автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение качественных показателей поверхностей деталей на основе центробежной обработки дискретным шлифовальным материалом

На правах рукописи

г ЗВЕРОВЩИКОВ Владимир Зиновьевич

)

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОБРАБОТКИ ДИСКРЕТНЫМ ШЛИФОВАЛЬНЫМ МАТЕРИАЛОМ

Специальности: 05.02.08 - Технология машиностроения. 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ПЕНЗА 2005

Работа выполнена в Пензенском государственном университете.

Научный консультант -доктор технических наук, профессор

Мартынов Александр Николаевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гречишников Владимир Андреевич; доктор технических наук, профессор Власов Павел Андреевич; доктор технических наук, профессор Трилисский Владимир Овсеевич.

Ведущая организация - ОАО «Пензкомпрессормаш», г. Пенза.

Защита диссертации состоится «_» июня 2005 г., в 14 часов, на

заседании диссертационного совета Д 212.186.03 Пензенского государственного университета по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета.

Автореферат разослан «___»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Соколов В. О.

ЮО€гЧ 14619

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В рыночных условиях развитие машиностроения невозможно без повышения технического уровня и качества продукции на основе внедрения перспективных высокопроизводительных технологий механической обработки деталей. Повышение качества изделий машиностроения не может быть достигнуто без совершенствования процессов абразивной обработки, удельный вес которых при изготовлении деталей непрерывно возрастает.

Актуальной проблемой, которая имеет важное значение для машиностроения, является финишная обработка деталей со сложной формой рабочих поверхностей. Применяемые в промышленности методы обработки таких деталей отличаются высокой трудоемкостью и не всегда гарантируют стабильность качественных характеристик. В различных отраслях машиностроения ещё сохраняется значительный объем ручных операций финишной обработки, что несовместимо с жесткими требованиями к шероховатости рабочих поверхностей и точностным параметрам. Особенно трудоемка финишная обработка тонкостенных колец сложного профиля (прядильных и крутильных колец, ободов колес велосипедов), турбинных лопаток, деталей электроосветительной и водоразборной арматуры, а также элементов мебельной фурнитуры малой жесткости с развитой пространственной конфигурацией.

Несовершенная технология финишной обработки деталей сложной формы создает проблему повышения качества изделий машиностроения, что снижает их конкурентоспособность.

Широкое распространение вибрационной, центробежно-ротаци-онной и турбоабразивной обработки показывает перспективность использования для отделочно-зачистных и отделочно-упрочняющих операций технологии, основанной на использовании дискретного шлифовального материала (ДШМ) в виде гранул, шлифовального зерна и шлифовальных порошков, а также обрабатывающих сред из фарфоровых, стеклянных, полимерных и стальных шаров. Однако известные методы не обеспечивают необходимого качества обработки внутренних поверхностей сложной формы, галтелей, труднодоступных участков профиля.

Центробежная обработка (ЦО) дискретным шлифовальным материалом позволяет увеличить контактное давление частиц ДШМ под действием инерционных, преимущественно центробежных сил. Различные способы ЦО ДШМ могут быть использованы для эффективной обработки деталей со сложнопрофильными рабочими поверхностями путем трансформации частиц шлифовального материала в плотный режущий инструмент, копирующий форму детали. Регулируя величину контактного давления и скорость относительного перемещения обрабатываемых поверхностей и частиц ДШМ, можно формировать качественные характеристики поверхностного слоя деталей различной формы.

Широкие возможности для удаления припуска и повышения качества поверхности на недоступных для традиционных методов участках обрабатываемого профиля детали ставят ЦО ДШМ в ряд перспективных технологий.

Отсутствие системного подхода к обобщению теоретического и экспериментального материала, направленного на совершенствование центробежной обработки и повышение качественных показателей поверхностей деталей, сдерживает широкое внедрение и оставляет нереализованными потенциальные возможности перспективной технологии.

Проблема повышения качества поверхностей деталей при снижении трудоемкости финишной обработки на основе совершенствования существующих и разработки новых технологических методов и средств является актуальной и в настоящее время.

Дель работы: повышение качества сложнопрофильных поверхностей деталей на основе совершенствования технологии центробежной обработки дискретным шлифовальным материалом путем его трансформации в режущий инструмент и определения взаимосвязей между технологическими параметрами.

Методы исследований. Работа выполнена на основе теории шлифования и износа, современных положений технологии машиностроения, механики сплошных сред при широком использовании математических методов исследования и аппарата дифференциального и интегрального исчислений. При проведении экспериментов применялись современные физические и механические методы ис-

следований: сканирующая электронная микроскопия, металлографический и рентгеноструктурный анализы, профилографирование с автоматизированной оценкой параметров шероховатости поверхности. При этом использовались методы математического планирования и имитационного моделирования.

Основные положения, выносимые на защиту:

■ решение проблемы повышения качества сложнопрофильных поверхностей деталей на основе технологического обеспечения заданных характеристик поверхности центробежной обработкой дискретным шлифовальным материалом;

■ теоретические основы трансформации частиц ДШМ в режущий инструмент и новые способы центробежной обработки деталей при их планетарном движении в контейнерах или на оправках;

■ методология определения контактного давления и скорости относительного перемещения уплотненных в реологический инструмент частиц ДШМ и обрабатываемых поверхностей деталей для различных способов центробежной обработки шлифзерном, абразивными гранулами, дискретной обрабатывающей средой из стеклянных, фарфоровых и стальных шаров;

■ модели, устанавливающие функциональные связи между припуском на обработку, показателями качества поверхности и технологическими факторами;

■ практическая реализация новой технологии центробежной обработки ДШМ и оригинальные средства технологического оснащения.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- определены условия трансформации частиц ДШМ в реологический инструмент, копирующий форму профиля деталей, при их планетарном движении в контейнерах или на оправках на основе исследования динамики процесса обработки;

- получены аналитические зависимости по определению контактного давления и скорости относительного перемещения трансформированных в инструмент частиц ДШМ и обрабатываемой поверхности детали для различных способов центробежной обработки;

- разработаны математические модели удаления припуска на обработку, учитывающие контактное взаимодействие ДШМ с обрабатываемыми поверхностями, физико-механические характеристики

шлифовального материала и материала детали, режимы обработки, размеры частиц и деталей при центробежной обработке шлифовальными зернами и абразивными гранулами;

- создана имитационная модель изменения размеров детали и определения параметров отпечатков при отделочной объемной обработке поверхностей деталей стальными шарами в контейнерах с планетарным вращением на основе компьютерной программы с графической интерпретацией движения загрузки;

- определено влияние технологических факторов на качественные показатели обработанной поверхности, представленное в виде математических моделей.

Практическая ценность заключается:

• в создании новых способов центробежной обработки Д11ТМ различных видов поверхностей сложного профиля, объединенных классификационной схемой;

• в разработке рекомендаций по регламентированию технологических режимов и условий обработки в зависимости от требований к качеству поверхности;

• в создании промышленного технологического оборудования для центробежной обработки шлифовальными зернами, формованными абразивными гранулами, фарфоровыми, стеклянными и стальными шарами;

• в подтверждении технической новизны разработанных способов центробежной обработки ДШМ и промышленного технологического оборудования для их реализации охранными документами на изобретения.

Реализация результатов работы

Разработанные технология и промышленное технологическое оборудование внедрены на ОАО «Пенздизельмаш», ООО «Экосоюз», ОАО «Пензкомпрессормаш», Орджоникидзевском машиностроительном заводе (г. Владикавказ), Йошкар-Олинском механическом заводе.

В Московский НИИ приборостроения и Гомельский конструктор-ско-технологический и экспериментальный институт (Республика Беларусь) передана документация на новую технологию обработки для внедрения.

Апробация работы. Результаты научных исследований по теме диссертации докладывались на 56 международных, всесоюзных, всероссийских и республиканских научно-технических конференциях (НТК) и симпозиумах, в том числе: на Всесоюзной НТК «Новые технологические процессы и оборудование для поверхностной обработки материалов» (Брянск, 1986); Всесоюзной НТК «Разработка и промышленная реализация новых механических и физико-химических методов обработки. Обработка-88» (Москва, 1988); Всесоюзной НТК «Остаточные напряжения - резерв прочности в машиностроении» (Ростов-на-Дону, 1991); Международной НТК «Совершенствование процессов финишной обработки в машино- и приборостроении, экология и защита окружающей среды» (Минск, 1995); Международной НТК «Точность технологических и транспортных систем» (Пенза, 1998); Международной НТК «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков» (Пенза, 2003); Международном юбилейном симпозиуме «Актуальные проблемы науки и образования» (Пенза, 2003); Международной НТК «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Волжский, 2001, 2002, 2003 гг.), Всероссийской научно-практической конференции «Технологическое обеспечение качества машин и приборов» (Пенза, 2004); Международной НТК «Современные проблемы машиностроения» (Томск, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 120 статей, получено 23 авторских свидетельства и 3 патента, которыми защищены новые способы центробежной обработки и технологическое оборудование для их реализации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, основных выводов, списка использованной литературы из 189 наименований и восьми приложений. Работа изложена на 298 страницах машинописного текста, включает 166 рисунков и 31 таблицу. Общий объем диссертации 439 с.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана проблема финишной обработки деталей с рабочими поверхностями сложной формы, обоснована актуальность темы исследований, сформулированы основные положения диссертационной работы, вынесенные на защиту.

В первой главе дан анализ современного состояния проблемы технологического обеспечения качественных характеристик сложно-профильных поверхностей деталей незакрепленным шлифовальным материалом. Показано, что в машиностроении различным видам отде-лочно-зачистной обработки подвергают до 85.. .95 % деталей.

Для удаления заусенцев, скругления кромок, шлифования, полирования и упрочнения поверхностей деталей широко используют в качестве инструмента дискретные обрабатывающие среды в виде гранул, шлифовальных зерен и порошков, полимерных, фарфоровых или металлических шаров, деревянных кубиков, обрезков кожи, войлока различной формы и размеров, а также керметов, которые представляют собой продукты спекания порошков железа и абразива при магнитно-абразивном полировании.

В качестве шлифовального материала при центробежной обработке используют абразивные материалы различной зернистости с размерами частиц преимущественно от 0,5 до 2 мм. При объемной обработке деталей в контейнерах с планетарным вращением режущим инструментом являются абразивные гранулы, которые взаимодействуют с поверхностями обрабатываемых деталей при их движении в скользящем слое, глубина которого зависит от размера и формы гранул.

Существенный вклад в развитие методов обработки дискретным шлифовальным материалом внесли отечественные ученые П. И. Яще-рицын, А. П. Бабичев, Ю. В. Димов, А. Н. Мартынов, М. А. Тамар-кин, 3. И. Кремень, В. М. Сорокин, В. О. Трилисский, В. М. Шумя-чер, Г. В. Литовка, А. П. Сергиев и др., а также зарубежные исследователи М. Е. Шаинский, Ф. Ю. Сакулевич, Н. Я. Скворчевский, К. Матцунага, В. Брандт, И. Раш и др.

Разработано большое количество различных методов обработки ДШМ, каждый из которых имеет свои особенности, определенные технологические преимущества и область эффективного применения.

Основными элементами в структуре технологических процессов являются способы обработки поверхностей деталей. В работе предложена классификация способов центробежной обработки, в основу которой положены характер планетарного движения деталей, вид обрабатываемых поверхностей и кинематические особенности способов обработки. Все способы, включенные в классификацию, признаны

изобретениями и нашли реализацию в разработанном на их основе технологическом оборудовании.

В работе обосновано повышение эффективности обработки ДШМ путем увеличения давления шлифовального материала под действием инерционных сил. Необходимое контактное давление достигается путем сообщения деталям, установленным в контейнеры или на оправки, планетарного движения, что создает благоприятные условия для трансформации частиц ДШМ в эластичный режущий инструмент и относительного перемещения с заданной скоростью инструмента и поверхностей деталей.

Проведенный анализ проблемы технологического обеспечения показателей качества рабочих поверхностей деталей сложной формы позволил сформулировать цель и определить следующие задачи:

1. Исследовать закономерности взаимодействия частиц дискретного шлифовального материала с обрабатываемой поверхностью для различных способов ЦО ДШМ.

2. Разработать принципиальные схемы и средства технологического оснащения для реализации новых способов центробежной обработки и трансформации дискретных частиц шлифовального материала в режущий инструмент.

3. Разработать теоретические основы трансформации частиц ДШМ в плотный режущий слой и исследовать контактное взаимодействие реологического инструмента с обрабатываемыми поверхностями деталей.

4. Выполнить экспериментальные исследования влияния режимов и условий обработки на интенсивность съема металла и состояние поверхностного слоя деталей.

5. Получить математические модели контактного взаимодействия уплотненного ДШМ с обрабатываемыми поверхностями деталей и дать оценку их адекватности.

6. Разработать методики назначения рациональных режимов и условий финишной центробежной обработки для формирования заданных показателей качества сложнопрофильных поверхностей деталей.

7. Выработать технологические рекомендации, обеспечивающие снижение трудоемкости и повышение качества поверхностей деталей, на основе применения ЦО ДШМ в промышленных условиях.

Во второй главе приводится описание принципиальных схем новых способов центробежной абразивной обработки внутренних поверхностей вращения (колец и втулок), внутренних поверхностей труб с любой формой профиля в поперечном сечении, объемной обработки деталей сложной формы в контейнерах с планетарным вращением, двустороннего полирования кольцевых поверхностей деталей.

Выполнены теоретические исследования формирования работоспособного режущего инструмента путем трансформации частиц ДШМ в уплотненную массу под действием инерционных сил для различных способов центробежной обработки.

Получены аналитические выражения для определения контактного давления ры единичных частиц ДШМ на внутренние поверхности деталей

тИ

^^пмх 2

(ф-<о2)2 +^^+1^(01+2(01 (ф-юг)

О)

где т - масса частицы;

£) - внутренний диаметр обрабатываемой поверхности; ф- угловая скорость движения частицы поверхности детали; причем

ф = Фоб-"' сов^/*2-«2/ + е) - ■ * 2 ят^к2-п2Г + е^, (2)

ф0 - начальная угловая скорость движения частицы,

Фо=2|ш111п%; (3)

к, ппе-константы;

здесь к2 =2{С>1 ^ и 2я = —г-; (4)

Я тБ2

(/"- коэффициент трения шлифовального материала и детали);

/ - время;

Ь - расстояние между осями водила и контейнеров; ©1 и ю2 - угловые скорости вращения системы (водила) и контейнеров соответственно.

Знак «плюс» в выражении (1) принимают для противоположного, а знак «минус» для одностороннего направления вращения системы

и контейнеров. Поэтому при одинаковых технологических режимах давление частиц на обрабатываемую поверхность будет значительно больше для противоположного направления вращения системы и контейнеров, что следует учитывать при проектировании оборудования.

Определены соотношения угловых скоростей системы и контейнеров, при которых будет достигаться устойчивое положение инструмента из частиц шлифовального материала и происходить обработка деталей:

- для противоположного направления скоростей

0<со2<ю1(^+1); (5)

- для одностороннего направления скоростей

0<со2<со,(^-1), (6)

где К, - коэффициент, учитывающий конструктивные параметры оборудования и вычисляемый по формуле

Кг=—л12Ж. (7)

ь в V /

В зависимости от параметров планетарного вращения происходит либо проскальзывание частиц уплотненного в брусок слоя относительно внутренних поверхностей вращения, либо перемещение частиц вместе со стенкой контейнера и образование на поверхности уплотненной загрузки пересыпающегося скользящего слоя, в котором происходит объемная обработка деталей.

Схема образования скользящего слоя показана на рисунке 1. При невысокой степени инерционного уплотнения частицы ДШМ будут переноситься стенкой контейнера и, достигнув границы слоя в точке В

под действием кориолисовых сил инерции Т7^ и нормальной составляющей Р^ силы инерции, направленной по радиусу, образуют поток частиц глубиной /, в котором будет происходить объемная обработка деталей, загруженных в контейнер с дискретной обрабатывающей средой. Вблизи центра масс 5" образуется зона 1 относительного покоя, которую принято называть застойной зоной, так как в ней относительное перемещение частиц шлифовального материала и поверхностей деталей практически отсутствует.

Рисунок 1 - Схема образования скользящего слоя частиц ДШМ на поверхности уплотненной загрузки под действием инерционных сил

Напряженность Н„ инерционного силового поля можно оценивать соотношением центробежного ускорения к ускорению силы тяжести

Ни=^, (8)

£

где Яв = Ь + 0,51) - радиус водила; g - ускорение силы тяжести.

Как правило, при объемной обработке величина Н„ не превышает 18...20, а для обработки внутренних поверхностей вращения она составляет 100...200.

Для устранения застойных зон и выравнивания условий объемной обработки деталей в контейнерах с планетарным вращением водилу сообщают переносное вращение (рисунок 2). Переносное вращение водила приводит к пространственной траектории движения как отдельных частиц уплотненной рабочей загрузки, так и центра масс всей загрузки.

В качестве параметра для определения положения массы загрузки по длине контейнера примем величину угла наклона Ро поверхности загрузки к оси контейнера. Величину этого угла следует ограничивать условиями, обеспечивающими формирование скользящего слоя в любом поперечном сечении контейнера. В зависимости от технологических и конструктивных параметров угол наклона р0 определится по соотношению

Ро =аг<^

+ 2ю2 [со3Л3 - о, (Л, + £ ею у

где Я\, Я2, Лз, У - параметры устройства (см. рисунок 2); g - ускорение силы тяжести.

г

й>1

(9)

Рисунок 2 - Схема для исследования движения частиц рабочей загрузки по стенке контейнера при переносном вращении водила

Осевое смещение рабочей загрузки определяется скоростью сог переносного вращения водила, но зависит от скоростей fl>i, 003 и конструктивных параметров. При <»i =17 рад/с, <в3 = 28,9 м/с, Ri = 0,2 м, R2 = 0,5 м, /?3 = 0,1 м и (й2 = 5 рад/с угол Ро= 45°. Следовательно, угловая скорость со2 может варьироваться в ограниченных пределах, так как при угле Ро большем 45° происходит смещение рабочей загрузки к торцовым стенкам цилиндрического контейнера и нарушаются условия образования скользящего слоя.

Схема одновременной двусторонней обработки деталей с кольцевыми поверхностями сложного профиля приведена на рисунке 3. Для образования на периферии барабана уплотненного сдоя, вращающегося синхронно со стенкой, необходимо барабану сообщить угловую скорость (О):

где / - расстояние между осями вращения детали и барабана; /?э - радиус округленной части эллиптического барабана.

(10)

Рисунок 3 - Схема действия сил на частицы шлифовального материала в различных точках эллиптического барабана

Давление частиц ДШМ на стенку барабана определится по формуле

pN =m(Oiy]l2 + 2/.&,cos(p-/2sin2<p ±mgcosq>, (И)

где ф - угловой параметр, определяющий положение частицы на стенке относительно оси вращения детали.

Знак «плюс» следует принимать, если рабочая емкость барабана находится ниже оси 0\ барабана, и знак «минус», если емкость барабана находится выше.

Выполненные исследования позволили математически описать движение частиц шлифовального материала, определить их кинематические и динамические характеристики в произвольный момент времени, а также получить аналитические зависимости для нахождения граничных условий формирования частиц в режущий инструмент для различных способов центробежной обработки.

В третьей главе исследуются динамические характеристики контактного взаимодействия инструмента из уплотненных частиц шлифовального материала с обрабатываемыми поверхностями деталей.

Показано, что при инерционном уплотнении частиц необходимо учитывать способность массы ДШМ занимать под действием внешних усилий меньший объем. Поэтому при количественной оценке пористости инструмента необходимо вместо справочных значений объемной плотности абразивных частиц ра использовать расчетное значение в уплотненном состоянии рау = ку ра (ку - коэффициент уплотнения). Коэффициент уплотнения ку = Му / Mo « 1 + 0,2/а (Му- масса уплотненных центробежными силами частиц; Мо- масса частиц до уплотнения;/а- коэффициент внутреннего трения абразивных зернистых сред).

Установлено аналитическое выражение для определения средней величины контактного давления рср гидроабразивного бруска на внутренние поверхности деталей

где

D2 Пу 2

Рср = ~8р (Ра у + Рж ÏÔ0)(P ~ SÍn PC0S8 ,CÛ2 +

6Ьф - sin Pcos Э) + Z)sin3 Pcos ф5 х 3D(P - sin (3 cos Р) cos ц)s

xcof cos(9s -vj/^ + Ueco^], (12)

V, = arctg --, (13)

2(¿ + 0,5Dcos<j>s)

-KNf2 + Jf2(\-K2N) + \ ф5 = arccos—--ï-----, (14)

1 + /2 21 ©i

p - половина центрального угла абразивного сегмента (см. рисунок 1);

рж - плотность жидкости суспензии;

Пу - пористость абразивных частиц в уплотненном состоянии;

\|/s и ф5 - угловые параметры, определяющие положение центра масс уплотненного бруска относительно осей и водила контейнера соответственно;

KN- конструктивно-технологический параметр.

Выражение (12) позволяет прогнозировать интенсивность съема металла и регламентировать технологические режимы обработки с учетом конструктивных параметров оборудования.

Для coi = 110 рад/с, <в2 = 180 рад/с, D = 45 мм, Р = 75°; L = 155 мм, ра= 1870 кг/м3, рж= 1000 кг/м3 средняя величина контактного давления составит рср =0,145 МПа. Таким образом, при сравнительно невысокой скорости водила (100... 110 рад/с) можно достигнуть достаточной для эффективной обработки величины контактного давления.

Определена допустимая скорость системы сос (водила) для уплотнения частиц ДШМ при обработке внутренних поверхностей труб потоком суспензии

где da - эквивалентный диаметр частиц твердой фракции суспензии ;

цо - динамическая вязкость жидкости, которая близка к вязкости воды;

р„ - плотность шлифовального материала;

вг- скорость движения частиц твердой фракции в потоке суспензии относительно поверхности обрабатываемой трубы;

m - масса частиц твердой фракции;

гт - расстояние от оси вращения системы до частицы на поверхности трубы.

Для эффективной обработки труб необходимо обеспечить движение частиц относительно поверхности трубы со скоростью $г= 1,5...2 м/с. При обработке труб шлифзерном 14А25 dà= 12,4-10м,т = 9,85-Ю"6 кг, ра = 1970 кг/м3, рм = 3900 кг/м3, приняв конструктивный параметр гт= 0,25 м и/= 0,15, получим ©с = 9,5 рад/с, а соответствующая частота переносного вращения системы составит ис= 90 мин"'.

При определенных параметрах планетарного вращения контейнера происходит образование скользящего слоя из частиц рабочей загрузки, в котором происходит объемная обработка деталей, загруженных в контейнер вместе со шлифовальным материалом. Схема движения детали в скользящем слое частиц ДШМ с размерами б показана на рисунке 4. Обрабатываемая деталь, перемещаясь в скользящем слое, совершает сложное движение, состоящее из поступательного со скоростью Эд центра масс детали и вращательного движения вокруг собственного центра масс Од.

Важной характеристикой скользящего слоя толщиной H« является проскальзывание отдельных слоев. Толщину Тс отдельного эле-

(16)

ментарного слоя можно определить по выражению Тс = 1 / ^п,рм

(и, - число обрабатывающих тел гранул, зерен, шаров в единице массы шлифовального материала).

Рисунок 4 - Схема движения в детали скользящем слое при объемной обработке деталей в контейнере с планетарным вращением

Коэффициент проскальзывания найдем в виде

ГЖМ51 (17)

у(1,1—М5)&з

где ¿с - количество элементарных слоев в скользящем слое

&3 и ю3 - линейная и угловая скорости движения стенки контейнера соответственно.

Заменив £с на х, найдем приведенный коэффициент проскальзывания слоев рабочей загрузки:

где х - расстояние от центра масс уплотненной загрузки до поверхности слоя.

Результирующее давление рр на деталь в скользящем слое определим по выражению

Pp=Pl+ Ply + Р2**8Фсс > (19)

где р\ и pi у — динамическое и статическое давление частиц по оси у, причем

_ _ _ (Зр ~*пх)2х .

Л - Ра-2-' * '

Р2у = 2Ра®? + УК\sin Ф/) \Ук inß; (21)

Pix - статическое давление частиц по оси х (зависит от глубины погружения детали в скользящий слой)

Л

+

(22)

фсс - угол естественного откоса сыпучей среды; Эо - скорость верхнего элементарного слоя частиц; у - текущая координата частицы по длине скользящего слоя; Ук - координата конца скользящего слоя;

Ф, - угол, определяющий положение частицы относительно оси контейнера;

Дз - радиус контейнера;

К3 - степень заполнения контейнера.

Для формованных трехгранных призм ПТ15 х 15 с плотностью ра = 2000 кг/м3 максимальное давление на поверхность детали в конце скользящего слоя составит 0,35 МПа. Так как поперечное сечение элементарного слоя соответствует размеру гранулы, динамическое воздействие единичной гранулы в виде призмы ГГГ15 х 15 достигнет 360.. .380 Н.

Для способов одновременной двусторонней обработки кольцевых поверхностей деталей уплотненным шлифовальным материалом также получены аналитические выражения для определения контактного давления как на внутренние, так и на наружные поверхности колец.

В четвертой главе приводятся описания методик экспериментальных исследований производительности обработки и показателей качества поверхности, а также принципиальные схемы технологического оборудования, разработанного для исследования центробежной обработки ДШМ. Представлены характеристики образцов и приборов для исследования производительности обработки, точностных параметров обработанных деталей и показателей качества поверхности и поверхностного слоя, что позволяет оценить достоверность результатов экспериментов.

В пятой главе приведены результаты исследований производительности обработки на основе моделирования контактного взаимодействия частиц ДШМ с обрабатываемой поверхностью.

Используя результаты исследования влияния технологических факторов на съем металла, выполненные по методике многофакторного планирования, были разработаны математические модели съема металла при обработке шлифовальным зерном и абразивными гранулами, а также модель изменения размеров детали при отделочной обработке дискретной средой из стальных шаров.

Для двусторонней центробежной обработки колец шлифовальными зернами модель съема металла <7 примет вид

4яс «„с рмд/1д г-н д =---[г агссоэ-+

г1 г

'м'м (23)

т — И

+(г + 5к)агссоз——]ЯД ^к^,

где г - радиус внутренней поверхности кольца; дк- толщина стенки кольца;

& - площадь контакта единичного зерна с поверхностью при заданной глубине внедрения Ад;

N — число абразивных частиц, приходящихся на единицу площади в зоне контакта с деталью;

с, аы с - площадь и толщина микростружки соответственно; рмд- плотность материала детали; ид - частота вращения детали;

к - глубина погружения детали в массу уплотненных частиц; /м - шаг по вершинам выступов микрорельефа абразивных частиц; /„- длина площадки выступа микрорельефа частицы; Яд- высота кольца;

кш и К - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние исходной шероховатости и состава жидкой фазы абразивной суспензии.

Экспериментальная проверка показала, что при обработке колец с внутренним радиусом г = 0,031 м, высотой Нд= 12 мм, изготовленных из стали 45, закаленной после нитроцементации до твердости 61...65 ЖСэ, съем металла составил ц = 20 мг/см2. Расхождение между расчетной и экспериментальными величинами съема не превышает 13 %, что является приемлемым с учетом большого числа случайных факторов.

Графические зависимости влияния зернистости г и времени обработки Г на массовый q и размерный М) съем металла приведены на рисунке 5.

АД

мкм мг/см

44 - 22

40 - 20

36 - 18

32 - 16

28 - 14

24 - 12

20 - 10

✓ -7Шя

2'

/ —'—

/ / ч

1/ Я

63 80 100 125 зернистость ъ

160

1,2- время обработки / = 9 мин; 3,4 - г = 5 мин

Рисунок 5 - Зависимость размерного Ы) и удельного массового 9 съема металла от зернистости шлифматериала г (условия обработки: шлифовальный материал 14А, Эб= 15 м/с; Од™ 12 м/с, жидкость суспензии - вода)

Нелинейный характер зависимости съема металла от зернистости шлифовального материала обусловлен тем, что существует оптимальная величина размера частиц, при которой достигается наибольшая производительность обработки. При увеличении размера частиц свыше 1... 1,25 мм снижается плотность контактирования частиц ДШМ с обрабатываемой поверхностью, что приводит к снижению съема металла, так как меньшее количество частиц одновременно участвует в резании.

Толщина слоя металла, удаляемого за цикл обработки с закаленной поверхности, достигает 20...25 мкм. При этом полностью удаляются неровности исходной поверхности и дефектные поверхностные слои металла.

Для объемной обработки гранулами математическая модель массового съема металла дГ имеет вид

где Ус - объем стружки, удаляемой с поверхности детали;

г|1 - коэффициент, устанавливающий соотношение контурной и фактической площадей контакта;

8к - площадь контакта гранулы с поверхностью детали; - размер пятна контакта единичной абразивной частицы гранулы;

5Д - площадь обрабатываемой поверхности детали;

п, - число гранул в единице массы шлифовального материала;

1„ - средняя длина хорды скользящего слоя;

и3 - частота вращения контейнера вокруг собственной оси;

I - время обработки;

ЭрСр - средняя скорость резания;

&„- скорость п-то элементарного слоя;

к,х, кф, кр, кр, к„ - коэффициенты, учитывающие непрямолинейность скользящего слоя, форму обрабатываемой поверхности детали, режущие свойства шлифовального материала, интенсификацию обработки в зависимости от угла наклона поверхности рабочей загрузки к оси контейнера, а также увеличение съема, обусловленного наличием микрорельефа на абразивных частицах.

При обработке трехгранными призмами ПТ 15 X 15, (рм = = 2000 кг/м3) образцов в форме цилиндров диаметром 10 мм, высотой 20 мм из стали 45 (рм д = 7850 кг/м3) при средней скорости резания 9рср= 1,024 м/с и средней величине давления на поверхность детали Рср = 0,1518 МПа расчетная величина съема металла составила Яг р~ 0,128 мг/мм2. Съем металла по данным эксперимента -qт э - 0,1372 мг/мм2. Расхождение с расчетной величиной не превышает 7 %. При отсутствии переносного вращения водила расхождение с расчетным значением достигает 18,5 %, что обусловлено наличием застойной зоны, приводящей к нестабильности обработки.

Для прогнозирования размеров деталей при отделочной обработке стальными шарами была разработана имитационная модель с графической интерпретацией движения загрузки на дисплее компьютера.

Компьютерная программа позволила, варьируя технологические факторы, определить глубину лунки Лшах, ширину лунки Д^, и длину следа лунки /<*.

Исследования показали, что изменение размеров может достигать 0,005...0,01 мм, что необходимо учитывать при финишной обработке деталей.

Установлено, что при обработке стальными шарами предпочтителен водопадный режим движения рабочей загрузки в отличие от каскадного при объемной обработке деталей гранулами.

Шестая глава посвящена исследованию формирования параметров качества поверхности при центробежной обработке.

Получены математические модели влияния технологических факторов на шероховатость поверхности на основе обработки результатов экспериментов, выполненных по методике многофакторного планирования. Исследования выполнены для различных способов центробежной обработки с использованием в качестве шлифовального материала абразивных гранул и шлифовального зерна.

Влияние контактного давления р и времени обработки * на шероховатость поверхности при финишной обработке колец подшипников качения показано на рисунке 6.

Для эффективного снижения шероховатости необходимо задавать длительность цикла обработки не менее 8...9 мин (см. зависимость 1 на рисунке 6). При меньшей длительности шероховатость поверхности даже несколько возрастает по сравнению с исходной (см. зависимости 2 и 3 на рисунке 6). Это объясняется малой исходной шероховатостью поверхности подшипниковых колец (после операции шлифования) и особенностями контактного взаимодействия частиц шлифовального материала в исследуемом способе обработки. С увеличением контактного давления возрастает глубина внедрения микровыступов в поверхность металла, что приводит к образованию сравнительно глубоких рисок. С увеличением длительности обработки до 8... 9 мин, при прочих равных условиях, зерна шлифовального материала, контактирующие с обрабатываемой поверхностью, округляются, глубина внедрения микровыступов в металл уменьшается и формируется шероховатость поверхности с параметрами, соответствующими размерам рабочего микрорельефа зерен.

Яа, мкм

0,20

0,051

3 2

\

500 1_

50

600 _1_

700

800

900

-1

75

100

,яс, мин

Р. кПа

1 - время полирования / = 9 мин; 2-1 = 6 мин; 3-1 = 3 мин

Рисунок 6 - Зависимость шероховатости поверхности от частоты вращения водила (контактного давления уплотненного слоя) и времени обработки (условия обработки: шлифматериап 14А; зернистость г = 50; пк= 1800 мин"1; материал детали - сталь ШХ15,61.. .64 НЯС3)

Показано, что при центробежной обработке шлифзерном с использованием поверхностно-активных веществ с концентрацией от 0,2 до 2 % на закаленных поверхностях устойчиво достигается шероховатость Ла = 0,1...0,16 мкм, а при центробежной обработке гранулами на оптимальных режимах формируется более грубая шероховатость Яа = 1,08... 1,12 мкм. Поэтому после обработки гранулами при необходимости дальнейшего снижения шероховатости следует использовать второй переход обработки с использованием в качестве инструмента стальных шаров.

Величину шероховатости поверхности Яа после объемной обработки стальными шарами в контейнерах с планетарным вращением можно прогнозировать, используя модель

Яа = /?аи

1-[" гм ^ ]у+(0 ¿Л-уЬтгх.К.ЪВ

(25)

где Л и рм - радиус и плотность материала шара соответственно;

во - скорость взаимодействия;

/- коэффициент трения скольжения;

Оу- упругая осадка выступов неровностей;

В и со - коэффициенты, характеризующие контактные напряжения на выступах неровностей;

Апих - глубина лунки;

¿к- комплексный коэффициент;

Яаи, В, V - характеристики параметров шероховатости исходной поверхности.

Математическую модель (25) можно использовать для прогнозирования шероховатости по параметру Яа при условии равномерного покрытия поверхности отпечатками шаров. Для оценки равномерности покрытия поверхности отпечатками был разработан специальный модуль, встроенный в компьютерную программу, описывающую контактное взаимодействие шаров с деталью при движении рабочей загрузки в контейнере с планетарным вращением.

Экспериментальная проверка подтвердила адекватность применения модели (25) для оценки шероховатости поверхности. Установлено, что при двухпереходной обработке абразивными гранулами и стальными шарами устойчиво достигается шероховатость /?а = 0,16...0,2 мкм.

Анализ профилограмм с определением всех параметров шероховатости, предусмотренных стандартом, показал, что происходит полное удаление исходных неровностей обрабатываемой поверхности и увеличение относительной опорной длины профиля, что свидетельствует о высоком качестве финишной обработки. Электронно-микроскопические исследования подтвердили доминирующее влияние диспергирования металла микро- и субмикровыступами рельефа абразивных частиц на формирование шероховатости обработанной поверхности.

Микрофотографии поверхности закаленных колец после двусторонней обработки ДШМ приведены на рисунке 7,а. Субмикрорельеф обработанной поверхности носит четко выраженные следы резания микро- и субмикровыступами абразивных частиц. Ориентированные в направлении движения детали микрориски сочетаются с отдельными царапинами неопределенной формы с наплывами и навалами металла по краям.

а б

Рисунок 7 - Субмикрорельеф поверхности (увеличение 3000х) после двусторонней обработки ДШМ (сталь 45, нитроцементация, Н11СЭ 61... 64, условия обработки: шлифматериал 14А, зернистость 125, / = 9 мин, Э6= 17 м/с, Зд= 17 м/с):

а - жидкость суспензии - вода; Яа = 0,18 мкм; б - технологическая жидкость: Ыа2С03 (2 %) + №3Р04 (1 %)+ ОП-7 (0,2 %) + + мыло (0,5 %) + Н20 (96,3 %); Яа = 0,16 мкм

Добавление в технологическую жидкость технического мыла и активных смачивателей с присадками неорганических солей в небольшой концентрации позволяет получить более однородную поверхность без наволакивания металла (рисунок 7,6), что можно объяснить эффектом адсорбционного пластифицирования поверхностного слоя. Поэтому применение поверхностно-активных веществ в виде активных смачивателей типа ОП-7, технического мыла и присадок неорганических солей, например тринатрийфосфата (ЫазРОд) или кальцинированной соды (Ыа2С03), в небольших концентрациях от 0,2 до 2 % интенсифицирует нивелирование поверхности при центробежной обработке деталей ДШМ.

Низкотемпературный характер абразивного резания приводит к упрочнению поверхности на глубине 10... 15 мкм при обработке шлифзерном с формированием сжимающих остаточных напряжений в поверхностных слоях металла до 300...400 МПа. При обработке гранулами и стальными шарами микротвердость поверхности увеличивается до 20...30 % на глубине до 0,4 мм с формированием остаточных напряжений сжатия величиной 400...500 МПа.

#

Исследования точности обработки, выполненные на подшипниковых кольцах, показали, что устойчиво снижаются шероховатость до Яа = 0,1...0,12 мкм и волнистость до Я, = 0,16...0,42 мкм, но нестабильный характер носит изменение огранки (для некоторых колец * она увеличилась на 0,1... 1 мкм).

Геометрическая форма профиля, достигнутая на предшествующих операциях формообразования, в основном сохраняется. Установлено, что величина неравномерности съема металла на выступающих участках профиля не превышает 8 %, что значительно меньше допусков на обработку.

В седьмой главе приводятся рекомендации по выбору технологических режимов центробежной обработки при использовании различных шлифовальных материалов и дискретных обрабатывающих сред в зависимости от требований к качеству поверхности.

Показаны технологические возможности обработки ДШМ, определена область эффективного применения новой технологии, приведены результаты экономической эффективности внедрения.

Описаны конструкции и представлены образцы промышленного технологического оборудования с техническими характеристиками для обработки колец, труб и объемной обработки деталей сложной формы.

I

Основные выводы

1. Решена крупная научно-техническая проблема повышения качества и снижения трудоемкости финишной обработки деталей со ■> сложной формой рабочих поверхностей на основе разработки новых

и совершенствования существующих способов центробежной обработки дискретным шлифовальным материалом.

2. Разработаны новые способы центробежной обработки ДШМ внутренних и наружных поверхностей деталей типа колец, втулок,

труб, а также объемной (всесторонней) обработки деталей сложной формы, и выполнены теоретические исследования, которые позволили установить условия трансформации частиц твердой фракции суспензии в работоспособный эластичный инструмент, копирующий форму профиля деталей.

3. Математически описано движение частиц шлифовального материала под действием инерционных сил, и получены аналитические зависимости, позволяющие определить граничные условия устойчивого положения эластичного инструмента для различных способов обработки, что необходимо учитывать при регламентировании технологических режимов и проектировании оборудования.

4. Получены аналитические зависимости для определения динамического воздействия как отдельных частиц ДШМ, так и всего уплотненного слоя шлифовального материала на обрабатываемые поверхности, которые позволяют оценить контактное давление эластичного инструмента на деталь при назначении режимов обработки.

5. Даны рекомендации по выбору параметров планетарного вращения контейнеров с деталями или оправок, несущих обрабатываемые детали, и установлены допустимые соотношения угловых скоростей вращения водила и деталей для различных способов центробежной обработки, которые необходимо учитывать при назначении интенсивных технологических режимов.

6. Разработаны модели съема металла шлифовальными зернами и гранулами, учитывающие особенности контактного взаимодействия частиц с обрабатываемой поверхностью, физико-механические характеристики шлифовального материала и материала детали, размерные характеристики абразивных частиц и деталей, технологические режимы обработки, что дало возможность прогнозировать величину удаляемого технологического припуска с погрешностью, не

превышающей 13... 15 % при обработке зернами, и 7... 10 % — при обработке гранулами.

7. Разработана математическая модель изменения размеров детали и оценки параметров отпечатков при отделочно-упрочняющей объемной обработке поверхностей деталей стальными шарами в контейнерах с планетарным вращением с использованием компьютерной программы и графической интерпретацией движения загрузки, что позволило рекомендовать при обработке шарами «водопадный» ре-

жим движения в отличие от «каскадного» при обработке абразивными гранулами и установить, что изменение размеров деталей не выходит за пределы 6.. .7 квалитетов.

8. Установлено влияние технологических факторов на шероховатость поверхности для различных способов центробежной обработки ДШМ, и получены полиномиальные математические зависимости для прогнозирования шероховатости обработанной поверхности, которая достигает Ra = 0,1...0,16 мкм при использовании шлифовального зерна и Ra = 1,08... 1,12 мкм после обработки абразивными гранулами.

9. Предложена математическая модель формирования шероховатости поверхности при центробежной обработке металлическими шарами, которая позволяет прогнозировать снижение шероховатости до Ra = 0,18...0,2 мкм при равномерном покрытии поверхности отпечатками, определяемом с помощью отдельного модуля компьютерной программы контактного взаимодействия шаров с деталью.

10. Показано, что при центробежной обработке закаленных деталей шлифзерном увеличение микротвердости поверхностного слоя составляет 8... 12 % на глубине до 10... 15 мкм с формированием сжимающих остаточных напряжений до 300...400 МПа, а при двух-переходной объемной обработке абразивными гранулами и металлическими шарами микротвердость возрастает до 20...30 % на глубине 0,3...0,4 мм с формированием в поверхностных слоях металла сжимающих остаточных напряжений до 400... 500 МПа.

11. Показано, что при финишной обработке партии подшипниковых колец волнистость снизилась с Я, = 0,24...0,86 мкм до Нъ = 0,16.. .0,42 мкм, а шероховатость поверхности с Ra - 0,16.. .0,17 мкм до Ra = 0,1...0,12 мкм, однако другие отклонения макрогеометрии практически не устраняются и должны обеспечиваться в допускаемых пределах на предшествующих операциях формообразования.

12. Разработано промышленное технологическое оборудование для центробежной обработки ДШМ в виде шлифовального зерна и абразивных гранул, а также дискретной средой из фарфоровых, стеклянных и стальных шаров. Внедрение новой технологии позволило получить годовой экономический эффект на сумму 590 197 рублей в ценах до 1991 года и 550 480 рублей - в 2002 и 2003 годах.

Основные публикации по теме диссертации

1. Зверовщиков В. 3. Динамика центробежной обработки деталей дискретным шлифовальным материалом: Монография. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. - 200 с.

2. Зверовщиков В. 3. Динамика центробежной обработки деталей дискретным шлифовальным материалом в контейнерах с планетар-

» ным вращением // Новые промышленные технологии: Произв.-техн.

журнал. - М.: ЦНИЛОТ, 2005. - № 1. - С. 7-11.

3. Зверовщиков В. 3. Совершенствование технологии финишной обработки деталей путем уплотнения дискретного шлифовального материала внешним давлением / В. 3. Зверовщиков, А. В. Зверовщиков // Новые промышленные технологии: Произв.-техн. журнал. - М.: ЦНИЛОТ, 2005. - № 1. - С. 11-16.

4. Зверовщиков В. 3. О тепловых процессах при обработке длинномерных винтов и валов шлифовальным материалом, уплотненным в камере / В. 3. Зверовщиков, А. И. Долотин // Современные проблемы машиностроения: Тр. П Междунар. науч.-техн. конф. - Томск: Изд-во ТПУ, 2004. - С. 412^15.

5. Зверовщиков В. 3. Новый способ финишной обработки длинномерных винтов и валов уплотненным шлифовальным материалом / В. 3. Зверовщиков, А. И. Долотин // Технологическое обеспечение качества машин и приборов: Сб. материалов Всерос. науч.-техн. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 2004. - С. 129-132.

6. Зверовщиков В. 3. Компьютерное моделирование поверхностей деталей в контейнерах с планетарным вращением / В. 3. Зверовщиков, С. А. Нестеров // Изв. вузов. Поволжский регион. Технические науки. - Пенза: ИИЦ ПТУ, 2003. - С.167-176.

7. Зверовщиков В. 3. Новая технология центробежной обработки крупногабаритных колец дискретным шлифовальным материалом //

( Актуальные проблемы науки и образования: Тр. Междунар. юбилей-

ного симпозиума. - В 2-х т. Т. 2. - Пенза: ИИЦ ПТУ, 2003. - С. 11-14.

8. Зверовщиков В. 3. Повышение эффективности обработки деталей из жаропрочной стали дискретным шлифовальным материалом // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Шлифабразив-2003: Сб. статей Междунар. науч.-техн. конф. -

Волгоград; Волжский: Волжск. ИСИ, филиал ВолгГАСА, 2003. -С. 208-210.

9. Зверовщиков В. 3. Центробежная обработка поверхностей деталей дискретным шлифовальным материалом // Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков: Сб. материалов VIII Междунар. науч.-техн. конф. Ч. 1. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 2003.- С. 261-263.

10. Зверовщиков В. 3. Метод центробежной обработки деталей дискретным шлифовальным материалом - перспективная инновационная технология // Интеллектуальная подготовка инновационных процессов: Сб. материалов Всерос. науч.-пракг. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 2003. - С. 60-62.

11. Зверовщиков В. 3. Моделирование процесса упрочнения поверхностей деталей при абразивной обработке в контейнерах с планетарным вращением / В. 3. Зверовщиков, С. А. Нестеров, Ю. И. Про-свирнин // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Шлифабразив-2001: Сб. трудов науч.-техн. конф. -Волжский, 2001. - С. 217-220.

12. Зверовщиков В. 3. Ударная центробежная обработка поверхностей деталей / В. 3. Зверовщиков, С. А. Нестеров, Ю. И. Просвир-нин // Комплексное обеспечение показателей качества транспортных и технологических машин: Сб. статей Междунар. науч.-техн. конф. -Пенза: ИИЦПГУ, 2001.-С. 416-421.

13. Зверовщиков В. 3. Динамическое упрочнение поверхностей деталей в контейнерах с планетарным вращением / В. 3. Зверовщиков, С. А. Нестеров, Ю. И. Просвирнин II Комплексное обеспечение показателей качества транспортных и технологических машин: Сб. статей Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: ИИЦ 111 У, 2001. -С. 299-302.

14. Зверовщиков В. 3. Проблемы механизации отделочно-зачист-ных операций и перспективы развития технологии обработки деталей незакрепленным шлифовальным материалом И Сб. статей Всерос. науч.-техн. конф. «МНТК-99». - Арзамас: Изд-во Арзамасского филиала НГТУ, 1999. - С. 236-237.

15. Зверовщиков В. 3. Повышение эффективности полирования деталей после листовой штамповки // Сер.: «Машиностроение»: Сб. ученых трудов ун-та. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1999. - С. 6-9.

16. Зверовщиков В. 3. Влияние технологических факторов на формирование микрорельефа поверхности при центробежно-ударном пластическом деформировании / В. 3. Зверовщиков, Я. И. Барац, И. А. Маслякова // Точность и надежность технологических и транспортных систем: Сб. статей по материалам V Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 1999. - С. 199-201.

17. Зверовщиков В. 3. Особенности контактного взаимодействия уплотненного шлифовального материала и обрабатываемой поверхности при финишной центробежно-абразивной обработке деталей // Точность и надежность технологических и транспортных систем: Сб. статей по материалам V Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 1999. - С. 191-196.

18. Зверовщиков В. 3. Центробежно-абразивная обработка деталей - эффективная технология механизации ручных операций // Современные технологии в машиностроении: Сб. материалов Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 1999. -С. 54-56.

19. Зверовщиков В. 3. Качество поверхности при объемной центробежно-абразивной обработке деталей // Точность технологических и транспортных систем: Сб. статей по материалам IV Междунар. науч.-техн. конф. Ч. 2. - Пенза: ИИЦ111 У: Поволжский Дом знаний, 1998.-Вып. 7, 8.-С. 61-64.

20. Зверовщиков В. 3. Повышение эффективности обработки мелкоразмерных деталей приборостроения // Элементы и приборы систем измерения и управления автоматизированных производств: Межвуз. сб. науч. тр. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 1997. -С. 59-63.

* 21. Зверовщиков В. 3. Формирование качественных характеристик

поверхности при центробежно-абразивной обработке деталей // Точность автоматизированных производств: Сб. статей Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 1997. - С. 160-163.

нацмума^.-»^ . БИММОТСМ С-Петербург <

ЗУ» «О МГ »

" ■■' *

22. Зверовщиков В. 3. Совершенствование технологии финишной обработки деталей незакрепленным шлифовальным материалом // Современные технологии в машиностроении: Сб. материалов Все-рос. науч.-практ. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 1997. -С. 29-32.

23. Зверовщиков В. 3. Повышение эффективности отделочной обработки деталей незакрепленным шлифовальным материалом II Технология и автоматизация производственных процессов в машиностроении: - Пенза: Изд-во ПГТУ, 1996. - С. 30-36.

24. Зверовщиков В. 3. Определение скорости резания при объемной центробежно-планетарной обработке / В. 3. Зверовщиков, А. Н. Мартынов, А. Е. Зверовщиков // Вестник машиностроения. -М.: Машиностроение, 1996. - № 9. - С. 25-27.

25. Зверовщиков В. 3. Использование центробежно-планетарной обработки для повышения эффективности отделочно-зачистных операций // Технологический потенциал и структура изделий предприятий в условиях рынка: Сб. материалов Междунар. науч.-техн. конф. -Пенза: Поволжский Дом знаний, 1996. - С. 18-21.

26. Зверовщиков В. 3. Станок для финишной обработки колец эластичным фасонным абразивным инструментом // Современные технологии в машиностроении: Сб. материалов Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 1996. - С. 49-54.

27. Зверовщиков В. 3. Интенсификация обработки деталей незакрепленным шлифовальным материалом / В. 3. Зверовщиков, А. А. Слетов // Новые промышленные технологии: Произв.-техн. журнал. - М.: ЦНИЛОТ, 1996. - Вып. 1(272). - С. 42-48.

28. Зверовщиков В. 3. Центробежно-планетарный станок со сложным движением водила для объемной обработки деталей / В. 3. Зверовщиков, А. Н. Мартынов, А. А. Слетов // Новые промышленные технологии: Произв.-техн. журнал. - М.: ЦНИЛОТ, 1996. - Вып. 1 (272). -С. 33-41.

29. Зверовщиков В. 3. Станок для абразивной обработки незакрепленным шлифовальным материалом // Техника машиностроения: Информ.-техн. журнал. - М.: Изд-во «Вираж-центр», 1995. -№3(5).-С. 58-59.

. >.» «О*1 "

V »г*!' .1

-34 '

30. Зверовщиков В. 3. Камерная обработка деталей незакрепленным шлифовальным материалом // Комплексное обеспечение точности автоматизированных производств: Сб. статей Междунар. науч.-техн. конф. - Пенза: Поволжский Дом знаний, 1985. - С.103-105.

31. Зверовщиков В. 3. Технология финишной обработки деталей уплотненным шлифовальным материалом / В. 3. Зверовщиков, А. Н. Мартынов, А. Е. Зверовщиков // Организация производства и прогрессивная технология в приборостроении: Произв.-техн. сб. -М.: ЦНИЛОТ, 1991.-Вып. 8.-С. 13-15.

32. Мартынов А. Н. Станок для отделочной обработки / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, А. Е. Зверовщиков // Машиностроитель. -1990. -№12. -С. 28-29.

33. Зверовщиков В. 3. Высокопроизводительная технология финишной обработки деталей в центробежных установках /А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, А. Е. Зверовщиков // Организация производства и прогрессивная технология в приборостроении: Произв.-техн. сб. - М.: ЦНИЛОТ, 1990. - Вып. 7-8. - С. 11-12.

34. Зверовщиков В. 3. Особенности формирования качественных характеристик деталей при центробежно-абразивной обработке // Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструментов: Межвуз. сб. науч. тр. - Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1985. - № 13. -С. 67-72.

35. Зверовщиков В. 3. Финишная обработка внутренних поверхностей труб потоком инерционно-уплотненной абразивной суспензии // Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструментов: Межвуз. сб. науч. тр. - Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1983. -№ 12.-С. 59-66.

36. Зверовщиков В. 3. О некоторых качественных характеристиках поверхностного слоя деталей, обработанных уплотненным слоем абразива // Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструментов: Межвуз. сб. науч. тр. - Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1980. -№9.-С. 62-67.

37. Зверовщиков В. 3. Исследование физико-механических свойств поверхности, обработанной абразивом, уплотненным центробежно-планетарным способом / В. 3. Зверовщиков, А. Н. Мартынов // Орга-

низация производства, прогрессивная технология: Произв.-техн. сб. -М.: ЦНИЛОТ, 1982. - № 8. - С. 29-30.

38. Зверовщиков В. 3. Некоторые характеристики процесса финишной обработки деталей центробежно-планетарным способом / В. 3. Зверовщиков, А. Н. Мартынов // Абразивы: Науч.-техн. реф. сб. -М.: НИИмаш, 1979. - № 8. - С. 4-6.

39. Зверовщиков В. 3. Выбор скоростей системы и контейнеров при финишной обработке деталей / В. 3. Зверовщиков, П. И. Ящери-цын, А. Н. Мартынов // Изв. вузов. Машиностроение. - М.: МВТУ им. Баумана, 1978. -№ 8. - С. 161-164.

40. Зверовщиков В. 3. Полирование внутренних фасонных поверхностей вращения уплотненным абразивом центробежно-планетарным способом / В. 3. Зверовщиков, П. И. Ящерицын, А. Н. Мартынов // Изв. АН БССР. Сер. физ.-техн. наук. - Минск, 1977.-№2.-С. 54-59.

41. Зверовщиков В. 3. Обработка поверхностей деталей центробежно-планетарным способом / В. 3. Зверовщиков, А. Н. Мартынов // Изв. вузов. Машиностроение. - М.: МВТУ им. Баумана, 1977. -№2.-С. 128-131.

Авторские свидетельства и патенты

42. А. с. 541955 СССР, МКИ2В24В 31/08. Способ обработки изделий / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, В. М. Романов. - Опубл. 05.01.77. -Бюл.№1.

43. А. с. 622140 СССР, МКИ2 В24В 31/08. Способ обработки изделий / А. Н. Мартынов, П. И. Ящерицын, В. 3. Зверовщиков, А. В. Тарнопольский. - Опубл. 15.01.79. - Бюл. № 2.

44. А. с. 680864 СССР, МКИ2В24В 31/08. Способ обработки изделий / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, Е. 3. Зверовщиков, О. Ф. Пшеничный. - Опубл. 25.08.79. - Бюл. № 31.

45. А. с. 766847 СССР, МКИ3 В24С 3/06, Б04, Р5/46. Струйный насос / А. Н. Мартынов, Е. 3. Зверовщиков, В. 3. Зверовщиков, О. Ф. Пшеничный, А. В. Тарнопольский. - Опубл. 30.09.80. - Бюл. №36.

46. А. с. 787160 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Устройство для центро-бежно-абразивной обработки колец / А. Н. Мартынов, П. И. Ящери-цын, Е. 3. Зверовщиков, В. 3. Зверовщиков. - Опубл. 15.12.80. - Бюл. №46.

47. А. с. 814683 СССР, МКИ3В24В 31/08. Способ обработки изделий / А. Н. Мартынов, М. М. Свирский, А. В. Тарнопольский, В. 3. Зверовщиков, П. В. Нечаев, А. С. Долуда. - Опубл. 23.08.81. -Бюл. №11.

48. А. с. 831572 СССР, МКИ3В24В 31/08. Способ обработки изделий / А. Н. Мартынов, П. И. Ящерицын, В. 3. Зверовщиков, А. В. Тарнопольский, Ю. Н. Простое, О. Ф. Пшеничный. - Опубл. 23.05.81. -Бюл. № 19.

49. А. с. 831573 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Станок для полировки свободным абразивом полых изделий / А. Н. Мартынов, И. Н. Гон-тарь, В. 3. Зверовщиков, А. В. Тарнопольский, Ю. Н. Простое, О. Ф. Пшеничный. - Опубл. 23.05.81. - Бюл. № 19.

50. А. с. 1007941 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Устройство для цен-тробежно-абразивной обработки деталей / А. Н. Мартынов, Е. 3. Зверовщиков, В. 3. Зверовщиков, В. А. Карпов, О. Ф. Пшеничный. -Опубл. 30.03.83. - Бюл. № 12.

51. А. с. 1627382 СССР, МКИ5 В24В 31/104. Способ обработки деталей и устройство для его осуществления / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, А. Е. Зверовщиков, А. Т. Манько. - Опубл.

15.02.91.-Бюл. №6.

52. А. с. 1705040 СССР, МКИ5 В24В 31/104. Способ центробежной абразивной обработки деталей и устройство для его осуществления / А. Н. Мартынов, Е. 3. Зверовщиков, В. 3. Зверовщиков, А. Е. Зверовщиков, М. Д. Афонин, Ю. В. Денисов, Ф. Г. Багринцев. - Опубл.

15.01.92.-Бюл. №2.

53. А. с. 1749004 СССР, МКИ5 В24В 31/104. Способ отделочно-зачистной обработки и устройство для его осуществления / А. Н. Мартынов, Е. 3. Зверовщиков, В. 3. Зверовщиков, М. Д. Афонин, Е. К. Кондратов. - Опубл. 23.07.92. - Бюл. № 27.

54. А. с. 1761446 СССР, МКИ5 В24В 31/104. Устройство для центробежной абразивной обработки деталей / А. Н. Мартынов, Е. 3. Зверовщиков, В. 3. Зверовщиков. - Опубл. 15.09.92. - Бюл. № 34.

55. А. с. 1805012 СССР, МКИ5В24В 31/06. Способ камерной обработки свободным абразивом / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков,

A. Е. Зверовщиков, Н. С. Ильин, Г. Ф. Сретенский. - Опубл. 30.03.93. -Бюл. № 12.

56. А. с. 835718 СССР, МКИ3В24В 31/08. Устройство для центробежной обработки изделий типа колец / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, О. Ф. Пшеничный, А. В. Тарнопольский. - Опубл. 7.06.81. -Бюл. №21.

57. А. с. 878522 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Устройство для центробежной обработки поверхности деталей / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, А. В. Тарнопольский. - Опубл. 07.11.81. - Бюл. №41.

58. А. с. 891378 СССР, МКИ3В24В 31/08. Способ обработки изделий / А. Н. Мартынов, А. В. Тарнопольский, М. М. Свирский,

B. 3. Зверовщиков, П. В. Нечаев. - Опубл. 23.12.81. - Бюл. № 47.

59. А. с. 897483 СССР, МКИ3В24В 31/08. Способ обработки изделий / А. Н. Мартынов, А. В. Тарнопольский, М. М. Свирский, В. А. Скрябин, В. 3. Зверовщиков. - Опубл. 15.01.82. - Бюл. № 2.

60. А. с. 929415 СССР, МКИ3В24В 31/08. Устройство для центробежной абразивной обработки колец / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, С. Г. Ракитин, А. Ф. Мордынский. - Опубл. 23.05.82. - Бюл. № 19.

61. А. с. 948637 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Способ обработки деталей в среде свободного абразива / А. Н. Мартынов, П. И. Ящерицын,

B. 3. Зверовщиков, Н. А. Миронычев. - Опубл. 07.08.82. - Бюл. № 29.

62. А. с. 986746 СССР, МКИ3В24В 31/08. Устройство для центробежной абразивной обработки изделий типа колец / А. Н. Мартынов, И. Б. Колтунов, В. 3. Зверовщиков, С. Г. Ракитин. - Опубл. 07.01.83. -Бюл. № 1.

63. А. с. 986747 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Устройство для центробежной обработки колец / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков,

C. Г. Ракитин. - Опубл. 07.01.83. - Бюл. № 1.

64. А. с. 994231 СССР, МКИ3В24В 31/08. Способ обработки изделий / А. Н. Мартынов, В. 3. Зверовщиков, П. В. Нечаев, А. В. Тарнопольский, О. Ф. Пшеничный. - Опубл. 07.02.83. - Бюл. № 5.

65. Патент 221826 РФ, МКИ7 В24В 31/00. Устройство для камерной абразивной обработки деталей / В. 3. Зверовщиков, А. Н. Мартынов, А. В. Зверовщиков, С. А. Нестеров. - Опубл. 10.12.2003. -Бюл. № 34.

66. Патент 2218262 РФ, МКИ7 В24В 31/10. Способ камерной абразивной обработки и устройство для его осуществления / В. 3. Зверовщиков, А. Н. Мартынов, А. В. Зверовщиков, А. И. Долотин. -Опубл. 10.12.2003. - Бюл. № 34.

67. Патент 2227781 РФ, МКИ7В29С 37/02. Способ удаления облоя и грата с изделий из полимерных материалов / В. 3. Зверовщиков, Д. И. Переседов, В. А. Ломакин. - Опубл. 27.04.2004. - Бюл. № 12.

Зверовщиков Владимир Зиновьевич

Технологическое обеспечение качественных показателей поверхностей деталей на основе центробежной обработки дискретным шлифовальным материалом

Специальности: 05.02.08 - Технология машиностроения 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Редактор Т. В. Веденеева Технический редактор Н. А. Вьялкова Корректор Н. А. Сидельникова Компьютерная верстка/'. Б. Бердниковой

ИД №06494 от 26.12.01 Сдано в производство 26.04.05. Формат 60x84'/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,32. Заказ 279. Тираж 100.

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40.

, 2006-4 И 2 73 0 14619

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДИСКРЕТНЫМ ШЛИФОВАЛЬНЫМ МАТЕРИАЛОМ. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Сущность и технологические возможности методов обработки дискретным шлифовальным материалом

1.1.1. Галтовочная обработка деталей во вращающихся барабанах

1.1.2. Вибрационная обработка поверхностей деталей

1.1.3. Турбоабразивная обработка

1.1.4. Магнитно- абразивное полирование

1.1.5. Центробежно- ротационная обработка

1.1.6. Обработка незакрепленным шлифовальным материалом, уплотненным инерционными силами или статическим давлением

1.2. Влияние мелкодисперсных абразивных сред на формирование качественных показателей поверхности при центробежной обработке

1.3. Взаимосвязь параметров абразивных гранул с микрорельефом рабочих поверхностей деталей и съемом металла при объемных методах обработки деталей сложной формы

1.4. Классификация способов центробежной обработки дискретным шлифовальным материалом

1.5. Выводы, цель работы и задачи исследований

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ ШЛИФОВАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА И ФОРМИРОВАНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

2.1. Принципиальные схемы центробежной абразивной обработки деталей

2.1.1. Обработка внутренних поверхностей вращения

2.1.2. Объемная обработка деталей сложной формы

2.1.2.1. Объемная обработка деталей при переносном вращении водила

2.1.2.2. Объемная обработка деталей при стационарном положении водила и реверсировании вращения контейнеров

2.1.3. Обработка наружных поверхностей вращения

2.1.3.1. Обработка шлифовальным материалом, уплотненным при вращении камеры

2.1.3.2. Обработка шлифовальным материалом в неподвижной камере

2.1.4. Двусторонняя обработка кольцевых поверхностей деталей

2.1.4.1. Двусторонняя обработка колец в устройстве с одним ведущим валом

2.1.4.2. Двусторонняя обработка колец большого диаметра в устройстве с двумя ведущими валами

2.2. Закономерности трансформации дискретного шлифовального материала в режущий инструмент

2.2.1. Обработка внутренних поверхностей колец и втулок

2.2.1.1. Кинематические характеристики единичной частицы ДШМ

2.2.1.2. Динамика формирования режущего эластичного бруска

2.2.2. Обработка внутренних поверхностей деталей типа труб

2.2.3. Объемная обработка деталей сложной формы

2.2.4. Обработка наружных поверхностей вращения и двусторонняя обработка кольцевых поверхностей деталей

2.3. Выводы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТИЦ ДИСКРЕТНОГО ШЛИФОВАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА С ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ДЕТАЛИ ПРИ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОБРАБОТКЕ

3.1. Основные свойства обрабатывающей реологической среды, трансформированной в режущий инструмент из частиц ДШМ 1ф 3.2. Исследование динамики контактного взаимодействия плотного бруска с обрабатываемой деталью при полировании внутренних поверхностей вращения

3.3. Особенности контактного взаимодействия частиц ДШМ с поверхностью детали при обработке внутренних поверхностей труб потоком суспензии

3.4. Динамические характеристики скользящего слоя при объемной обработке деталей

3.5. Исследование динамического воздействия частиц ДТТТМ на обрабатываемые поверхности деталей при двусторонней обработке колец сложного профиля уплотненным шлифовальным материалом

3.6. Выводы

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Образцы и приборы, применяемые для исследований

4.2. Экспериментальное технологическое оборудование

4.3. Методика экспериментальных исследований

4.4. Выводы

ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЪЕМА МЕТАЛЛА И ИЗМЕНЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОБРАБОТКИ

5.1. Моделирование съема металла при обработке внутренних поверхностей деталей

5.1.1. Съем металла при обработке сложнопрофильных поверхностей прядильных колец

5.1.2. Съем металла при финишной обработке колец подшипников качения

5.1.3. Съем металла и изменение размеров при обработке внутренних поверхностей тонкостенных труб

5.2. Моделирование съема металла при объемной центробежной обработке деталей в контейнерах с планетарным вращением при стационарном положении водила

5.3. Моделирование съема металла при объемной обработке деталей в контейнерах с планетарным вращением при переносном движении водила *

5.4. Моделирование съема металла при двусторонней центробежной обработке кольцевых поверхностей деталей

5.5. Математические модели съема металла при центробежной обработке поверхностей деталей ДТТТМ

5.5.1. Модель съема металла шлифовальным зерном

5.5.2. Модель съема металла при объемной обработке деталей гранулами

5.5.3. Модель формирования отпечатка и изменения размеров детали при центробежной обработке поверхностей дискретной обрабатывающей средой из стальных шаров

5.6. Выводы

ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТИ И ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОБРАБОТКЕ

6.1. Изменение шероховатости поверхности в процессе центробежной обработки. Математические модели шероховатости поверхности

6.1.1. Моделирование шероховатости поверхности при финишной обработке деталей шлифовальным зерном

6.1.1.1. Шероховатость поверхности при центробежной обработке внутренних сложнопрофильных поверхностей прядильных колец

6.1.1.2. Влияние поверхностно-активных веществ на шероховатость поверхности

6.1.1.3. Формирование шероховатости поверхности при финишной обработке колец подшипников качения

6.1.1.4. Шероховатость поверхности при двусторонней центробежной обработке кольцевых поверхностей деталей

6.1.1.5. Исследование формирования параметров шероховатости поверхности при обработке поверхностей деталей шлифовальным зерном

6.1.2. Моделирование шероховатости поверхности деталей, обработанных ДШМ в виде гранул

6.1.3. Моделирование формирования шероховатости поверхности при центробежной обработке деталей стальными шарами

6.1.3.1. Шероховатость поверхности тонкостенных труб

6.1.3.2. Формирование шероховатости поверхности при объемной обработке деталей стальными шарами

6.2. Экспериментальное исследование микро- и субмикрорельефа обработанной поверхности

6.3. Микротвердость и остаточные напряжения в поверхностных слоях обработанных деталей

6.4. Точностные характеристики центробежной обработки ДШМ

6.5. Выводы

ГЛАВА 7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОМЫШЛЕННОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

7.1. Технологические возможности центробежной обработки ДШМ и область эффективного применения

7.2. Промышленная реализация результатов исследований

7.2.1. Станок для обработки внутренних поверхностей колец

7.2.2. Установка для центробежной обработки внутренних поверхностей труб шлифовальным зерном или дискретной обрабатывающей средой из стеклянных и стальных шаров

7.2.3. Центробежно-планетарный станок для объемной обработки деталей абразивными гранулами или стальными шарами

7.3. Рекомендации по режимам обработки и технико- экономическая эффективность

7.4. Выводы 420 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 421 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 425 ПРИЛОЖЕНИЯ

Техническое переоснащение производства, связанное с разработкой и внедрением новых эффективных технологий и оборудования, требует опережающего развития машиностроительного производства. В рыночных условиях развитие машиностроения невозможно без радикального улучшения качества продукции на основе внедрения перспективных, высокопроизводительных технологий механической обработки деталей. При этом возрастает роль технологических операций, определяющих качественные характеристики рабочих поверхностей деталей.

В технологии машиностроения разработаны научные основы формирования качественных показателей поверхностного слоя деталей при механической обработке и основные направления их оптимизации. Однако многообразие технологических операций, выполняемых при механической обработке материалов, возрастающие требования к качеству поверхностей деталей вызывают необходимость создания новых, более эффективных способов абразивной обработки. Финишная обработка сложнопрофильных деталей, например, турбинных лопаток, колец и сепараторов подшипников качения, деталей электроосветительной и водоразборной арматуры, червяков, шнеков, крыльчаток, колец прядильных и крутильных машин и т.п. всегда представляла сложную технологическую задачу и отличалась высокой трудоемкостью. В различных отраслях машиностроения сохраняется значительный объем ручных и полумеханических операций финишной обработки подобных деталей, что несовместимо с жесткими требованиями к точностным параметрам, шероховатости рабочих поверхностей или ограничению внутренних напряжений в материале детали. Отставание в технологии финишной обработки деталей сложной формы создает проблему повышения качества продукции машиностроения, снижает конкурентоспособность отечественных изделий.

Повышение качества изделий не может быть достигнуто без совершенствования процессов абразивной обработки, удельный вес которых при изготовлении деталей в машиностроении непрерывно возрастает.

Невозможно предложить универсальную технологию финишной абразивной обработки деталей со сложной формой рабочих поверхностей. Однако широкое распространение вибрационной, центробежно- ротационной и турбоабразивной обработки, позволяющей во многих случаях механизировать отделочно- зачистные и отделочно- упрочняющие операции, показывает перспективность применения технологии, основанной на использовании дискретного шлифовального материала различной дисперсности в виде гранул, шлифовального зерна и шлифовальных порошков. Повышение эффективности обработки дискретной абразивной средой может быть достигнуто путем увеличения контактного давления шлифовального материала под действием инерционных, преимущественно центробежных сил.

Центробежная обработка (ЦО) дискретным шлифовальным материалом (ДТТТМ) позволяет эффективно обрабатывать поверхности деталей со слож-нопрофильной и сложнопространственной формой путем трансформации частиц шлифовального материала в плотный режущий инструмент, копирующий форму детали. В качестве инструмента в зависимости от состояния исходной поверхности и требований к качеству обработки могут использоваться шлифовальные порошки и зерна, гранулированные абразивные наполнители, а также дискретные среды из фарфоровых, стеклянных и стальных шаров. Применение различных способов ЦО ДШМ позволяет формировать режущий контур инструмента без использования связки и обеспечивать перемещение уплотненного инерционными силами реологического инструмента относительно обрабатываемой поверхности с заданной скоростью. Регулируя величину контактного давления и скорость относительного перемещения поверхностей деталей и инструмента, можно управлять формированием качественных характеристик поверхностного слоя широкого круга деталей различной формы.

Проблема повышения качества финишной обработки деталей со сложной формой рабочих поверхностей имеет важное значение для машиностроения. Снижение трудоемкости финишных операций, достижение стабильности качественных характеристик обработанных поверхностей создает предпосылки для повышения конкурентоспособности машиностроительной продукции. При этом отсутствие системного подхода к совершенствованию технологии ЦО ДШМ на основе обобщения теоретического и экспериментального материала, направленного на повышение качественных показателей обработки, сдерживает широкое внедрение перспективного метода, оставляет нереализованными его потенциальные возможности.

Диссертационная работа направлена на повышение качества поверхностей деталей машин на основе исследования закономерностей трансформации частиц ДШМ в режущий инструмент, установления взаимосвязей между технологическими параметрами новых способов центробежной обработки, разработку и создание высокоэффективной технологии для достижения требуемых качественных показателей рабочих поверхностей.

Для достижения этого в диссертации решены следующие задачи:

1. Исследованы закономерности взаимодействия частиц дискретного шлифовального материала с обрабатываемой поверхностью при различных способах ЦО ДШМ;

2. Разработаны принципиальные схемы и конструкции устройств для реализации новых способов центробежной обработки и трансформации дискретных частиц шлифовального материала в режущий инструмент;

3. Созданы теоретические основы контактного взаимодействия реологического режущего абразивного инструмента с обрабатываемыми поверхностями деталей и методика расчета технологических параметров.

4. Выполнены экспериментальные исследования влияния режимов и условий обработки на интенсивность съема металла и состояние поверхностного слоя деталей;

5. Дана оценка адекватности математических моделей контактного взаимодействия уплотненного дискретного шлифовального материала с обрабатываемыми поверхностями деталей;

6. Реализованы методики назначения рациональных режимов и условий механической обработки для формирования заданных показателей качества обработанных поверхностей;

7. Разработаны технологические рекомендации по применению нового метода в промышленных условиях.

Диссертационная работа завершает цикл исследований, выполненных автором в период 1978.2005 гг в Пензенском государственном университете. Автор выражает особую благодарность и признательность за ценные замечания, советы и многостороннюю помощь, оказанную при выполнении работы, научному консультанту заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, доктору технических наук, профессору А.Н. Мартынову.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате выполненного комплекса теоретических и экспериментальных исследований решена крупная научно- техническая проблема повышения качества и снижения трудоемкости финишной обработки деталей со сложной формой рабочих поверхностей на основе разработки новых и совершенствования существующих способов центробежной обработки дискретным шлифовальным материалом.

Эта проблема является актуальной для машиностроения и имеет важное народно- хозяйственное значение. Выполненные теоретические исследования явились основой для разработки новых способов обработки, повышения их эффективности и позволили создать высокопроизводительное технологическое оборудование для промышленности. Достижение стабильных качественных характеристик поверхности при снижении трудоемкости отде-лочно- зачистной обработки деталей со сложной формой рабочих поверхностей, создают благоприятные предпосылки для повышения конкурентоспособности изделий машиностроения.

Автором получены следующие основные результаты:

1. Предложена классификация способов центробежной обработки ДТТТМ по технологическим и конструктивным признакам, которая позволяет выбрать эффективную технологию с учетом размеров, формы и требований к качеству поверхностей деталей.

2. Разработаны новые способы центробежной обработки ДШМ внутренних и наружных поверхностей деталей типа колец, втулок, труб, а также объемной (всесторонней) обработки деталей сложной формы и выполнены теоретические исследования, которые позволили установить условия трансформации частиц твердой фракции суспензии в работоспособный в эластичный инструмент, копирующий форму профиля деталей.

3. Раскрыто и математически описано движение частиц шлифовального материала под действием инерционных сил и получены аналитические зависимости, позволяющие определить граничные условия устойчивого положения эластичного инструмента для различных способов обработки, что необходимо учитывать при регламентировании технологических режимов и проектировании оборудования.

4. Получены аналитические зависимости для определения динамического воздействия как отдельных частиц ДШМ, так и всего уплотненного слоя шлифовального материала на обрабатываемые поверхности, которые позволяют оценить контактное давление эластичного инструмента на деталь при назначении режимов обработки.

5. Даны рекомендации по выбору параметров планетарного вращения контейнеров с деталями или оправок, несущих обрабатываемые детали, и установлены допустимые соотношения угловых скоростей вращения водила и деталей для различных способов центробежной обработки, которые необходимо учитывать при назначении интенсивных технологических режимов.

6. Разработана методика определения скорости резания и контактного давления на обрабатываемые поверхности с учетом подвижности частиц ДШМ в зоне контакта, что необходимо для проектирования технологии центробежной обработки деталей.

7. Разработаны модели съема металла шлифовальным зерном и гранулами, учитывающие особенности контактного взаимодействия частиц с обрабатываемой поверхностью, физико- механические характеристики шлифовального материала и материала детали, размерные характеристики абразивных частиц и деталей, технологические режимы обработки, что дало возможность прогнозировать величину удаляемого технологического припуска с погрешностью, не превышающей 13. 15%, при обработке зернами и 7. 10% при обработке гранулами

8. Разработана математическая модель изменения размеров детали и оценки параметров отпечатков при отделочно- упрочняющей объемной обработке поверхностей деталей стальными шарами в контейнерах с планетарным вращением с использованием компьютерной программы и графической интерпретацией движения загрузки, что позволило рекомендовать при обработке шарами «водопадный» режим движения в отличие от «каскадного» при обработке абразивными гранулами и установить, что изменение размеров деталей не выходит за пределы 6.7 квалитетов.

9. Спроектировано и изготовлено экспериментальное технологическое оборудование, которое позволило исследовать влияние технологических факторов на качественные характеристики обработанных поверхностей для различных способов центробежной обработки ДШМ.

10. Установлено влияние технологических факторов на шероховатость поверхности для различных способов центробежной обработки ДШМ и получены полиномиальные математические зависимости для прогнозирования шероховатости обработанной поверхности, которая достигает Яа=0,1.0,16 мкм при использовании шлифовального зерна и Яа= 1,08. 1,12 мкм после обработки абразивными гранулами.

11. Предложена математическая модель формирования шероховатости поверхности при центробежной обработке металлическими шарами, которая позволяет прогнозировать снижение шероховатости до Яа=0,18.0,2 мкм при равномерном покрытии поверхности отпечатками, определяемом при помощи отдельного модуля компьютерной программы контактного взаимодействия шаров с деталью.

12. Показано, что при центробежной обработке закаленных деталей шлифзерном увеличение микротвердости поверхностного слоя составляет 8. 12% на глубине до 10. 15 мкм с формированием сжимающих остаточных напряжений до 300.400 МПа, а при двухпереходной объемной обработке абразивными гранулами и металлическими шарами микротвердость возрастает до 20.30% на глубине 0,3.0,4 мм с формированием в поверхностных слоях металла сжимающих остаточных напряжений до 400.500 МПа.

13. Разработана имитационная модель для определения продолжительности обработки, достаточной для эффективного упрочнения всей поверхности детали, исключающей перенаклеп поверхностных слоев металла, что позволило ограничить время деформирования поверхности стальными шарами на интенсивных режимах 8. 12 минутами.

14. Установлено, что съем технологического припуска на диаметральные размеры подшипниковых колец и других цилиндрических образцов может достигать 30.40 мкм при обработке шлифзерном 14А50 или гранулами. При этом точность размеров может обеспечиваться в пределах 6.9 квалите-тов, а следовательно, технология центробежной обработки может быть рекомендована в качестве финишной операции для обработки достаточно точных деталей.

15. Показано, что при финишной обработке партии подшипниковых колец волнистость снизилась с Нв=0,24.0,86 мкм до #в=0,16.0,42 мкм, а шероховатость поверхности с Яа=0,16.0,17 мкм до Яа-0,1.0,12 мкм, однако другие отклонения макрогеометрии практически не устраняются и должны обеспечиваться в допускаемых пределах на предшествующих операциях.

16. Установлено, что геометрическая точность профиля поверхности, достигнутая на предварительных операциях формообразования, в основном сохраняется при величине неравномерности съема металла на выступающих участках профиля до 8%, а это свидетельствует о широких технологических возможностях центробежной обработки ДШМ.

17. Разработано промышленное технологическое оборудование для центробежной обработки ДШМ в виде шлифовального зерна и абразивных гранул, а также дискретной средой из фарфоровых, стеклянных и стальных шаров.

18. Приведены рекомендации по регламентированию режимов обработки в зависимости от требований к качеству поверхности.

19. Показана экономическая эффективность новой технологии, внедрение которой позволило получить годовой экономический эффект на сумму 590 197 рублей в ценах до 1991 года и 550 480 рублей в 2002 и 2003 годах.

1. Кулаков Ю.М. Отделочно-зачистная обработка деталей/Ю.М.Кулаков, В. А.Хрульков.-М. Машиностроение, 1979 — 216с.

2. Носач М.Я. Прогрессивные процессы абразивной обработки в машиностроении—М.-Л. ¡Машиностроение, 1966 — 100с.

3. Гарбер М.И. Декоративное шлифование и полирование. 2-е изд., -М.:Машиностроение, 1964 - 180с.

4. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник /Под общей ред.С.Г.Энтелиса, ЭМ.Берлинера. 2-е изд., перераб. и доп. -М.:Машиностроение, 1995.- 496с.

5. Коршунов В.А. Кинематический расчет параметров галтовочного устройства с пространственным движением барабана //Прогрессивные методы отделочной обработки деталей машин и приборов: Доклады зональной конф. Пенза: ПДНТП, 1986 - С.31-32.

6. Артемов В.Н. Особенности расчета галтовочных барабанов/ В.Н.Артемов, В.Ф. Першин, А.Г.Ткачев// Современные технологии в машиностроении: Материалы научно-техн. конф. Пенза: ПДНТП, 1996 - С.53-66.

7. Бабичев А.П. Вибрационная обработка деталей. — М. Машиностроение, 1974 136с.

8. Карташов И.Н. Обработка деталей свободными абразивами в вибрирующих резервуарах. Киев:Вища школа, 1975 - 188с.

9. Бабичев А.П. Основы вибрационной технологии: Учебное пособие. -Ростов-на-Дону :РИСХМ, 1994.- 187с.

10. Ю.Бурштейн И.Е. Объемная вибрационная обработка /И.Е.Бурштейн, В.В.Балицкий, А.Ф.Руховский. -М.Машиностроение, 1981- 52с.

11. Бурштейн И.Е. Объемная вибрационная обработка. Рекомендации. — М.:ЭНИМС, 1977.- 108с.

12. Политов И.В. Вибрационная обработка деталей машин и приборов /И.В. Политов, H.A. Кузнецов. -Л.:Лениздат, 1965.- 126с.

13. Лавендел Э.Э. Определение параметров движения контейнера и загрузки с учетом их взаимодействия при объемной вибрационной обработке /Э.Э.Лавендел, А.П.Субач //Вопросы динамики и прочности.-Рига: Знание, 1972.-С.5-18.

14. И.Бабичев А.П. Повышение интенсивности вибрационной обработки /А.П. Бабичев, И.А. Бабичев// Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструмента: Межвуз.сб.науч.тр. Пенза: Пенз.политехн.ин-т, 1987.-Вып.15. - С.56-58.

15. Зеленцов Л.К. Взаимодействие вибрирующей поверхности рабочей камеры с рабочей средой //Прогрессивные методы отделочной обработки деталей машин: Сб.тр. Ростов-на-Дону:РИСХМ, 1968 — Вып.12. -С.73-82.

16. Шаинский М.Е. Проблемы развития виброабразивной обработки в стране //Виброабразивная обработка деталей: Сб. материалов Всесоюзного научно-техн. семинара. Ворошиловград, 1978,- С.3-8.

17. Политов И.В. Вибрационная обработка деталей машин и приборов /И.В. Политов, H.A. Кузнецов. -Л.:Лениздат, 1965.- 126с.

18. Тамаркин М.А. Определение величины съема металла с поверхности детали при вибрационной обработке //Технология и автоматизация производственных процессов в машиностроении: Межвуз.сб.науч.тр. Пенза: Пенз.политехн.ин-т, 1979 - Вып.8. - С.37-40.

19. Hingnett J.B. The technology of mass Finishing. Automatic Machinung. 1980.- №5. -Vol 41.

20. Бабичев А.П. Конструирование и эксплуатация вибрационных станков для обработки деталей /А.П.Бабичев, Л.К. Зеленцов, Ю.М. Само думский. -Ростов-наДону: Изд-во Ростовского ун-та, 1981.— 160с.

21. Шишкин В.П. Исследование процесса шпиндельной вибрационной обработки зубчатых колес //Прогрессивная отделочно-упрочняющая технология: Сб.тр. Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1981.- С.28-31.

22. Самойлов С.И. Финишная виброабразивная обработка зубчатых колес/ С.И. Самойлов, В.П. Шишкин, Ю.П. Хардин// Технологические методы обеспечения качества зубчатых передач: Тезисы докладов Всесоюзной научно-техн. конф. -М., 1981- С.236-238.

23. Авторское свидетельство №532515 СССР, МКИ3 В 24С1/00. Способ абразивной обработки деталей/ З.И.Кремень, М.Л.Масарский, Л.А. Крылова и др. 1976.- Бюл.№39.

24. Масарский М.Л. Турбоабразивная обработка поршневых колец/ М.Л.Масарский, А.Д.Крайзе, М.Л.Шафоренко// Прогрессивные методы отделочной обработки деталей машин и приборов: Тезисы докладов зональной научно-техн.конф. Пенза: ПДНТП, 1986 - С.6-7.

25. Масарский М.Л. О силах резания и потребляемой мощности при турбоабразивной обработке деталей//Прогрессивные методыотделочной обработки деталей машин и приборов: Тезисы докладов зональной научно-техн.конф. Пенза: ПДНТП, 1986 - С.23-24.

26. Гузель В.З. Турбоабразивная обработка деталей после обработки резанием// Технология 96: Сб.науч.тр. межд.конф. - Новгород: НовГУ, 1996, - ч.П. - С.97-98.

27. Скворчевский Н.Я. Формирование поверхности при магнитно-абразивном полировании/ Н.Я.Скворчевский, Л.К.Минин// Совершенствование процессов финишной обработки в машиностроении: Материалы I Всесоюзной научно-техн.конф. —М., 1975.-С.111-113.

28. Скворчевский Н.Я. Особенности применения СОЖ при магнитно-абразивном полировании/ Н.Я.Скворчевский, Ф.Ю. Сакулевич// Технология машиностроения:Сб.тр. -Тула:Тульск.политехн.ин-т, 1977.-С.128-131.

29. Ящерицын П.И. Эффективность процесса магнитно-абразивнойобработки/ П.И.Ящерицын, Э.Н.Федорович, Н.Я.Скворчевский// Известия АН БССР: серия физико-технических наук, 1987. -№1-С.46-51.

30. Скворчевский Н.Я. Оптимизация магнитных систем для магнитно-абразивной обработки/ Н.Я.Скворчевский, Э.Н.Федорович, Г.И.Каран// Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструмента: Межвуз.сб.науч.тр. —Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1988 — С.4-8.

31. Трилисский В.О. Объемная центробежно-ротационная обработка деталей/ В.О.Трилисский, И.Е.Бурштейн, В.И. Алферов. — М.:НИИмаш, 1983.-52с.

32. Тамаркин М.А. Технологические особенности процесса центробежно-ротационной обработки/ М.А.Тамаркин, Д.В.Виноградов, Э.Э.Тищенко, Д.И.Гаврилов// Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы:

33. Сб.тр.межд.научно-техн.конф. «Шлифабразив-2001». Волжский: ВолжскИСИ, филиал ВолгГАСА, 2001.- С. 162-165.

34. Ящерицын П.И. Финишная обработка деталей уплотненным потоком свободного абразива/ П.ИЛщерицын, А.Н.Мартынов, А.Д.Гридин. -Мн.:Наука и техника, 1978,- 224с.

35. Мартынов А.Н. Основы метода обработки деталей свободным абразивом, уплотненным инерционными силами. —Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1981.- 218с.

36. Мартынов А.Н. Определение основных технологических параметров камерного способа абразивной обработки деталей/ А.Н.Мартынов, В.А.Лемин, В.А.Скрябин// Известия вузов: Научно-технический журнал. -М.:МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1990 №9. - С.95-100.

37. Воронцов В.Н. Особенности процесса полирования поверхностей камерным методом/ В.Н.Воронцов, В.Е.Батищев// Абразивы: Науч.-техн.реф.сб. -М.:НИИМАШ, 1975.-Вып.11.-С.10-12.

38. Крагельский И.В. Трение и износ. -М. Машиностроение, 1968 — 480с.

39. Маслов E.H. Теория шлифования материалов. —М. Машиностроение, 1974.-320с.

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

41. Шальнов В.А. Шлифование и полирование высокопрочных материалов. -М.'.Машиностроение, 1972 —272с.

42. Мартынов А.Н. К определению коэффициента резания-царапания при абразивном микроскоблении/ А.Н.Мартынов, В.А.Скрябин // Чистовая обработка деталей машин: Межвуз.сб.науч.тр. -Саратов: Саратовский политехи, ин-т, 1981 С. 100-104.

43. Бабичев А.П. Технологические возможности виброгалтовки/ А.П.Бабичев, В.И.Дьяченко// Станки и инструмент: научнотехнический и производственный журнал. -М. Машиностроение, 1965.-№12.- С.26-29.

44. Бабичев А.П. Формирование микрорельефа поверхности при виброгалтовке/ А.П.Бабичев, Б.Б.Ходош// Прогрессивные методы отделочной обработки деталей машин: Сб.статей. — Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1967-Вып. 12.- С.95-103.

45. Димов Ю.В. Исследование рабочей поверхности абразивных гранул при объемной вибрационной обработке/ Ю.В.Димов, Г.В.Литовка// Абразивы: Научно-техн.реф.сб. -М.:НИИМАШ, 1983.- Вып. 1. С. 1 -6.

46. Литовка Г.В. Аналитическое определение вероятностной высоты микронеровностей деталей при виброабразивной обработке// Управляемые механические системы: Сб.статей. —Иркутск: Иркутский политехн.ин-т, 1980-С. 166-172.

47. Литовка Г.В. Критический радиус как критерий работоспособности абразивных гранул// Совершенствование технологических процессов в машиностроении: Сб.статей. -Иркутск: Иркутский политехн.ин-т, 1982.-С.112-117.

48. Слюсареико К.Г. Абразивные наполнители для виброшлифования/ К.Г.Слюсаренко, М.Л.Дубова// Абразивы: Научно-техн.реф.сб. -М.:НИИМАШ, 1983.- Вып.6. С.3-5.

49. Левеигарц В.М. Обработка латунных деталей виброабразивным способом// Состояние и перспективы промышленного освоения вибрационной обработки: Сб.статей. — Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1974.-С.152-156.

50. Тамаркии М.А. Расчет параметров шероховатости при вибрационной обработке// Отделочно-упрочняющая механическая обработка, качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин: Сб.статей. Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1977 - С.28-30.

51. Бабичев А.П. Влияние условий отделочной и упрочняющей обработки на важнейшие эксплуатационные свойства деталей машин//Чистовая отделочно-упрочняющая и формообразующая обработка металлов: Сб.статей Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1973-С.3-21.

52. Димов Ю.В. Шаржирование поверхности деталей при виброабразивной обработке/ Ю.В.Димов, Г.В.Литовка//

53. Технологическое управление качеством обработки и эксплуатационными свойствами деталей машин: Тезисы докладов Всесоюзной научно-техн.конф. — Киев, 1980 С.47-50.

54. Зверовщиков В.З. Центробежно-абразивная обработка поверхностей деталей — эффективная технология механизации ручных операций// Современные технологии в машиностроении: Сб.материалов научно-практ.конф. Пенза: ПДЗ, 1999. - С.54-56.

55. Авторское свидетельство №5416SS СССР, МКИ2В24В 31/08. Способ обработки изделий/ А.Н.Мартынов, В.З.Зверовщиков, В.М.Романов. -1977. -Бюл.№1.

56. Авторское свидетельство №891378 СССР, МКИ3В24В 31/08. Способ обработки изделий/ А.Н.Мартынов, А.В.Тарнопольский, М.М.Свирский, В.З.Зверовщиков, П.В.Нечаев. 1981. -Бюл.№47.

57. Авторское свидетельство №814683 СССР, МКИ3В24В 31/08. Способ обработки изделий/ А.Н.Мартынов, М.М.Свирский, А.В.Тарнопольский, В.З.Зверовщиков, П.В.Нечаев, А.С.Долуда. -1981. -Бюл.№11.

58. Авторское свидетельство №897483 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Способ обработки изделий/ А.Н.Мартынов, А.В.Тарнопольский, М.М.Свирский, В.А.Скрябин, В.З.Зверовщиков. 1982. - Бюл.№2.

59. Авторское свидетельство №642140 СССР, МКИ2В24В 31/08. Способ обработки изделий/ А.Н.Мартынов, П.И.Ящерицын, В.З.Зверовщиков, А.В.Тарнопольский 1979. -Бюл.№2.

60. Лурье Г.Б. Шлифование деталей в барабанах с планетарным вращением/ Г.Б.Лурье, А.П.Синотин// Вестник машиностроения: Научно-техн. и производственный журнал. 1974. - №8. - С.38-40.

61. Мнджоян К.А. Планетарно-абразивная обработка мелких деталей// Станки и инструмент: Научно-техн. и производственный журнал. -М.,1981. — №11. -С.20-21.

62. Степашкин С.М. Прогрессивные технологические процессы в автостроении: Механическая обработка, сборка/ С.М.Степашкин, С.Н.Калашников, Д.М.Левчук и др.// Под ред.С.М.Степашкина. -М. Машиностроение, 1980. 320с.

63. Masahisa Matsunaga, Hisamine Kobayashi. High Speed Surfage Finishing Method. United States Patent Office №3513604, U.S.C1., 51-313, Jnt.Cl. В 24B 1/00, Patented May 26, 1970.

64. Авторское свидетельство №Ю27 382 СССР, МКИ5 В24В 31/104. Способ обработки деталей и устройство для его осуществления/

65. A.Н.Мартынов, В.З.Зверовщиков, А.Т.Манько. 1991. - Бюл.№6.

66. Мартынов А.Н. Технология финишной обработки деталей уплотненным шлифовальным материалом/ А.Н.Мартынов,

67. B.З.Зверовщиков, А.Е.Зверовщиков// Технический прогресс в атомной промышленности. Серия: Организация производства и прогрессивная технология в приборостроении: Производственно-технический сборник. -М.: ЦНИЛОТ, 1991. -Вып.8. С. 13-15.

68. Авторское свидетельство №1 705 040 СССР, МКИ5 В24В 31/104. Способ центробежной абразивной обработки деталей и устройство для его осуществления/ А.Н.Мартынов, В.З.Зверовщиков, М.Д.Афонин и др. 1992. - Бюл.№2.

69. Авторское свидетельство №252114 СССР, МКИВ24В 31/06. Способ обработки изделий/ Б.К.Колесов. 1969. -Бюл.№28.

70. Авторское свидетельство №680864 СССР, МКИ2В24В 31/08. Способ обработки изделий / А.Н.Мартынов, Е.З.Зверовщиков, В.З.Зверовщиков, О.Ф.Пшеничный. 1979. -Бюл.№31.

71. Авторское свидетельство №994231 СССР, МКИ3В24В 31/08. Способ обработки изделий / А.Н.Мартынов, В.З.Зверовщиков, П.В.Нечаев,

72. A.В.Тарнопольский, О.Ф.Пшеничный. 1983. - Бюл.№5.

73. Авторское свидетельство №948637 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Способ обработки деталей в среде свободного абразива/ А.Н.Мартынов, П.И.Ящерицын, В.З.Зверовщиков, Н.А.Миронычев. 1982. -Бюл.№29.

74. Авторское свидетельство №1 805 012 СССР, МКИ5 В24В 31/06. Способ камерной обработки свободным абразивом/ А.Н.Мартынов,

75. B.З.Зверовщиков, Н.С.Ильин и др. 1993. - Бюл.№12.

76. Авторское свидетельство №986747 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Устройство для центробежной обработки колец/ А.Н.Мартынов, В.З.Зверовщиков, Е.З.Зверовщиков, С.Г.Ракитин. 1983. - Бюл.№1.

77. Авторское свидетельство №787160 СССР, МКИ3 В24В 31/08. Устройство для центробежной абразивной обработки колец/

78. A.Н.Мартынов, П.И.Ящерицын, В.З.Зверовщиков. 1980. - Бюл.№46.

79. Мартынов А.Н. К вопросу о центробежно-планетарном способе обработки свободным абразивом/ А.Н.Мартынов, Г.О.Ярошевич,

80. B.З.Зверовщиков // Технология и автоматизация производственных процессов в машиностроении: Межвуз.сб.науч.тр. -Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1976.—С.29-33.

81. Мартынов А.Н. Обработка поверхностей деталей центробежно-планетарным способом/ А.Н.Мартынов, В.З.Зверовщиков // Известия вузов. Машиностроение. М: МВТУ им.Баумана, 1977 - №2. - С. 128131.

82. Мартынов А.Н. Некоторые характеристики процесса финишной обработки деталей центробежно-планетарным способом/

83. A.Н.Мартынов, В.З.Зверовщиков // Абразивы: Научно-техн.реф.сб. -М.: НИИмаш, 1979.- №8. С.4-6.

84. Лойцянский А.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука- 1970-904с.

85. О.Бушу ев Л.П. О движении загрузки в барабанах планетарной центробежной мельницы// Известия АН СССР. Отделение технических наук. Механика и машиностроение. 1961—№1. - С. 167169.

86. Мартынов А.Н. Динамика движение частиц рабочей загрузки в контейнерах с планетарным вращением/ А.Н.Мартынов,

87. B.З.Зверовщиков, А.Е.Зверовщиков// Технология и автоматизация производственных процессов в машиностроении: Серия «Машиностроение»: Сб. ученых трудов ун-та. Пенза: Изд-во Пенз.гос.ун-та, 1999 - Вып.2. - С.82-86.

88. Бушуев Л.П. Об относительном движении свободной частицы в камере планетарной центробежной мельницы// Известия вузов. Машиностроение. М.:МВТУ им.Баумана, 1961.- №2. - С.43-50.

89. Муцянко В.И. Абразивные материалы и инструменты. Каталог-справочник/ В.И.Муцянко, П.А.Гаврилов, Б.А.Глаговский, В.Д.Ивакин. М.: НИИмаш, 1976.- 390с.

90. Справочник по математике/Г.Корн, Т.Корн. Пер. с англ. 2-е изд. -М.: Наука, 1970.-С.252-276.

91. Оробинский В.М. Оптимизация процессов абразивной обработки путем применения нового абразивного инструмента без связки/ В.М. Оробинский, В.А.Солодков// Известия вузов. Машиностроение. -М.:МВТУ им. Баумана, 1993. №6. - С.21-24.

92. Авторское свидетельство №975379 СССР, МКИ3В240 18/00. Способ изготовления абразивных изделий/ В.М. Оробинский, Ю.Н.Полянский, Н.В.Талантов. 1982. - Бюл.№43.

93. Авторское свидетельство №1113371 СССР, МКИ3 В24В 18/00. Способ изготовления абразивных изделий/ Ю.Н.Полянский, Н.В.Талантов. 1984. - Бюл.№34.

94. ЮО.Малиновский Г.Т. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости для обработки металлов резанием. М.:Химия, 1998. - 192с.

95. Худобин JI.B. Смазочно-охлаждающие жидкости, применяемые при шлифовании. М. ¡Машиностроение, 1971. - 214с.

96. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсионных системах: Избранные труды. Физико-химическая механика. - М.:Наука, 1979. -318с.

97. М. Машиностроение, 1964.— 252с. Юб.Пертен Ю.А. Крутонаклонные конвейеры. —Л. Машиностроение (Ленингр. отделение), 1977. 216с.

98. Кащеев В.Н. Абразивное разрушение твердых тел. -М.:Наука, 1970.- 247с.

99. Курс механики сплошных сред. Общая теория/ П.Жермен. Пер. с фр.

100. B.В.Федулова. — М.:Высшая школа, 1983. — 339с.

101. Седов Л.И. Механика сплошной среды. 4-е изд., исправленное и доп. М.:Наука, Гл.ред. физико-математ. литературы, 1984. -Т.2. -560с.

102. Цытович Н.А. Механика грунтов. 4-е изд. М.:Высшая школа, 1983.-288с.

103. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. М.:Наука, 1970.- С.132-137.

104. Н.Богомолов Н.Н. О работе трения в абразивных процессах// Труды

105. Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструмента: Межвуз.сб.науч.тр. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1982. - Вып. 11. -С.80-87.

106. Зверовщиков В.З. Динамика процесса финишной обработки внутренних поверхностей труб потоком гидроабразивной суспензии/

107. B.З.Зверовщиков, Г.О.Ярошевич, Н.А.Миронычев// Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструмента: Межвуз.сб.науч.тр. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1985. - Вып. 13.1. C.86-90.

108. Зверовщиков В.З. Новая технология центробежной обработки крупногабаритных колец дискретным шлифовальным материалом// Актуальные проблемы науки и образования: Труды межд. юбилейного симпозиума-В 2-х т., т.2.-Пенза: ПТУ, 2003. С. 11-14.

109. Мартынов А.Н. Определение скорости резания при объемной центробежно-планетарной обработке/ А.Н.Мартынов,

110. B.З.Зверовщиков, А.Е.Зверовщиков// Вестник машиностроения: Научно-техн. и производственный журнал. М.: Машиностроение, 1996. - №9. - С.25-27.

111. Зверовщиков В.З. Качество поверхности при объемной центробежно-абразивной обработке деталей// Точность технологических и транспортных систем: Сб. статей IV Межд. научно-техн. конф. 4.2. Пенза:ПДЗ. - 1998. -С.61-64.

112. Авторское свидетельство №1761446 СССР, МКИ5 В24В 31/104. Устройство для центробежной абразивной обработки деталей/ А.Н.Мартынов, В.З.Зверовщиков, А.Е.Зверовщиков. 1992. -Бюл.№34.

113. Румшинский Я.З. Математическая обработка результатов эксперимента. — М.:Наука, 1971.- 192с.

114. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологического процесса: РДМУ 109-77. М.:Стандарты, 1976. -63с.

115. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов/ В.В.Налимов, Н.А.Чернова. -М.:Наука, 1965.-340с.

116. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента/А.А. Спиридонов, Н.Г.Васильев. Сведловск:Уральский политехи, ин-т, 1975. - 152с.

117. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М.:Легкая индустрия-1974. — 262с.

118. Брейдбард Б.М. Кольца прядильных и крутильных машин. Технические условия/ Брейдбард Б.М., Морозова P.C.// ГОСТ 3608-78. М.:Издательство стандартов, 1978. - 26с.

119. Ипполитов Г.М. Абразивно-алмазная обработка. -2-е изд. -М. Машиностроение, 1969. — 334с.

120. Зверовщиков В.З. О влиянии низкочастотных вибраций на эффективность объемной центробежной обработки деталей/

121. B.З.Зверовщиков, А.Е.Зверовщиков// Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструмента: Межвуз. сб. науч. тр-Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1989. Вып.17. - С.62-64.

122. Зверовщиков В.З. Интенсификация обработки деталей незакрепленным шлифовальным материалом/ В.З.Зверовщиков, А.А.Слетов// Новые промышленные технологии. — М.: Изд-во «ЦНИЛОТ», 1996. Вып. 1(272). - С.42-48.

123. Зверовщиков В.З. Станок для абразивной обработки незакрепленным шлифовальным материалом// Техника машиностроения М.: Изд-во «Вираж-Центр», 1995 - С.58-59.

124. Бушуев Л.П. Геометрия зоны отрыва и эффект самофутеровки в планетарной центробежной мельнице// Известия вузов. Машиностроение. М.: Изд-во МВТУ им. Баумана, 1964 - №101. C.16-25.

125. Ткачев В.Н. Работоспособность деталей машин в условиях абразивного изнашивания. М.: Машиностроение, 1995.- 336с.

126. Ваксер Д.Б. Влияние геометрии абразивного зерна на свойства шлифовального круга// Основные вопросы высокопроизводительного шлифования: Сб. статей. -М.: Машгиз, 1960,- С.78-86.

127. Ваксер Д.Б. Пути повышения производительности абразивного инструмента при шлифовании. М. - Л.: Машиностроение, 1964-124с.

128. Хрущов М.М. Исследование изнашивания металлов./ М.М.Хрущов, М.А.Бабичев// М.: АН СССР, i960.- 351с.

129. Богомолов Н.И. Исследование износа абразивных зерен при трении скольжения/ Н.И.Богомолов, Л.Н.Новикова// Трение, смазка и износ деталей машин. Киев: КИГВФ, 1964 - №5 - С.9-13.

130. Витенберг Ю.Р. О навалах на шлифовальных рисках/ Ю.Р.Витенберг, В.В.Шкуркин// Труды ВНИИАШ. Л.: НИИмаш, 1970.- №10.-С.99-106.

131. Королев П.Г. Сопротивление материалов. Справочник по расчетно-проектировочным расчетам. — Киев: Вища школа, 1974 286с.145 .Горский А.И. Определение допускаемых напряжений при расчетах на прочность. М.: НИИмаш, - 1974- 28с.

132. Мартынов А.Н. Характер абразивного воздействия при обработке деталей уплотненным слоем свободного абразива/ А.Н.Мартынов, А.В.Тарнопольский// Абразивы: Научно-техн.реф.сб. М.: НИИмаш, 1978.-Вып.6. С.7-10.

133. Маслов E.H. Механизм работы абразивного зерна при шлифовании// Основные вопросы высокопроизводительного шлифования. М.: Машгиз, I960.- С.5-29.

134. Ящерицын П.И. Электронно-микроскопические исследования микрорельефа и субмикрорельефа поверхности абразивных зерен/ П.ИЛщерицин, А.Н.Мартынов, А.В.Тарнопольский// Известия Академии Наук БССР. Сер. физико-технических наук. Мн - 1979-№3.-С.67-70.

135. Хрущов М.М. Закономерности абразивного изнашивания// Износостойкость.-М.: Наука, 1975.-С.5-28.

136. Богомолов Н.И. К вопросу о влиянии свойств металла на износ абразива при трении/ Н.И.Богомолов, Л.Н.Новикова// Труды ВНИИАШ. Л.: Машиностроение, 1968.- №7. -С.88-96.

137. Бокучава Г.В. Влияние физико-механических свойств абразивных материалов на процесс шлифования// Передовая технология и автоматизация управления процессами обработки деталей машин/ Под ред. А.А.Маталина. Л.: Машиностроение, 1970. - С.453-459.

138. Пушкарев О.И. Методы и средства контроля физико-механических характеристик абразивных материалов/ О.И.Пушкарев, В.М.Шумячер. -Волгоград: ВолгГАСУ, 2004. 144с.

139. Блюмен A.B. Об аналитической оценке параметров степенной аппроксимации опорной кривой/ А.В.Блюмен, М.В.Семенова, Д.Г.Эфрос// Трение, изнашивание и качество поверхности. М.: Наука, 1973. —С.40-53.

140. Mulhearm Т.О., Samuels L.S. The Abrasion of Metals: a Model of the Process. Wear, 1962, Vol 5, P.478-498.

141. Полежаев В.Д. Вибрационная обработка деталей высокопроизводительными абразивными гранулами//

142. Информационный листок о научно-техническом достижении №870937. М.: ВИМИ, 1987.- 2с.

143. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. — В 2-х частях. —3-е изд. Перераб. и доп. - 4.1 - М.: Машиностроение, 1974.-226с.

144. Демкин Н.Б. Качество поверхности и контакт деталей машин/ Н.Б.Демкин, Э.В.Рыжов. М., 1981- 244с.

145. Ящерицын П.И. Технологическая наследственность и эксплуатационные свойства шлифованных деталей. — Минск: Наука и техника, 1971- 212с.

146. Рыжов Э.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин/ Э.В.Рыжов, А.Г.Суслов, В.П.Федоров// М.: Машиностроение, 1979 175с.

147. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987.- 208с.

148. Сулима A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин/ А.М.Сулима, В.А.Шулов, Ю.ДЛгодкин. М.: Машиностроение, 1988-240с.

149. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002.-300с.

150. Лохматов B.K. Опора к профилографу-профилометру мод.201 для измерения криволинейных поверхностей/ В.К.Лохматов, Н.М.Князев// Технический листок №266 (1398). — Пенза: Приволжское ЦБТИ, 1968.- 4с.

151. Лавров И.В. Некоторые результаты исследования геометрии частиц измельченных материалов// Труды ВНИИАШ. — Л.: Машиностроение, 1967.- №6 С.20-25.

152. Лавров И.В. Некоторые результаты электронно-микроскопического исследования поверхностей излома основы абразивного материала/ И.В.Лавров, Ю.Н.Леонтьев// Абразивы: Научно-техн. реф.сб. М.: НИИмаш, 1971.-Вып.8.-С.8-12.

153. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. М.: Наука, 1978. - 196с.

154. Жулев A.A. Применение водных СОЖ при суперфинишировании деталей подшипников/ А.А.Жулев, Б.И.Коротков, М.П.Волков// Станки и инструмент М., I960.- №9. -С.29-30.

155. Matsunaga М. Fundamental studies of Laping. Report oft the Institute of Industrial Science. The University of Tokio. 1966, 16. - №2. - S.105.

156. Интеллектуальная подготовка инновационных процессов: Сборник статей Всероссийской научно- практической конф. Пенза: Приволжский дом знаний, 2003. — С.64-66.

157. Солонин М.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. — М.: Машиностроение, 1972. 216с.

158. Лихтман В.И. Физико-химическая механика металлов/ В.И.Лихтман, Е.Д.Щукин, П.А.Ребиндер. М.: Изд-во АН СССР, 1962.-210с.

159. Якобсон М.О. Шероховатость, наклеп и остаточные напряжения при механической обработке. М.: Машгиз, 1956. — 360с.

160. Подзей A.B. Технологические остаточные напряжения. М.: Машиностроение, 1973. — С.38-40.

161. Мартынов А.Н. Некоторые точностные характеристики центробежно-абразивной обработки деталей/ А.Н.Мартынов,

162. B.З,Зверовщиков, А.Е.Зверовщиков// Точность автоматизированных производств (ТАП-97): Сборник статей международной научно-техн.конф. Вып.3-4. - Пенза: Приволжский дом знаний, 1997.1. C.136-139.

163. Яворский Б.М. Справочник по физике/ Б.М.Яворский, А.А.Детлаф Изд. 4-е, перераб. -М.: Наука, Гл.редакция физико-математической литературы, 1968. - 940с.

164. Лойцянский Л.Г. Курс теоретической механики/ Л.Г.Лойцянский, А.И.Лурье. Изд. 8-е, перераб. и доп. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, т.1, 1982. - С.240-248.