автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Совершенствование процесса шлифования титановых сплавов прерывистыми кругами на базе математического моделирования механики и теплофизики процесса

На правах рукописи

СТАРШЕВ ДЕНИС ВЛАДИМИРОВИЧ

УДК 621. 923

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПРЕРЫВИСТЫМИ КРУГАМИ НА БАЗЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИКИ И ТЕПЛОФИЗИКИ ПРОЦЕССА

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск-2006 / ьл ^ 444 - </г?с{

Работа выполнена на кафедре «Производство механизмов и машин» Ижевского государственного технического университета (ИжГТУ)

Научный руководитель — доктор технических наук

Репко Александр Валентинович

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор

Свирщев Валентин Иванович - кандидат технических наук Мурзин Юрий Павлович

Ведущая организация - ФГУП «Боткинский завод», г. Воткинск

Защита состоится 5 октября 2006 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.02 в Ижевском государственном техническом университете по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая 7, ИжГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета.

Автореферат разослан "14" августа 2006 г.

Ученый секретарь диссертациацдого с доктор технических наук, профессор,

•Беневоленский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертационной работе поставлена актуальная научная задача, состоящая в создании научных основ шлифования прерывистыми алмазными кругами на металлической связке с целью повышения стойкости инструмента при обработке шлифованием заготовок из титановых сплавов. Основными задачами диссертации являются: определение технологических возможностей прерывистых шлифовальных кругов, а также обоснование и предложение требований к прерывистым кругам на основе особенностей их взаимодействия с потоком смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС).

Актуальность темы. Благодаря уникальным комплексам физических, химических и механических свойств, титановые сплавы широко используются в авиационной, ракетной и космической технике, а также машиностроении, металлургии, нефтяной и газовой промышленностях, в том числе для изготовления ответственных деталей, к качеству поверхностей которых предъявляются высокие технические требования.

Наиболее распространенным методом окончательной обработки таких деталей является шлифование, которое, обеспечивая высокую точность изготовления, часто вызывает на шлифуемых поверхностях появление тепловых дефектов, снижающих эксплуатационные свойства деталей.

Адгезия, диффузия и химическое взаимодействие обрабатываемого и инструментального материалов приводят к нерациональному использованию ресурса шлифовальных кругов и ухудшению качества поверхностного слоя обрабатываемой заготовки.

В процессе обработки титановых сплавов период стойкости кругов уменьшается в 15-К20 раз, по сравнению со шлифованием конструкционных сталей, а затраты времени, связанные с правкой, доходят до 60-^70% от общих затрат на операцию. Износ рабочей части абразивных кругов при правке составляет 6СИ-95% от общего износа. Коэффициент полезного использования абразивных кругов очень низок: 0,05-Ю,5.

В связи с этим разработка научных основ шлифования прерывистыми алмазными кругами на базе новых технических решений представляет актуальную научно-техническую проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение.

Цель работы. Повышение периода стойкости алмазных шлифовальных кругов на металлической связке, а также обеспечение отсутствия тепловых дефектов на обрабатываемых поверхностях при шлифовании заготовок из титановых сплавов за счет подачи СОТС непосредственно в зону резания через впадины на рабочей поверхности прерывистого шлифовального круга.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Определены технологические возможности прерывистого алмазного круга, а также возможные пути оптимизации режимов обработки на основе рассмотрения формирования среза единичным зерном.

2. Разработана механическая модель шлифования прерывистым кругом, на основании которой установлена зависимость силы резания единичным зерном от режимов резания с учетом силы трения, позволяющая определять оптимальную зернистость инструмента на металлической связке, обеспечивающую работу зерен без механического разрушения и вырывания из связки.

3. Уточнены параметры алмазного инструмента с прерывистой поверхностью, обеспечивающего подачу СОТС в зону резания через впадины при заданном расходе СОТС и скорости вращения круга.

4. Усовершенствована существующая теплофизическая модель шлифования прерывистыми кругами на основе рассмотрения в качестве тепловых источников зерна, работающие в условиях износа, позволяющая определить длины выступов и впадин на поверхности круга, обеспечивающие требуемое качество обрабатываемой поверхности. Для определения степени точности теоретического моделирования реальных процессов, происходящих при резании, проведены экспериментальные исследования алмазного шлифования титановых сплавов прерывистыми кругами.

5. Разработан алгоритм и методика выбора оптимальных режимов резания и характеристик прерывистого круга при шлифовании титановых сплавов.

6. Проведены опытно-промышленные испытания предложенных разработок и осуществлено их внедрение в действующее производство.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории шлифования, теплофизики процесса резания, теории математического моделирования, технической и теоретической гидродинамики, теории многокритериальной оптимизации, аналитических методов и средств вычислительной техники, математического анализа и интегрального исчисления.

Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных автором и стандартных методик в лабораторных и производственных условиях на специально разработанных и изготовленных установках и модернизированных станках с использованием современной контрольно-измерительной аппаратуры с применением методов математической статистики и планирования экспериментов.

На защиту выносятся: результаты теоретических и экспериментальных исследований в области повышения эффективности шлифования титановых сплавов за счет применения прерывистых алмазных кругов, обеспечивающих подачу СОТС в зону резания и разработанные на

базе этих исследований рекомендации для внедрения результатов в промышленность.

Научная новизна. 1. Впервые для инструмента с прерывистой рабочей поверхностью разработаны математические модели, описывающие процесс шлифования с подачей СОТС непосредственно в зону резания, позволяющие определять оптимальные геометрические характеристики круга и выбирать рациональные режимы резания.

2. Получены зависимости распределения тепловых потоков в процессе резания прерывистым кругом, позволяющие оптимизировать выходные параметры тепловых процессов за счет изменения режимов резания и характеристик круга.

3. Проведены экспериментальные исследования по определению давления в зоне резания, в результате которых получена картина распределения давления СОТС в любой точке на поверхности обрабатываемой заготовки в процессе шлифования прерывистыми кругами, позволяющая регулировать характер движения СОТС в зоне резания (участки разрежения и повышенного давления) и ее количество, проходящее через зону обработки.

Практическая ценность. Разработана методика выбора характеристик прерывистого круга для плоского периферийного шлифования, обеспечивающая оптимизацию протекающих в зоне резания процессов и требуемое качество обработанной поверхности.

На основе выполненных теоретических и экспериментальных-исследований шлифования прерывистыми алмазными кругами достигнуто:

- увеличение периода стойкости алмазного инструмента » в 10 раз за счет снижения температуры в зоне резания;

- улучшение показателей качества обработанных поверхностей деталей из титановых сплавов по глубине распространения прижогов;

- повышение производительности при обеспечении требуемой шероховатости.

Разработанные на основе проведенных исследований рекомендации и технологическое оснащение внедрены в технологические операции шлифования на ФГУП ГПО «Боткинский завод» г. Воткинск. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения в среднем составит 112 тыс. руб. в расчете на один станок.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах, в том числе международных и республиканских (Ижевск — 2003, Воткинск - 2003, Волгоград, Волжский - 2003, 2004).

В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр «Производство механизмов и машин» ИжГТУ и

«Технология машиностроения и приборостроения» Боткинского филиала ИжГТУ в 2006 году.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 работ (статей) в центральной печати, в том числе две статьи в журналах, включенных в перечень ВАК - «Экономика и производство», «Вестник ИжГТУ».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 147 страниц машинописного текста, 56 рисунков, 15 таблиц, 112 наименований литературы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирован объект и предмет исследования, обоснована актуальность темы и изложена краткая характеристика работы; показана научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения о реализации и апробации основных положений диссертации.

Глава 1 посвящена анализу современного состояния проблемы обеспечения бесприжогового шлифования титановых сплавов и формированию задач, решение которых необходимо для достижения поставленной цели работы.

На основании анализа и обобщения работ, выполненных ведущими учеными и специалистами в области исследований процессов плоского периферийного шлифования титановых сплавов, показаны технологические предпосылки повышения стабильности и качества обработки при шлифовании, рассмотрены факторы, ограничивающие производительность и пути повышения эффективности обработки.

При рассмотрении теоретических вопросов установлено, что в подавляющем большинстве работ исследования влияния различных факторов на процессы, происходящие в зоне резания при шлифовании, проводятся экспериментальными методами. Затем, на основе полученных экспериментальных зависимостей выводятся эмпирические формулы, использование которых для практических расчетов крайне ограничено, так как любое отступление от условий, в которых был проведен эксперимент, приводит к существенным ошибкам. Этот факт подтверждается общеизвестным многообразием эмпирических формул для одного и того же процесса.

На основе обзора и анализа существующих методов борьбы с теплонапряженностью процесса шлифования установлено, что наиболее эффективным и весьма перспективным способом является применение СОТС, подача, которой, осуществляется непосредственно в зону резания через поры, каналы перфорированного инструмента или впадины

прерывистого круга. Одновременно выявлено, что прерывистые круги более технологичны в изготовлении по сравнению с перфорированными кругами и позволяют наиболее рационально использовать СОТС. Тем не менее, имеющиеся сведения о конструкции прерывистого инструмента и методах его проектирования не учитывают особенностей его взаимодействия с потоком СОТС; мало уделено внимания математическому моделированию контактных процессов, происходящих в зоне шлифования.

В заключение первой главы, на основании анализа состояния проблемы и выбранного направления исследований, сформулированы цель работы и задачи исследований.

Во второй главе рассмотрены теоретические вопросы процесса плоского периферийного шлифования, как сложной системы взаимодействия прерывистого шлифовального круга, СОТС и обрабатываемой заготовки.

Представлены математические модели механических, гидродинамических и теплофизических процессов, происходящих при шлифовании прерывистым кругом.

Рассмотрена связь геометрических и кинематических параметров процесса плоского шлифования, на основании которой определены параметры срезаемого слоя зернами прерывистого круга. Схема снятия стружки построена на допущении, что за счет наличия впадин на поверхности круга среднее расстояние между режущими зернами соседних выступов 1р

Рис. 1. Схема микрорезания прерывистым кругом при встречной (а) и

попутной (б) подаче заготовки В результате математических операций получены теоретические взаимосвязи геометрических характеристик круга и режимов резания, позволяющие решать задачи оптимизации критериев максимальной производительности шлифования прерывистыми кругами:

'"> '" = а-1-с1„ .„„ -к—»тах (1)

и требуемого качества обрабатываемой поверхности по шероховатости:

R^Rb-jR/-

г,

ik^c-1 (2)

2-K* '

где VaKp - скорость вращения круга, V„ — скорость подачи заготовки, t -глубина резания, В - ширина шлифовального круга, 1ср, хср — длина и толщина среза, d„ — диаметр площадки износа задней поверхности зерна, пр -количество режущих зерен на поверхности круга, п - частота вращения круга, а - средняя величина вылета зерна из связки, / - среднее расстояние между соседними зернами, R- эквивалентный радиус фактической дуги контакта круга с заготовкой,

1,59-10'5 ■ Na* (3)

'Р , .2 +'»

(31-с)> •/?„

- среднее расстояние между режущими зернами соседних выступов, Na — зернистость алмазных зерен, /„ — длина впадины, С - номер структуры, h„ — величина износа зерен круга.

Полученные зависимости позволяют для конкретных режимов обработки определять оптимальные параметры прерывистого шлифовального круга по зернистости и структуре, являющиеся основным показателем работоспособности инструмента:

а = 0,3-10-3 ¡Rl-2-^-^-p.R<rt-t

V

окр

v

т окр

\2

(4)

где Ма — зернистость алмазного порошка (размер ячейки нижнего сита).

На основании разработанной механической модели решается задача оптимизации критерия силового воздействия со стороны обрабатываемого материала на алмазное зерно прерывистого круга с учетом сил трения:

'Гд Ч .^ + -^-1 + '5'1ПГ (5)

б1п^ " &тв) собу — бш^ —

где к _]+ || | - коэффициент динамичности;g = ^а'КР

деформация стружки при статическом приложении нагрузки р^, /л -коэффициент трения скольжения алмазного зерна по материалу заготовки, р — контактное давление, хСЛ1 - толщина сминаемого слоя, у- передний угол зерна, <р - безразмерный коэффициент (справочная величина); Е, ти - свойства обрабатываемого материала, 9 - угол сдвига.

Данная зависимость при выполнении условий:

Р„ = 0,012 • Na ■ (2 • С + 1,5 • Гу -1 з) > Р.л

Р.., <

л ■ [<т„ ]• (ю'3 • 32-(0,3-10"3 ■ Ма)

4

где Р„ - сила удержания зерна связкой, Ту — условный номер твердости, о;, - предел прочности алмаза при изгибе; позволяет определить оптимальную зернистость инструмента при заданных режимах шлифования прерывистым кругом, обеспечивающую надежную работу круга - без механического разрушения и вырывания из связки зерен.

Разработанная гидродинамическая модель решает задачу оптимизации критерия подачи СОТС в зону резания при прерывистом

шлифовании:

^COir = Q tp -

(7)

Д eos a) ^'„,-cosa

где R — радиус шлифовального круга, п„ -число выступов (впадин) на поверхности круга, а - угол наклона впадин к оси шпинделя, g _ 30-а .

Re -Ja

толщина пограничного слоя на поверхности круга, Q - расход СОТС через подающее сопло, П - объем, занимаемый во впадине парогазовыми

пузырьками; Re - число Рейнольдса, Я - коэффициент гидравлического

трения; q _ ' ' ' ^ - количество СОТС переходящей в пар с

Срв ' (7\ил — Т„ач ) ' РсОГС площадки резания, ак - коэффициент теплоотдачи от нагретой поверхности в кипящую жидкость, Т„р - температура возникновения прижогов, Cps -удельная теплоемкость СОТС, Тки„ - температура кипения СОТС, Т„ач -температура подаваемой СОТС, рсотс ~ плотность СОТС.

Представлены зависимости оптимальных параметров глубины и длины впадин от заданной скорости резания, характеристики круга и подачи СОТС, обеспечивающих гарантированный подвод охлаждающей среды в зону контакта круга с заготовкой: ^ _ Q (8)

Длина впадины, для обеспечения наличия в ней СОТС, должна быть более длины кавитационной каверны 1К, зависящей от размеров зерна и числа кавитации (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость относительных размеров 1/Ь и Ьк/Ь от числа кавитациисг Теплофизическая модель шлифования прерывистыми кругами

позволяет решать задачи бесприжогового шлифования

К — т

оптимизации

следующих

—---- —>!ШП

критериев:

(9)

(10)

2

и критической температуры зерна

„ 2-ч,-У^Т Д7

л, ■ V п у ^ тр

где дд, - плотность теплового потока, уходящего в заготовку и зерно

соответственно; а>0, а., - коэффициент температуропроводности материала заготовки и зерна; Ла, Л, - коэффициент теплопроводности заготовки и зерна.

Теплофизическая модель дополняет механическую и гидродинамическую модели шлифования, то есть объединяет все в единую модель. При ее составлении за основу были приняты следующие положения:

1. Большая часть механической энергии превращается в тепловую.

2. Тепло создается поверхностными и внутренними источниками рис.

3.

Рис. 3. Схема движения тепловых потоков

1,2- теплота деформации; 3, 4, 5, 6, 7, 8 - количество теплоты, возникающей в результате трения: 9, 10, II - итоговые потоки теплоты, уходящие в стружку, инструмент и заготовку

соответственно

3. Каждый источник имеет свои индивидуальные характеристики: мощность, распределение во времени и пространстве, относительную скорость движения.

4. Длина контакта и скорость движения источника определяют время его действия.

5. Условия распределения теплоты в контактирующих объектах непостоянны, температурное.поле нестационарное.

Согласно методу источников тепла получены теоретические зависимости, позволяющие определить температуры на передней и задней поверхностях зерна, в плоскости сдвига, на обработанной поверхности и поверхности резания, а также температуру стружки с учетом деформационных процессов и процессов трения, происходящих в зоне обработки.

Так, например, за счет деформации, стружка нагревается до

температуры:

Р '

Д Т. =

V V-Р

2 2-^4

(П)

ч>

где V - коэффициент Пуассона; ¡} - коэффициент объемного расширения.

Это позволяет получить уравнения, описывающие распределение тепловых потоков между стружкой, деталью и инструментом при прерывистом шлифовании.

Одной из основных особенностей прерывистого шлифовального круга является то, что он позволяет управлять температурой в зоне резания при заданных режимах обработки. В результате теоретических исследований тепловых процессов получены зависимости по определению оптимальных длин выступов и впадин с учетом конвективного теплообмена с охлаждающей средой, обеспечивающих шлифование без возникновения прижогов и других тепловых дефектов, с требуемой производительностью.

Длина выступа на поверхности прерывистого круга должна составлять: т2 .-л-.у

I = "'' ' ' ":р I (12)

б 2 , ' р ^ * 1„ ■ «К, ■

Длина впадины:

I = ' уур (13)

где <2Ю,, — количество теплоты, уходящей в заготовку за время прохождения выступа через единицу площади.

На базе объединенной модели шлифования, но с условием, что радиус круга и параметры выступов и впадин - переменные величины, получены теоретические зависимости, позволяющие определять оптимальные параметры прерывистого круга для финишной обработки плоских поверхностей заготовок из титановых сплавов.

Возможно получение моделей двух видов, которые могут отличаться основными элементами — переменными величинами, оптимальные значения которых необходимо найти в процессе решения модели.

.В модели первого вида переменными являются основные геометрические параметры и характеристики прерывистого шлифовального круга, а параметрами - постоянными величинами, определенные опытным путем рациональные режимы резания и расход СОТС.

Решение такой модели позволяет получить оптимальную конструкцию прерывистого шлифовального круга, обеспечивающего выполнение требуемых критериев оптимальности, например, производительности, высоты микронеровностей обрабатываемой поверхности детали и т.д.

В модели второго вида переменными являются режимы резания, а параметрами — геометрические размеры шлифовального круга.

Реализация такой модели позволяет получить оптимальные значения режимов резания и расхода СОТС, обеспечивающие получение требуемых значений критериев оптимальности.

На основании результатов моделирования и описания процесса стружкообразования, а также гидродинамических и тепловых явлений в зоне резания при прерывистом шлифовании получены аналитические выражения для их оптимизации, являющиеся основой для стабильного обеспечения качества и производительности при шлифовании, выбора характеристик и основных параметров прерывистого инструмента при периферийной обработке титановых сплавов.

В третьей главе изложена методика экспериментальных исследований работоспособности прерывистых кругов и их технологической эффективности при плоском периферийном шлифовании заготовок из титановых сплавов, включающая состав опытов, статистическую и метрологическую оценку полученных экспериментальных данных.

Оценку эффективности прерывистого шлифовального круга по сравнению со сплошным кругом проводили на экспериментальных установках, смонтированных на базе заточного станка ЗЕ642Е.

Исследования проводили при шлифовании заготовок размерами 20x10x30 из склонных к прижогообразованию титановых сплавов ВТб и ВТ14. Режимами шлифования варьировали в следующих пределах: окружная скорость круга Уикр - от 7 до 26,2 м/с; глубина шлифования / — от 5 до 15 мкм, скорость продольной подачи заготовки У„ — до 3 м/мин (бесступенчатое регулирование). Для шлифования использовали сплошные круги АПП 125x10x5x32 с характеристиками АС6 200/160 А1 100 М1, а также прерывистые круги тех же характеристик с впадинами на периферии, расположенными под углом, обеспечивающим постоянную площадь контакта в зоне резания для снижения динамических нагрузок. Варьировали параметрами выступов и впадин, а также расходом СОТС от 5 до 20 л/мин.

Критериями оценки технологической эффективности плоского периферийного шлифования титановых сплавов прерывистыми кругами являлись: период стойкости инструмента до появления прижогов, мин; размерный износ круга; режущая способность (размеры . стружки, производительность); гидродинамическое давление в зоне резания; составляющие силы шлифования (Ру, Р,), шероховатость шлифованной поверхности; наличие прижогов на обработанных поверхностях; температура в зоне резания.

Представлены результаты экспериментальных исследований технологических возможностей и эффективности процесса плоского периферийного шлифования титановых сплавов прерывистыми кругами, практические рекомендации по использованию результатов исследований в производстве.

Исследования преследовали цель проверки и подтверждения полученных теоретических результатов по оптимизации силовых и температурных характеристик процесса, шероховатости поверхности при шлифовании прерывистым кругом, а также выявление эффективности его применения для повышения производительности шлифования и улучшения геометрических показателей качества поверхностного слоя деталей.

Постановка и результаты исследований оценивались в соответствии с законами теории эксперимента и обрабатывались с использованием методов математической статистики.

Анализ экспериментальных данных по форме и размерам стружки (рис. 4) свидетельствует о том, что при работе прерывистым кругом наблюдается преимущественно запятообразная стружка скалывания, причем ее параметры более чем в 2 раза превышают параметры стружки, полученной кругом сплошной конфигурации, которая имеет преимущественно порошкообразный вид._

а б

Рис. 4. Фото стружки при работе: а - сплошным кругом, б — прерывистым кругом Это свидетельствует о том, что при резании прерывистым кругом стружкой уносится большее количество теплоты из зоны обработки по сравнению с работой сплошным кругом, следовательно, уменьшается тепловое воздействие на обрабатываемую поверхность.

Так при шлифовании сплошным кругом титанового сплава ВТ ¡4 на режимах: 1=5 мкм, Уикр= 17,74 м/с, У„= 1 м/мин на обработанной поверхности наблюдается возникновение прижогов (рис. 5а). Шлифование прерывистыми кругами позволяет работать с глубиной резания 15мкм при прочих равных условиях, без образования прижогов и с обеспечением требуемой шероховатости поверхности (рис. 56).

тт:

1 ч ,

-Л

"г

а б

Рис. 5. Качество поверхности после шлифования: а — сплошным кругом, б — прерывистым кругом В результате исследования рабочей поверхности круга (рис. 6) было установлено, что под действием высоких температур в зоне резания при работе сплошным кругом, происходит засаливание его режущих зерен, что приводит к снижению технологических возможностей круга.

Стружка

Зерно

Зерно

а б

Рис. б. Поверхность зерен при обработке титановых сплавов: а — сплошного круга, б — прерывистого круга Зерна прерывистого круга дольше сохраняют свои режущие свойства и выходят из строя преимущественно в результате износа, либо сколов и вырывания из связки.

Прерывистый шлифовальный круг обеспечивает подачу СОТС по всей площадке контакта и в значительно большем количестве по сравнению со сплошным кругом. По этой причине снижение тегтлонапряженности процесса максимально и наиболее равномерно по ширине контакта (отсутствуют зоны резкого повышения давления) по сравнению с работой перфорированным кругом (рис. 7).

I к мм

0 12 3 —■—Прерывистый

4 5 6 *—Сплошной

7 8 9 10 1— Перфорированный

Рис. 7. Распределение гидродинамического давления по ширине круга Анализ экспериментальных данных по силам резания показал, что при работе прерывистыми кругами составляющие силы резания уменьшаются за счет снижения количества одновременно участвующих в зоне резания зерен, а также за счет снижения сил трения между зерном и заготовкой в результате смазочного эффекта СОТС (рис. 8).

'Прерывистый расч.

- Сп.юичюп ЗА'Спир.

@С07Х>

20 л/мин

- Прерывисты!» лктер.

Рис. 8. Влияние расхода СОТС па Р: При исследовании температуры в зоне резания было установлено, что подобранные параметры прерывистого круга обеспечивают оптимизацию температурных характеристик процесса шлифования за счет подачи значительного объема СОТС в зону резания через впадины на круге (рис. 9).

Т, "С

1200 -------------,----------------

юоо 4---------1-------

800 и.............,......-.......

20 л/мин

П/>е/}ькв1стын эксн.

Рис. 9. Влияние расхода СОТС на температуру в зоне резания

Максимальное значение контактной температуры не превышает предела по прижогообразованию (400 °С), сохраняя при этом неизменным физико-механическое состояние поверхностного слоя шлифуемых деталей.

При оценке точности .теоретического моделирования реальных процессов установлено, что погрешность расчетных зависимостей находится в пределах 15 %.

В четвертой главе представлена методика построения технологии шлифования прерывистыми кругами с подробной разработкой схемы оптимизации параметров прерывистого круга и алгоритма, позволяющего оптимизировать режимы шлифования при обработке заготовок из титановых сплавов. На основании разработанного алгоритма произведены расчеты и выданы рекомендации к режимам резания для шлифования титановых сплавов ВТ 6 и ВТ 14 прерывистыми алмазными кругами на металлической связке.

По итогам проведенных расчетов был изготовлен прерывистый шлифовальный круг (рис. 10), которым производилась обработка заготовок из

Рис. 10. Прерывистый шлифовальный круг Представлены результаты опытно-промышленных испытаний данного круга в условиях действующего производства ФГУП «ГПО «Боткинский завод»» (г. Воткинск). Установлено, что замена сплошного шлифовального круга прерывистым обеспечивает: снижение температуры в зоне резания более чем в 2 раза, уменьшение глубины прижогов в 1,5 — 2 раза, отсутствие тепловых дефектов на обработанных поверхностях и засаливание круга, повышение стойкости инструмента в 10 — 15 раз.

В приложении приведены: таблицы с результатами теоретических и экспериментальных исследований; пример расчета оптимальных характеристик прерывистого шлифовального круга при заданных режимах резания и подаче СОТС.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основании проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований были сформулированы следующие научные выводы:

1. Получены формулы для определения параметров среза зернами прерывистого круга с учетом длины впадин. Установлено, что в связи с наличием впадин на поверхности прерывистого круга параметры срезаемого слоя зернами, расположенными на кромках выступов оказываются более чем в 2 раза большими по сравнению с работой сплошным кругом. Это приводит к усиленному воздействию обрабатываемого материала на режущие зерна, в результате чего они наиболее подвержены сколу и удалению из связки, что является основной причиной снижения режущей способности алмазного инструмента на металлической связке.

2. На основании созданной механической модели выявлено, что зерна прерывистого круга испытывают примерно в 1,5 раза большую нагрузку, чем зерна сплошного инструмента. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе материала зерна и связки.

3. Построена гидродинамическая модель процесса шлифования прерывистыми кругами, на основании которой установлено, что для гарантированного подвода СОТС в зону резания длина впадин на поверхности прерывистого круга должна быть больше 2 мм (при расходе СОТС более 5 л/мин). Количество СОТС, проникающей в зону обработки зависит главным образом от длины впадин и незначительно от ее количества, подаваемого через сопло при расходе не менее 10 л/мин. Получена зависимость оптимальной глубины впадин от расхода СОТС и скорости вращения круга.

4. Усовершенствована теплофизическая модель шлифования прерывистыми кругами на основе рассмотрения в качестве тепловых источников зерна, работающие в условиях износа. Установлено, что в момент достижения зернами предельно-допустимого износа, температура в зоне резания увеличивается примерно в 2 раза по сравнению с работой новым или правленым кругом.

5. Разработан алгоритм и методика выбора режимов резания и характеристик прерывистого круга при шлифовании титановых сплавов, обеспечивающего оптимизацию механических, гидродинамических п теплофизических процессов, происходящих в зоне резания.

6. Практическая реализация результатов исследований осуществлена внедрением технологических операций плоского периферийного шлифования прерывистыми кругами на ФГУП «ГПО «Боткинский завод» (г. Воткинск). Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения результатов работы составит 112150 руб. на один станок.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: 1. Старшев Д.В., Репко A.B. Действие смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС) при приближении шлифовального круга к обрабатываемой поверхности.// Информационные технологии в

инновационных проектах. — В 4 ч. — Ч. 3./ Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003, с. 98-99.

2. Старшее Д.В., Репко A.B., Брагин Д.В. Влияние характеристик процесса шлифования на величину вязкости смазочно-охлаждагощей технологической среды в зоне резания.// Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы./Волгоград, Волжский,

2003, с. 241 -244.

3. Старшее Д.В., Кирьянов А.Г., Репко A.B. Система контроля шероховатости поверхности и скорости подачи при шлифовании.// Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы./Волгоград, Волжский, 2003, с. 255.

4. Старшее Д.В., Репко A.B. Распределение гидродинамического давления по поверхности прерывистого шлифовального круга.// Наука. Экономика. Образование./ Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003, с. 143 — 146.

5. Старшее Д.В. Взаимодействие охлаждающей жидкости с прерывистым шлифовальным кругом.// Современные технологии в машиностроении./ Пенза, 2003, с. 77- 81.

6. Старшев Д.В. Гидродинамическая эффективность прерывистых шлифовальных кругов при работе с охлаждением.// Технологическое обеспечение качества машин и приборов./ Пенза, 2004, с. 77 — 80.

7. Старшев Д.В., Репко A.B. Параметры срезаемого слоя при плоском шлифовании прерывистым шлифовальным кругом.// Вестник ИжГТУ. № 4, 2003, с. 41-44.

8. Старшев Д.В., Репко A.B. Повышение производительности шлифования за счет управления упруго — пластическими деформациями материала.// Технологии, оборудование, материалы. Экономика и производство. № 3,

2004, с. 64-67.

9. Старшев Д.В., Кирьянов А.Г., Репко A.B. Динамика процесса прерывистого шлифования.// Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы./Волгоград, Волжский, 2004, с. 229 -232.

10. Старшев Д.В., Кирьянов А.Г., Репко A.B. Распределение тепловых потоков в зоне резания.// Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы./Волгоград, Волжский, 2004, с. 235 — 238.

11. Старшев Д.В., Репко A.B. Метод определения температуры в зоне резания.// Интеллектуальные системы в производстве./Ижевск, № 1, 2005, с. 232-234.

12. Старшев Д.В., Репко A.B. Баланс теплоты в процессе шлифования // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы/Волгоград, Волжский, 2005, с. 174- 178.

Автореферат Старшее Д.В.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ПРЕРЫВИСТЫМИ КРУГАМИ НА БАЗЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИКИ И ТЕПЛОФИЗИКИ ПРОЦЕССА

Подписано в печать 7 августа 2006 Формат 60x84/16. Объем 1,0 уч.изд.п.л. Тираж 100. Заказ 30.

Ижевский государственный технический университет (ИжГТУ) 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая 7.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

1.1. Особенности процесса шлифования титановых сплавов

1.2. Эффективные методы шлифования титановых сплавов

1.3. Достижения теоретических исследований в области алмазного шлифования

1.4. Шлифование прерывистыми кругами

ВЫВОДЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ РАБОЧИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССА

ШЛИФОВАНИЯ ПРЕРЫВИСТЫМИ КРУГАМИ

2.1. Определение технологических возможностей прерывистого круга

2.2. Механическая модель шлифования прерывистыми кругами

2.3. Гидродинамическая модель шлифования прерывистыми кругами

2.4. Теплофизическая модель процесса шлифования прерывистыми кругами

Выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ШЛИФОВАНИЯ АЛМАЗНЫМ ПРЕРЫВИСТЫМ КРУГОМ

3.1. Исследования процесса стружкообразования

3.2. Распределение СОТС по поверхности круга при периферийном шлифовании плоских поверхностей прерывистыми кругами

3.3. Распределение гидродинамического давления по поверхности заготовки относительно зоны резания при плоском шлифовании

3.4. Динамика сил резания при шлифовании прерывистыми кругами

3.5. Экспериментальное исследование температур в зоне резания при работе прерывистым шлифовальным кругом

Л Выводы

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ШЛИФОВАНИЯ

ПРЕРЫВИСТЫМИ КРУГАМИ

В соответствии с современными тенденциями развития технологии машиностроения, предусматривающими повышение производительности, точности и качества обработки, все большее значение приобретает процесс шлифования - один из важнейших способов обработки резанием.

Широкому распространению шлифования способствует разработка новых высокопроизводительных абразивных материалов, инструментов и методов обработки. При этом шлифование становится конкурентом таким методам лезвийной обработки, как точение и фрезерование. Обработку ряда весьма прочных материалов, таких как титановые сплавы, применяемых в авиационной, ракетной и космической технике, машиностроении, металлургии, нефтяной и газовой промышленностях можно производить преимущественно лишь абразивными инструментами. Все более увеличивается количество и номенклатура шлифовальных станков, достигая в отдельных отраслях производства, например при изготовлении подшипников, 60 -г 70 % станочного парка.

Тем не менее, процесс шлифования, являющийся финишным этапом обработки деталей машин и механизмов, в результате которого происходит окончательное формирование поверхностного слоя, для этих сплавов изучен не в полной мере. Это в свою очередь значительно затрудняет освоение производства изделий из новых конструкционных материалов.

К основным проблемам, связанным с их обработкой, можно отнести адгезию, диффузию и химическое взаимодействие обрабатываемого и обрабатывающего материалов под действием высоких температур, возникающих в зоне резания. Это приводит к нерациональному использованию ресурса инструмента и ухудшению качества поверхностного слоя обрабатываемой заготовки.

В процессе обработки титановых сплавов период стойкости кругов уменьшается в 15 20 раз по сравнению со шлифованием конструкционных сталей, а затраты времени, связанные с правкой, доходят до 60 70 % от общих затрат на операцию. Износ рабочей части абразивных кругов при правке составляет 60 95 % от общего износа. Коэффициент полезного использования абразивных кругов очень низок: 0,05 0,5.

Существующие способы повышения эффективности шлифования титановых сплавов не предусматривают оптимизацию и управление временной стабильностью характеристик процесса резания. Обеспечение заданного качества поверхностного слоя заготовки при шлифовании в настоящее время для каждого конкретного случая решается опытным путем - подбором условий обработки, которые не всегда оказываются достаточно производительными и экономичными.

Сложность взаимных связей параметров процесса шлифования и сопровождающих его явлений служат причиной недостаточно полного его математического моделирования в настоящее время. Достижения последних лет в области снижения теплонапряженности процессов шлифования не решают в полной мере проблемы высокопроизводительной бездефектной обработки заготовок из титановых сплавов.

Современная наука о шлифовании в большей части основана на экспериментальных данных или общих теоретических модельных разработках с большой степенью абстракции, лишь качественно оценивающих протекающие при шлифовании процессы. Большой практический опыт, накопленный за многие десятилетия эксплуатации имеющегося шлифовального оборудования, позволял до сих пор с той или иной степенью эффективности выполнять шлифовальные работы. Однако, при расширенном внедрении титановых сплавов для управления интенсивным, высококачественным шлифованием нужны строго обоснованные, вполне определенные функциональные зависимости критериев процесса резания от режимов шлифования, геометрических и технологических характеристик инструмента и обрабатываемой заготовки, а также от степени затупления инструмента в пределах периода его стойкости.

При дальнейшем развитии технологии шлифования повышение качества и производительности обработки возможны лишь на базе теории, описывающей основные закономерности оптимизации процесса шлифования и их связи с формированием свойств поверхностного слоя заготовок. Это позволит управлять процессом шлифования с целью обеспечения заданного качества обработки при возможно большей производительности, а также определить пути интенсификации процессов и расширения их технологических возможностей.

В связи с этим разработка научных основ создания высокопроизводительного бездефектного шлифования титановых сплавов на базе новых технических решений представляет актуальную научно-техническую проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение, решение которой в масштабах страны позволит получить значительный экономический эффект как в сфере производства, так и в сфере применения изделий машиностроения.

Одним из таких решений является применение прерывистых алмазных шлифовальных кругов, обеспечивающих подачу смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС) непосредственно в зону резания через впадины, расположенные на их рабочей поверхности. Однако для внедрения этих кругов на машиностроительных предприятиях требуется научное обобщение и теоретическое обоснование широкого круга вопросов, связанных с характерными особенностями процесса шлифования данными кругами.

На основании этого автором поставлена цель: повышение эффективности обработки заготовок из титановых сплавов за счет подачи СОТС непосредственно в зону резания через впадины прерывистого шлифовального круга и внедрение результатов исследований в промышленность в виде алгоритма по определению оптимальных параметров прерывистого шлифовального инструмента и режимов обработки.

Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории и теплофизики процесса шлифования, теории математического моделирования сложных систем и процессов, технической и теоретической гидродинамики, теории многокритериальной оптимизации, средств вычислительной техники, математического анализа и интегрального исчисления.

Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных автором и стандартных методик в лабораторных и производственных условиях на специально спроектированных и изготовленных установках и модернизированных станках с использованием современной контрольно-измерительной аппаратуры с применением методов математической статистики и планирования экспериментов.

По результатам исследования влияния геометрических характеристик прерывистого круга на контактные процессы в зоне резания формализовались математические модели этих процессов. На основе комплексного изучения тепловых, гидродинамических и других явлений, сопровождающих периферийное алмазное шлифование прерывистыми кругами с принудительной подачей СОТС в зону резания, в данной работе установлены их основные закономерности и разработаны математические модели процессов. Обоснованы и реализованы методы управления процессом бездефектного шлифования поверхностей заготовок из титановых сплавов. Получен алгоритм и представлена методика расчета оптимальных параметров прерывистого инструмента, расширяющего технологические возможности бездефектного шлифования плоских поверхностей в зависимости от параметров оптимизации.

Основные положения диссертации докладывались на международных, республиканских, межвузовских конференциях и семинарах. Основное содержание диссертации опубликовано в 12 работах.

Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение и 2 приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основании проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований были сформулированы следующие научные выводы:

1. Получены формулы для. определения параметров среза зернами прерывистого круга с учетом длины впадин. Установлено, что в связи с наличием впадин на поверхности прерывистого круга параметры срезаемого слоя зернами, расположенными на кромках выступов оказываются более чем в 2 раза большими по сравнению с работой сплошным кругом. Это приводит к усиленному воздействию обрабатываемого материала на режущие зерна, в результате чего они наиболее подвержены сколу и удалению из связки, что является основной причиной снижения режущей способности алмазного инструмента на металлической связке. Благодаря наличию впадин на поверхности круга количество режущих зерен, находящихся одновременно в зоне обработки при работе прерывистым кругом меньше в 1,5 - 3 раза по сравнению со сплошным кругом.

2. На основании созданной механической модели выявлено, что зерна прерывистого круга испытывают примерно в 1,5 раза большую нагрузку, чем зерна сплошного инструмента. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе материала зерна и связки, т.к. алмазные круги на металлической связке не способны работать в режиме самозатачивания. Благодаря тому, что при работе прерывистым кругом количество режущих зерен, находящихся одновременно в зоне обработки значительно меньше по сравнению со сплошным кругом, суммарная тангенциальная составляющая силы резания оказывается до 1,5 раз меньше, чем при работе сплошным кругом.

3. Построена гидродинамическая модель процесса шлифования прерывистыми кругами, на основании которой установлено, что для гарантированного подвода СОТС в зону резания длина впадин на поверхности прерывистого круга должна быть больше 2 мм (при расходе СОТС более 5 л/мин). Количество СОТС, проникающей в зону обработки зависит главным образом от длины впадин и незначительно от ее количества, подаваемого через сопло при расходе не менее 10 л/мин. Получена зависимость оптимальной глубины впадин от расхода СОТС и скорости вращения круга.

4. Усовершенствована теплофизическая модель шлифования прерывистыми кругами на основе рассмотрения в качестве тепловых источников зерна, работающие в условиях износа. Установлено, что в момент достижения зернами предельно-допустимого износа, температура в зоне резания увеличивается примерно в 2 раза по сравнению с работой новым или правленым кругом. Благодаря наличию впадин на поверхности прерывистого круга, температура в зоне резания оказывается до 2,5 раз меньше по сравнению с работой кругом сплошной конфигурации. Наличие в зоне резания охлаждающей среды приводит к снижению контактной температуры до 3 раз.

5. Разработан алгоритм и методика выбора режимов резания и характеристик прерывистого круга при шлифовании титановых сплавов, обеспечивающего оптимизацию. механических, гидродинамических и теплофизических процессов, происходящих в зоне резания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлено решение актуальной научной задачи совершенствования технологического процесса шлифования титановых сплавов за счет применения прерывистых шлифовальных кругов, обеспечивающих проникновение СОТС в зону резания.

На основе особенностей взаимодействия прерывистого шлифовального круга с заготовкой определены технологические возможности инструмента, учитывающие влияние размеров выступов и впадин, а также состояние рабочей поверхности круга (износ его зерен) на качество обработанной поверхности.

Построена гидродинамическая модель шлифования прерывистыми кругами с выдачей рекомендаций по минимально допустимым размерам впадин (длины и глубины) с целью создания шлифовального инструмента, обеспечивающего максимальную эффективность использования СОТС при заданном ее расходе и скорости резания.

Разработана теплофизическая модель шлифования с учетом гидродинамических процессов и стружкообразования прерывистым кругом, позволяющая определить тепловой баланс, а также размеры выступов и впадин на поверхности круга, обеспечивающие требуемое качество поверхности по прижогам.

Проведены экспериментальные исследования с целью определения влияния величин выступов и впадин на размеры и форму стружки, на качество поверхностного слоя заготовки, на эффективность использования прерывистых кругов.

Экспериментально исследовано влияние впадин на поверхности круга на характер движения СОТС в зоне резания (участки разрежения и повышенного давления), на ее расход и количество поглощаемой тепловой энергии, то есть на гидродинамические процессы в . зоне обработки, с целью оптимизации параметров круга и режимов обработки.

Разработан алгоритм и методика выбора характеристик прерывистого круга для плоского периферийного шлифования титановых сплавов, обеспечивающие максимальную производительность и требуемое качество обработанной поверхности, для получения рекомендаций по совершенствованию и расширению технологических возможностей процесса шлифования прерывистыми кругами.

Проведены опытно-промышленные испытания предложенных разработок и осуществлено их внедрение в действующее производство.

На основе современных представлений о физической природе процесса шлифования рассмотрены основные закономерности термодинамических явлений, протекающих в зоне контакта алмазных инструментов с прерывистой рабочей поверхностью. На базе результатов исследований разработаны конкретные практические и инженерные решения, позволяющие управлять теплонапряженностыо процесса, качеством поверхностного слоя и производительностью за счет конструктивных параметров инструментов.

Результаты исследований теплофизических, термодинамических, механических и гидродинамических явлений, протекающих в зоне контакта прерывистого шлифовального круга с заготовкой, позволяют сформулировать требования к конструкциям прерывистых кругов; обосновать режимы обработки; проанализировать вопросы, связанные с особенностями процесса шлифования прерывистыми кругами; дать теоретические и прикладные обобщения и рекомендации.

В результате теоретических и экспериментальных исследований теплофизических процессов, определена зависимость температуры в зоне шлифования от конструктивных параметров прерывистых кругов (длин выступов и впадин), с учетом работы зерен в условиях интенсивного износа. Полученные данные свидетельствуют о важном преимуществе метода шлифования прерывистыми кругами по сравнению со шлифованием сплошными кругами, при работе которыми управление тепловыми процессами можно осуществлять только за счет изменения режимов обработки. Показано, что выбором протяженности рабочих выступов и впадин можно управлять теплонапряженностью процесса шлифования. Получены зависимости для определения оптимальной протяженности рабочих выступов и впадин, обеспечивающих требуемое понижение температуры и достаточно высокую размерную стойкость прерывистых кругов.

Теоретический анализ теплофизических уравнений и экспериментальная проверка точности их решения показали, что выведенные уравнения могут использоваться для расчета температурных полей при плоском периферийном шлифовании прерывистыми кругами титановых сплавов с погрешностью до 15 %.

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований шлифования прерывистыми алмазными кругами титановых сплавов достигнуто:

- увеличение периода стойкости алмазного инструмента при обработке титановых сплавов до 15 раз за счет снижения температуры в зоне резания;

- улучшение показателей качества обработанных поверхностей деталей из титановых сплавов по глубине распространения прижогов;

- повышение производительности при обеспечении требуемой шероховатости;

- сокращение удельного расхода алмазов в 1,6-2 раза;

- снижение мощности резания на 20 - 65 %;

- снижение машинного времени в 10 - 15 раз;

- снижение температуры в зоне резания в 1,5 - 3 раза.

Внедрение на машиностроительных заводах кругов с прерывистой рабочей поверхностью обеспечивает отсутствие на обработанных поверхностях шлифовочных прижогов и трещин, а также снижает вероятность засаливания инструмента.

Разработанные на основе проведенных исследований рекомендации и технологическое оснащение внедрены в технологические операции шлифования на ФГУП ГПО «Боткинский завод» г. Воткинск. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения в среднем составит 112 тыс. руб. в расчете на один станок.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах, в том числе международных и республиканских (Ижевск - 2003, Воткинск - 2003, Волгоград, Волжский - 2003,2004).

В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на заседании кафедры «Технология машиностроения и приборостроения» Боткинского филиала Ижевского государственного технического университета в 2005 году.

По материалам диссертационной работы опубликовано 12 работ (статей) в центральной печати, в том числе две статьи в журналах, включенных в перечень ВАК - «Экономика и производство», «Вестник ИжГТУ».

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

2. Алексеев Н.С. Влияние зернистости кругов на некоторые показатели шлифования // Вестник машиностроения. 2003. № 4. С. 66 - 69.

3. Алексеев Н.С. Комплексный шлифовальный круг для обработки микропористых покрытий // Технология машиностроения. 2003. № 5. С. 15 -17.

4. Алексеев Н.С. Работоспособность кругов при шлифовании микропористых покрытий // Вестник машиностроения. 2004. № 11. С. 41 - 43.

5. Алмазное шлифование деталей из титановых сплавов и жаропрочных сталей/ Под ред. Крымова В.В., Горелова В.А. М.: Машиностроение, 1981.-61 е., ил.

6. Алмазные инструменты и процессы обработки. Киев: Наукова думка, 1980. -215 с.

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

8. Барвинок В.А., Трусов В.Н., Урывский Ф.П. Исследования качества поверхностного слоя титанового сплава//Изв. вузов. Машиностроение, 1979. -№1 -с.48-100.

9. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение, 1971.-672 с.

10. Белкин Е.А. Прогнозирование и разработка новых технологий абразивной обработки // Справочник. Инженерный журнал. № 1, 2005. С. 16 -21.

11. Белоусов В.П., Есаулков И.В., Крымов В.В. Алмазные инструменты для шлифования титановых сплавов//Алмазы. -М:. НИИМАШ, 1974. -№1, с.14 -16.

12. Борисов Б.Я. О температуре при шлифовании // Резание и инструмент. 1973. № 7. С. 104 - 109.

13. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности абразивного инструмента при шлифовании. М.: Машиностроение, 1964.

14. Василенко Ю.В. Современное состояние техники подачи СОЖ при шлифовании // Справочник. Инженерный журнал. № 4, 2005. С. 29 - 34.

15. Вульф А.М. Резание металлов. М.: Машиностроение, 1973. - 496с.

16. Выбор шлифовальных кругов при обработке титановых сплавов/ Богомолов Н.И., Саютин Г.И., Такеджи Б.А. и др.//Вестник машиностроения. -1972. №5. - с.65 - 67.

17. Глазунов С.Г., Моисеев В.Н. Конструкционные титановые сплавы. -М.: Металлургия. 1974. -368с.

18. Глубинное шлифование деталей из труднообрабатываемых материалов/ С.С. Силин, В.А. Хрульков, A.B. Лобанов, Н.С. Рыкунов. М.: Машиностроение, 1984. - 64 с, ил. (Б-ка «Новости технологии»).

19. Горбунова И.А., Пиралишвили Ш.А., Волков Д.И. Теоретико-экспериментальное моделирование тепловых процессов в поверхностных слоях заготовки при глубинном шлифовании // Справочник. Инженерный журнал. № 3,2005.-С. 29-33.

20. Грабченко А.И., Пыжов И.Н., Култышев С.А. Шлифование плоских поверхностей алмазными кругами на металлической связке// Станки и инструменты. 1990. - N 7. - С. 26-28.

21. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. Изд-во Сарат. Ун-та, 1978, 128 с.

22. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. -М.: Машиностроение, 1978.

23. Ефимов В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. -Саратов: Изд. Сарат. унив., 1992. 132 с.

24. Ефимов B.B. Научные основы техники подачи СОЖ при шлифовании. Саратов: Издательство Саратовского университета, 1985.

25. Захаренко И.П. Эффективные методы шлифования алмазным инструментом. М.: НИИМАШ, 1978. - 45 с.

26. Зубарев Ю.М. Высокопроизводительное шлифование быстрорежущих сталей. JL: ЛДНТП, 1985, 23 с.

27. Зубарев Ю.М., Приемышев A.B. Технологические основы высокопроизводительного шлифования сталей и сплавов. СПб, СПбГУ, 1994, 220 с.

28. Ивашинников В.Т. Прогрессивное шлифование. Челябинск: Южно -уральское книжное изд-во,1976. -327с.

29. Ипполитов Г.М. Абразивно алмазная обработка. - М.: Машиностроение, 1978. - 113с.

30. Калинин Е.П. Научные основы интенсивного бесприжогового шлифования сталей и сплавов с учетом степени затупления инструмента. -Дисс. доктора технических наук. Ленинград: 2006. -388с.

31. Качество поверхности титановых сплавов прошлифованных алмазными кругами./Делеви В.Г., Ткаченко Р.К., Мишнаевский Л.Л. и др.// Синтетические алмазы. -1978. №1 с. 36-38.

32. Козлов A.M. Формирование микрорельефа при обработке абразивным инструментом / A.M. Козлов, В.В. Ефремов // Изв. ВУЗов. Машиностроение. 2004. - № 1. - С. 59-64.

33. Королев A.B. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1975.- 191 с.

34. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М., 1974. 279 с.

35. Кравченко Б.А., Носов Н.В. Оптимизация скорости шлифования // Справочник. Инженерный журнал. № 4, 2005. С. 25 - 28.

36. Крымов B.B. Опыт шлифования титановых сплавов алмазными кругами//Высокопроизводительная абразивная обработка. -М.: Машиностроение, 1973. -с.63 64.

37. Кузин В.В. Технологические особенности алмазного шлифования деталей из нитридной керамики // Вестник машиностроения. 2004. № 1. С. 37 -41.

38. Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ. М.: Машиностроение, 1985. - 64 с.

39. Лоладзе Т.Н., Бокучава Г.В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение, 1967.-111с.

40. Ломакина И.В., Кондратьев A.C., Воронин A.A. Перспективы повышения эффективности шлифования титановых сплавов//Вестник машиностроения. -1973. -№3. -с.69 72.

41. Лурье Г.Б. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1969, 176с.

42. Мишнаевский Л.Л. Износ шлифовальных кругов. К.: Наук, думка, 1982.- 188 с.

43. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Учебн. пособие для неэнергетических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1975. -496с.

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

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

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

47. Основы алмазного шлифования. Семко М.Ф., Грабченко А.И., Раб А.Ф., Узунян М.Д., Пивоваров М.С. Киев, «Технжа», 1978. 192с.

48. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. -Д.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. 144 с. Ил. -21, табл. 13, библиогр. - 64 назв.

49. Поклад В.А., Шутов А.Н., Старков В.К., Рябцев С.А. Профильное глубинное шлифование деталей из титановых сплавов // Технология машиностроения. 2002. № 3. С. 14 - 22.

50. Полянчиков Ю.Н., Курченко А.И., Емельяненко A.A. Концепция развития процесса электрохимического шлифования новыми абразивными кругами без связки // Технология машиностроения. 2003. № 2. С. 10 - 12.

51. Попов A.B. Выбор марки алмазного порошка для шлифовальных кругов // Вестник машиностроения. 2004. № 12. С. 56 - 58.

52. Попов С.А., Ананьян Р.В. Шлифование высокопористыми кругами. М.: Машиностроение, 1980. - 79с.

53. Попов С.А., Малевский Н.П., Терещенко JIM. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1977. - 269 с.

54. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Том 1. Под ред. д-ра техн. наук проф. И.А. Биргера и чл.-кор. АН Латвийской ССР Я.Г. Пановко.

55. Расширение технологических возможностей алмазного шлифования/ Юсупов Г.Х., Сипайлов В.А., Чучков Е.М. и др. Ижевск: Удмуртия, 1990.-с. 138

56. Редько С.Г. Процессы теплообразования при шлифовании металлов. Саратов: Издательство Саратовского универститета, 1962. - 231с.

57. Резников А.Н., Резников Л.А. Тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов по специальностям «Технологиямашиностроения» и «Металлорежущие станки и инструменты». М.: Машиностроение, 1990.-288 е.: ил.

58. Репко A.B. Технологическое обеспечение эффективности алмазного шлифования плоских поверхностей деталей из титановых сплавов перфорированными кругами. Дисс. кандидата технических наук. Ижевск: 1999.- 162с.

59. Рыбицкий В.А. Алмазное шлифование твердых сплавов. Киев: Наукова думка, 1980, - 224 с.

60. Салов П.М., Кравченко Б.А. Принципы самоорганизации износа шлифовальных кругов. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2001, 118 с.

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

62. Саютин Г.И., Носенко В.А., Спиридонов Д.Н. Выбор инструмента и СОЖ при шлифовании титановых сплавов//Станки и инструмент.-1981.-N11.-С.15-17.

63. Синтетические алмазы в машиностроении / Под ред. д-ра техн. наук В.Н. Бакуля. Издательство «Наукова думка» Киев 1976. - 352 с.

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

65. Смазочно охлаждающие средства, применяемые при шлифовании/ Под редакцией J1.В. Худобина. - М.: Машиностроение, 1971. -214с.

66. Смазочно-охлаждающие средства для обработки материалов: Справочник/ Под ред. Бердичевского Е.Г. М.: Машиностроение, 1984. - 224 е., ил.

67. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник/ Под ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера. М.: Машиностроение, 1986. - 352с., ил.

68. Справочник по алмазной обработке металлорежущего инструмента. Бакуль В.Н., Захаренко И.П., Кункин Я.А., Милыптейн М.З. Под общей редакцией Бакуль В.Н. «Техшка», 1971, 208 стр.

69. Старков В.К., Рябцев С.А., Полканов Е.Г. Разработка и применение высокопористых шлифовальных кругов из кубического нитрида бора // Технология машиностроения. 2004. № 4. С. 26 - 33.

70. Старшев Д.В. Взаимодействие охлаждающей жидкости с прерывистым шлифовальным кругом // Современные технологии в машиностроении / Пенза, 2003, с. 77 81.

71. Старшев Д.В. Гидродинамическая эффективность прерывистых шлифовальных кругов при работе с охлаждением // Технологическое обеспечение качества машин и приборов / Пенза, 2004, с. 77 80.

72. Старшев Д.В., Кирьянов А.Г., Репко A.B. Динамика процесса прерывистого шлифования // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы/Волгоград, Волжский, 2004, с. 229 232.

73. Старшев Д.В., Кирьянов А.Г., Репко A.B. Распределение тепловых потоков в зоне резания // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы/Волгоград, Волжский, 2004, с. 235 -238.

74. Старшев Д.В., Кирьянов А.Г., Репко A.B. Система контроля шероховатости поверхности и скорости подачи при шлифовании // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы / Волгоград, Волжский, 2003, с. 255.

75. Старшев Д.В., Репко A.B. Баланс теплоты в процессе шлифования // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы/Волгоград, Волжский, 2005, с. 174 178.

76. Старшев Д.В., Репко A.B. Метод определения температуры в зоне резания // Интеллектуальные системы в производстве/Ижевск, № 1, 2005, с. 232 -234.

77. Старшев Д.В., Репко A.B. Оптимизация гидродинамических процессов при применении перфорированных шлифовальных кругов // Технологии, оборудование, материалы. Экономика и производство. № 1, 2004, с. 68-69.

78. Старшев Д.В., Репко A.B. Параметры срезаемого слоя при плоском шлифовании прерывистым шлифовальным кругом // Вестник ИжГТУ. № 4, 2003, с. 41-44.

79. Старшев Д.В., Репко A.B. Повышение производительности шлифования за счет управления упруго пластическими деформациями материала // Технологии, оборудование, материалы. Экономика и производство. № 3,2004, с. 64 - 67.

80. Старшев Д.В., Репко A.B. Распределение гидродинамического давления по поверхности прерывистого шлифовального круга // Наука. Экономика. Образование / Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003, с. 143 146.

81. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учеб. для вузов / П.И. Ящерицын, M.J1. Еременко, Е.Э. Фельдштейн.-Мн.: Выш. шк., 1990. 512с.: ил.

82. Теория шлифования материалов/ Под ред. Маслова E.H. М.: Машиностроение, 1974. - 320 с.

83. Терган B.C. Плоское шлифование: Учебник для профессион. техн. училищ. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1980. - 168 с.

84. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке/ Под ред. Худобина J1.B., Бердичевского Е.Г. М.: Машиностроение, 1977. - 189 е., ил.

85. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием/ Под ред. М.И. Клушина. -М.: Машиностроение 1979. 192 е., ил.

86. Технология обработки конструкционных материалов: Учеб. для машиностр. спец. Вузов/П.Г. Петруха, А.И. Марков, П.Д. Беспахотный и др.; Под ред. П.Г. Петрухи. -М.: Высш. шк., 1991. 512 е.: ил.

87. Тимофеев И.И. К расчету усилий при шлифовании при шлифовании. «Изв. вузов. Машиностроение», 1959, № 5.

88. Филимонов J1.H. Высокоскоростное шлифование. JL: Машиностроение, 1979. -248с.

89. Филимонов J1.H. Стойкость шлифовальных кругов. «Машиностроение», Л., 1973.

90. Фролов A.C. Повышение эффективности шлифования титановых сплавов на основе классификации шлифматериалов из карбида кремния. -Киев: КИИГА, 1984.-23 с.

91. Хрульков В.А. Шлифование жаропрочных сплавов. «Машиностроение», М., 1964.

92. Худобин JI.В. Основы выбора и применения СОЖ при шлифовании// Вестник машиностроения. -1980.-N7.-C.53-55.

93. Худобин Л.В., Веткасов Н.И., Коршунов Д.А. Эффективность внутреннего шлифования композиционными шлифовальными кругами // Вестник машиностроения. 2003. № 7. С. 44 - 47.

94. Худобин Л.В., Леонов A.B. Тепловые процессы при шлифовании с поэтапной подачей смазочно-охлаждающих технологических средств // Вестник машиностроения. 2003. № 8. С. 58 - 61.

95. Худобин Л.В., Худобин И.Л. Шлифование заготовок из титановых сплавов и сталей с применением технологических жидкостей//Вестник машиностроения. 1982. - N 11. - С. 40-42.

96. Чарковский Ю.К. Некоторые вопросы теории и практики процесса чистового электроабразивного шлифования // Справочник. Инженерный журнал. № 4, 2005. С. 19 - 24.

97. Чирков Г.В. Математическое моделирование режимов резания при обработке материалов абразивными инструментами // Технология машиностроения. 2004. № 6. С. 58 - 61.

98. Юсупов Г.Х. Пути развития технологических процессов шлифования в машиностроении. Сборник научных трудов ИМИ "Методы вычислительного эксперимента в инженерной практике". -Ижевск, 1992, вып.4, -с.15-19.

99. Юсупов Г.Х., Жарков И.Г., Чучков Е.М. Новый алмазный инструмент для шлифования труднообрабатываемых материалов. Л.: ЛДНТП, 1989.-24с.

100. Юсупов Г.Х., Сипайлов В.А., Чучков Е.М. Оптимизация режимов при шлифовании труднообрабатываемых материалов специальными кругами. Сборник трудов Андроповского политех. Ин та. 1989. - с. 95 -98.

101. Юсупов Г.Х., Чучков Е.М. Расширение технологических возможностей алмазного шлифования. Машиностроитель. 1988. №4, с.26 - 27.

102. Якимов А.В. Абразивно-алмазная обработка фасонных поверхностей. М.: Машиностроение, 1984. - 310 с.

103. Якимов А.В. Прерывистое шлифование. Киев - Одесса: Головное изд-во объединения "Вища школа", 1986.-176с.

104. Ящерицын П.И., Бранкевич Э.С., Туромша В.И. Кавитационные явления при шлифовании // Изв. АН БССР. Сер. физико-техн. наук. 1981. - № 4.-С. 67-72.

105. Ящерицын П.И., Зайцев А.Г. Повышение качества шлифованных поверхностей и режущих свойств абразивно-алмазного инструмента. Минск: Наука, 1972. 563 с.

106. Ящерицын П.И., Цокур А.К., Еременко M.JI. Тепловые явления при шлифовании и свойства обработанных поверхностей. Минск: Наука и техника, 1973, - 182 с.

107. Final report Concerning CIRP cooperative Research on the Description of Cutting Surface of Grinding Wheels by the Correlation Function. Peklenik J. Junke M. "CIRP Ann.", 1982, 31, № 2, 575 577.

108. Shaw M. A new theory of grinding. Mech. and Chem. Eng. Trans, 1972, vol. 8, № l,p, 73-78.