i=l ;i<=n;i++) A3 +=sqrt(pow((Tfip-Yzp-i*dRp),5 ./2.));1. Pkp=exp(

119. H =(B-A); // if (H<0) return 0; S=FLPKONT(Tfpl ,Tfp,Nz,A); S=S+FLPKONT(Tfp 1 ,Tfp,Nz,B);while(fabs((S3-S2)/15.0)>El) {

120. S3=S2;H=H/2; S1=0; X1=A+H;while(Xl<B && H>0) {

121. Sl=Sl+2*FLPKONT(Tfpl,Tfp,Nz,Xl);1. X1=X1+2*H; }1. S=S+S1;1. S2=(S+Sl)*H/3; }return S2;вычисление переходной вероятности при скалыванииdoublefastcall Veibull( double x, double Vbl)double b, m,ml, d;

122. Vbl=sigm*3.0; mm=glubin-Vbl; if (mm<0) mm=0; if (par=l) {A=(xn);B=(xk);} if (par==2) {A=(xn-mm )*1000;B=(xk-mm)*1000; return Veibull( (B+A)/2., Vbl);1. S2=l; S3=2;

123. H =(B-A); //if (H<0) return 0; S=Fg(A, sigm, a, par, Vbl); S=S+Fg(B, sigm, a, par, Vbl);while(fabs((S3-S2)/15.0)>E 1) {

124. S3=S2;H=H/2; S1=0; X1=A+H;while(Xl<B && H>0) {

125. A=0; B=sila; S2=l; S3=2; H =(B-A); S=Fgl(A,0); S=S+Fgl(B,0);while(fabs((S3-S2)/15.0)>El) {

126. S3=S2;H=H/2; S1=0; X1=A+H;while(Xl<B && H>0)1. S1 =S 1 +2*Fgl (X1,0);1. X1=X1+2*H; }1. S=S+S1;

127. S2=(S+Sl)*H/3; } return S2;-вычисление разрушения зерен в результате вырывания и скалыванияlong double fastcall Wrwnie(long double sila) {int yy;double A,B,H,El=pow(10,(-7)),S, SI, S2, S3, X1=0, X2;1. A=0; B=sila;1. S2=l; S3 =2;

128. H =(B-A); S=Fgl(A,l); S=S+Fgl(B,l);while(fabs((S3-S2)/15.0)>El) {

129. S3=S2;H=H/2; S1=0; X1=A+H;while(Xl<B && H>0) {

130. Sl=Sl+2*Fgl(Xl,l); X1=X1+2*H; x1. S=S+S1;

131. S2=(S+Sl)*H/3; } return S2;--------------------------------------------------------------

132. Forml 7->Visible=true; Forml 7->FormStyle=fsStayOnTop; Form 17->Edit 1 ->Тех1="Введите пароль"; return; }long double sig,ub 1 ,unl ,Tfp,Tfo; double silaSchlifovanR;

133. WerSk,WerWrwnie,ho,dhl,dh2,dhcp2,no>skalnizz,skalwe rhh,noscal, NZl,kpr,Wo,Wp,noscal 1 ,istrrr,wirwwrrr,istrrrl,ne, neper, nwir,u,Nio,Dlin akontakta,

134. Dlinakontaktaobr,Hr)Hro,dRpsec,dRosec,hobr,delt aRko,deltaRkp,ubb,ubn,Pkcp,a3,a31 ,Pzl ,Pz2,Pz,p 1 ,p2,dR,dRp,dRo,izn ost,iznosto,vremjas,dlinadetali,deltaRkr, cisloK,cisloKo,L 1 ,L2, vremj aso,krk,

135. Tfp=Tfp-dRo+Wp; Рогт8-^1134->Тех1=Р1оаПо8й-(Тф); Form8->Edit59->Text=FloatToStr(Tfo);

136. Forш8->Edit56->Text=FloatToStг(dRp);

137. Foпn8->Edit57->Text=FIoatToStr(dRo);1Л=РасОДТф,Тф,№);1. Ь2=РасИЛо(ТГо,ТГр,№);кгк=Ы/Ь2;deltaRko=deltaRkp/(kгk);deltaRkr=deltaRko+deltaRkp;

138. Form8->Edit6->Text=FloatToStr(deltaRkp);

139. Form8->Edit27->Text=FloatToStr(deltaRko);

140. Рогт8-^к23->Тех1=Р1оаПо51г(Ы);

141. Рогт8->Е&124->Тех1=Р1оа1То8й-(Ь2);--------Время шлифования----------------------------угеггуа5^1та^е1аН/Уи;---------Число оборотов круга за один проход—с1з1оК=1000*\тепуаз*(Ук)/3.141592654/Бк;а51оКо=1000*угепуа5*(Ук)/3.141592654/Е>к;

142. Form8->Edit9->Text=FloatToStr(ho);

143. Form8->Edit66->Text=FloatToStr(hobr);ho=StrToFloat(Form8->Edit9->Text);-------Подача круга на прямом и обратном проходахdRpsec=dRp/vremjas;dRosec=dRo/vremjas;

144. Form8->Edit30->Text=FloatToStr(dRpsec);

145. Form8->Edit31->Text=FloatToStr(dRosec);1. Hr=Tfp-dRp;1. Hro=Tfo-dRo;

146. Form8->Edit3 5->Text=FloatToStr(Hr); Form8->Edit60->Text=FloatToStr(Hro); urovenzub=StrToFloat(Form8->Editl07->Text); nsl=Tfp/(Nio*dhp); jjj=nsl;

147. Form8->Editl 01 ->Text=FloatToStr(nsl);

148. Chart 1 ->Series0.->AddX Yi+1 )*(Nio*dhp* 1000)),no); // (i*(Nio*dhp*1000))

149. Chartl ->Series0.->AddXY (i,no); // Chart 17->Series [0] -> AddX Y (i,no);u+=no;

150. Chart2->Series0.->AddXY (i,u); if (i=(nsl-l)) {FormS->Editl2

151. Pkmatlbprj ambin.txt",ios::binary|ios::in|ios::out|i os::trunc);fstream LFmatlbfileio1.matlbprjambin.txt",ios::binary|ios::in|ios::out|i os::trunc);fstream Pkomatlbfileio

152. Pkomatlbobrbin.txt",ios::binary|ios::in|ios::out|io s::trunc);fstream LFomatlbfile io1.omatlbobrbin.txt",ios::binary|ios::inios::out|io s::trunc);fstream Amatlbfileio

153. Amatlbprjambin.tet",ios::binary|ios::in|ios::out|i os::trunc);fstream Bmatlbfileio

154. Bmatlbprj ambin.txt", ios::binary|ios::in|ios::out|i os::trunc);fstream CmatlbfiIeio

155. Cmatlbprj ambin.txt", ios::binary|ios::in|ios::out|i os::trunc);fstream Aomatlbfileio

156. Aomatlbobrbin.txt",ios::binary|ios::in|ios::out|ios::tr unc);fstream Bomatlbfileio

157. Bomatlbobrbin.txt",ios: :binary|ios:: in. ios: :out| ios: :tr unc);fstream Comatlbfileio

158. Comatlbobrbin.txt")ios::binary|ios::in.ios::out|ios::trunc);1. Hu=Tfp;

159. Chart9->Series0.->AddXY (k,Tfp); Form8->Editl 08

160. Rs«R<<endl;Rsy«Py«endl;Rsz«Pz«endl; Chart 11->Series 1 .-> AddX Y (i*(Nio*dhp)*1000.0,Py);

161. Chartl 1 ->Series0.->AddX Y (i*(Nio*dhp)* 1000.0,Pz); WerSk=Scal(R);1. G1 =Wrwnie(R);

162. Cmatlbfileio.write((char*)&C, sizeof(C));if(C<=0){C=0;} Chartl 0->Series0.->AddXY (i*(Nio*dhp)* 1000.0,A); Ap«A«endl;

163. WerWrwnie=(G 1 -WerSk)/( 1 .O-WerSk); if(WerWrwnie<=0) {WerWrwnie=0;WerSk=G 1 ;} A=Wer Wrwnie * ( 1 -(WerWrwnie*WerSk/(WerWrwnie+WerSk))); Aomatlbflleio.write((char*)&A, sizeof(A));

164. B=WerSk*(l-(WerWrwnie*WerSk/(WerWrwnie+WerSk))); Bomatlbfileio.write((char*)&B, sizeof(B));1. C=l-A-B;

165. Comatlbfileio.write((char*)&C, sizeofÇC));if(C<=0){C=0;} Chart3^>Series0.^>AddXY (i,A); Chart3 ->Series[ 1 ]->AddX Y (i,B);

166. Nz=u;Chart27->Series0.->AddXY(pro,Nz); if(pro==0)

167. Tfp=StrToFIoat(Form8->Edit70->Text); dRp=deltaR(T^>, Vu, Vk, Nz, Dk, ROz, Kc, 1); dRo=dRp * ( 1 -kpr)/kpr; Wp=dRp; Wo=dRo;1. Tfo=Tfp-dRp+Wo;if(pro>0) {

168. Tfp=FactTfi 1 (dRp, Vu, Vk, NZl,Dk, ROz, Kc,i);dRp=deltaR(Tfp, Vu, Vk, Nz, Dk, ROz, Kc, 1); dRo=dRp*(l-kpr)/kpr; Tfp=Tfo-dRo+Wp; // Tfo=Tfp-dRp+Wo;

169. Chart9->Series0.->AddXY (pro,Tip);

170. Bmatlbfileio.seekg(kal * sizeof(B)); Bmatlbfileio.read((char*)&B, sizeof(B));1.1. Amatlbfileio. eof();1. Amatlbfileio.seekp(0);kal=i;

171. Amatlbfileio.seekg(kal * sizeof(A)); AmatlbfiIeio.read((char*)&A, sizeof(A));1. Cmatlbfileio.eof();

172. Cmatlbfileio. seekp(O) ; kal=i;

173. Cmatlbfileio.seekg(kal * sizeof(C)); Cmatlbffleio.read((char*)&C, sizcoflC));zerno.seekg(0);ifstream zernol("zema.txt",ios::binary|ios::in);zerno l.seekg(O);kal=i;zernol.seekg(kal* sizeof(no)); zerno 1 ,read((char*)&pel, sizeof(no)); no=pel;

174. СЬаП2->Бепе51.->Аас1ХУ 0,и); ¡Щ==НисЬ){

175. Рогт8->ЕсШ68->ТехГ=Р1оа1То8й-(Ыг); тахпегоупоБШ=Тф-ёКр; Рогт8->Е(1й19->Тех1=Р1оа1То81г(тахпегоупо51Н); wш=rnaxnerovnostH/2.0; ¡А(с1Яр<\ут){зсего11уа1:оз1;11а=11а (Тф,ТГо,Уи,УкДОг,Ок,Кс,Кг,\ут,с111р,с111о,Тф)1);

176. Рогш8->Е(1Ь119->Тех1=Р1оа1То8(г(>1г); Ропп8->ЕсШ0->Тех1=Р1оа1То81г( 1); 11аШе«8сего11уаи)з111а«епс11; СЬаги2->8епез0.->Ас1<1ХУ (рго.яссгоЬуаЮв^Ка);

177. С11аП14->8епез0.->АсИХУ (рго,11тах1(Тф,Уи,Ук,тахпег0УП08Щ,Ок,с11та1,№

178. СЬагг17->8епе80.->Аас1ХУ (рго.ЩТф.Уи.УкДОг^кДс.НгЛ));

179. СЬаП13->8епе$0.->Ас1с1ХУ (рго.Яг 1 (Тф, Уи, Ук,тахпего упо8Ш,Ок,сШпа1,№, 1»;

180. КгШе«Кг 1 (Тф, Уи, Ук,тахпего\'по51Н,Бк,«11та 1,№,1)«епс11;

181. НтахШе<<Ктах1(Тф,Уи,Ук,тахпего\тю81Н,Ок> <Пта1,№,1)«епс11;

182. НШе«Н(Тф,Уи, Ук ДОг,Ок,Кс,№,1 )«епс11;1. Ше«№«еп<1Ц01аП16->5епе80.->А(1с1ХУ (рго,№); N21=^; }

183. А<111р>=л\тт1){ 5сегоЬуа1о51Ка=Яа1(Т1"рЛ'иЛ'кДЮ2,Ок,Кс,Ыг,>л'111с1кР>1);

184. Рогт8->ЕсШ20->Тех1=Р1оаао81г(2); СЬаП12->8епе80.->Ас1с1ХУ (рго,зсегоЬуа1озг11а);

185. СЬаП 14->8епе80.->А<1с1ХУ (рго.Ктах 1 (Тф, Уи, Ук,тахпегоупо8Ш,Ок,с11та1, Тф,1));

186. СЬаШ 7->8епез0.->Ас1с1ХУ (рго,Н(Тф,Уи,УкДОг,Ок,Кс,№, 1 ));

187. СЬаЛ 13 ->8епез 0. -> Ас!с1Х У (рго,Кг1(Тф,Уи,Ук,тахпегоупо5Ш,Вк,сШпа1,№, 1));

188. КаП1е«5сегоЬ\'а1:о5М1а<<епс11; КгП1е«К21 (Тф, Уи, Ук,тахпегоупозШ,Ок,сШпа 1,№,1)«еп(11;

189. ЯтахГ1е«Я т ах 1 (Тф, Уи, Ук,тахпегоупо5Ш,Ок, сШпа1,№,1)«епсП;

190. НШе«Н(Тф,Уи,УкДОг,Бк,Кс,№, 1 )«епс11; Nzflle«Nz«endl;

191. СЬаЛ16->8епез0.->Аёс1ХУ (рго,№); N21=^; }1. Рогт8->ЕсШ17

192. Тех1=Р1оа1:То81г(11г 1 (Тф, Уи, Ук.тах^егоупозМ, Ок,сШпа1,№,1));1. Рогт8->Е«Ш8

193. Тех1=Р1оа1То81г(Ятах 1 (Тф, Уи, Ук,тахпегоупо8Ш,В к,а1та1,Мг,1));

194. Рогт8->Еа1И6->Тех1=Р1оа1То81г(5сего11Уа1о51Ка); }

195. КОНЕЦ РАСЧЕТА ПРЯМОГО ХОДА СТОЛА