автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Закономерности алмазно-абразивной обработки и разработка эффективных процессов шлифования оптического стекла

- - r

ЦИШСТВРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГРУЗИНСКОЙ CGP

ГРУЗШСКИЯ ТЕХНИЧЕСКИЙ УШШВРСЙТВГ

На правах рукописи

МА1*РДД38 ДАВИД В1АДЙНИР0ШЧ

УДК 621$ ,û25.VH66fi,2Z.

ЗАКОНОМВРНОСТИ АШЗаО-АБРАЗШНОй ОБРАБОТКИ Й РАЗРАБОТКА ЛФеВКТИШЛ ПРОЦЕССОВ ШМЮЗАНИЯ ОПТИЧККСГО СТША.

Опациадькость 05.03.Oí -

Ороцосва иахйнич&окоа и фазнко»технической обработки, отаяяи я ннотру-мента.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации йа соискание ученой сгвляни кандидата технических наук

Тбилиси - 1990

Работа заполнена аа кафэдрэ "Технология малиностровкяя' !' резинового технического университета.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцант

СИРМЗВ А. К.

Офацкадьвие оппонента: доктор технических наук, профессор

ОСТРОВСКИЙ В.И.

кандидат технических наук, доцент йьташвр В.Й.

Ведуввв предприятие - Всесоозный научно-аойледоватальский и конструкторско-технологический институт природных алмазов к инструмента (ВНИИШ43).

Зяаита днсоертация состоится 16 ноября Х990г. в II00часов заседания специалязиро ванного Совета Д7057.ОХ.ОХ Грузинского технического уялверсатвта.

Лдрво университета: 500075. г.Тбилнса-75» ул.М.Костааа. 77, Грузияскня технический университет.

С диссертацией ноано ознакомиться а библиотеке университета. Автореферат разослан "/2 " октября Х99 0 Года. Просим принять участие в заседании Совета и прислать отзыв иа автореферат а двух экземплярах, заверенный пачатьв.

Ученый оекретарь специализированного Совета Д.057,01.01, кандидат технических наук НУНШгЗДЛЕ Д,С.

ОЩАЯ характйришна РАБОТУ

Актуальность теки. Воззрастаюаке требования карового и от&-lecTBsmioro рынка к качеству оптических приборов и систем дикту->т необходимое« массового изготовления оптлчеоквх деталей о по-зыденнини технологическими характеристиками, tipa массовой проиа-юаствв конкурентно способность можно обеспечить снижением ес-¡оимостя изготовления оптических деталей.

Снижение сабе стой моста можно достичь сокращением времена фоцесса полирования, на которое затрачивается более 8QÍ обцего гвхнологичвекого времени обработки, путем значительного уменьшала величины разрушенного слоя на операциях влирования.

Поэтому разработка и соэцашэ нових эдоектавных процессов дарования оптических деталей, обеспечивавших высокое качество бработаниой поверхности с минимальным разрушением слоем, г.озво-двуий значительно уменьшить технохогичэокое время полирования, [ваяется актуальной задачей.

Цель работа. Установление основных закономерностей процесса лмазно-абраэавной обработки и разработка оптимальных условии до -о до чного алированля оптического стекла.

Основные задача. I. Исследовать влияние осиошах параметров схем обработки, даэико-меасанических свойств обрабатываемого ма-едаала и состава COI - на $ошированив а линованной повевкности,

2. Разработать процэос довэдочного илафования, сочеташий исокув производительность о трабуеним качеством обработанной по-ерхности.

3, Исследовать влияние среды на характер разруяэния поверх-эотного слоя сгекпл,

<1, Иосдэловагь »вмиературни» явявния в контакте обработок

5. Исследовать влияние psжиюв обработка и характеристик алназно-эбразйвяого инструмента на обрабатываемость»

6. Оптннизидавать о с-но внав технологические ивр&ивтзы, вял-яване на производительность а качество обработка.

Автор задиаает: I. необходимость коолшкратного изменения я an рам «мл ьрадошя шлифовального инструмента за цикл обработки.

2. Методик/ склерометрических исследований следов царапин да я опрэдекэккя влияния среды ка характер разрушения по верх-аоогного слоя.

3. йетодкку расчета для установления ерадиоиитеградьюй температуры в гомтакта обработай,

'!» Способ назначения оатош&льншс режимов доводочного илп-фовадая npi обработке оптических стекол.

5. Пг ГГИЧРСКК8 рекамекяаци« го вибору характеристик ал» ыазного ииструмчкга и состава CCS пр» обоайотх« оптических стекол различной твердости.

Яаучяая цо вязка, Разработан пдонципиально новый подход установления необходвиух условия осущестаяения процесса плоского торцевого ьаИговвния, замечавшийся в необходимо ста кэмененул папракязккя с&аденля шмфэваяьного нн с тру« он та яа цккл обработки несколько раз« что обеспечивает высокую произэодятельнооть и дарования, уиакьоает взнос ааиаэн&го икструмвнтв и вероятность треэвнообразоваяия обрабатаваекого натариалеи

Разработана методика склерометрических исследований г.ере-секащахся царапин, которая позволяет более четко представить фдзяческув природу разрешения пэвйркйоогного слоя стекав в процессе обработки зернаки шлифовального инструмента.

Разработан эксггар^шйнтаяьно-ейалатачеоккЙ мэтол определения сродпе^нгчгрздыюа температур« впитаете (а.с. ¿й21499),

¡акдлчавцийся з аксаертантеигдаи установлении тзчперелур в нескольких точках вглубь обоабативаеиой. летали о последуидак анала-■ическим вычислением темпера', ура поверхности яли^ования о по-юдьв лвбых двух точек, что обесавчязле? васякув точность ее »счета.

Установлены иатшатаческие зависимости произшдитодьиосгм 3 и ивроховатостя обработанное поверхности E¡ от давленая в кои-гакте об pedorra Р , скорости резания V , зернистости инструмента ¿ , исходной аероховатости обрабатываемой поаархносис ív и юэффицнвнта ло содлифовывакив К0, о помочью KOTopui опредалл-ггся оптимальные параметры процесса доводочного торцевого милования оптических сгекох а иалдом конкретной олучае*

Практическая цеиность» Разработан принципиально новый шд-:од установления необходимых условна ооущеоплеиия процесса плов* coro торцевого пшфованяя, позводявдий повыоить лроизводигаль-íOOTb обработки опта чес atx oresoi в 1,5*2 раза, анзыуслогоЯ-ксть инструмента в 1,2*1,5 раза с получением необходимого качества обработка.

Разработан новая способ изготовления стекммш изделаД [а.с. SI29S9 83), позволяющий повысив проиаводн'хйвкноечь и *а-1вство обработки.

Установлены наиболее рашмналыме характеристики йлщл-шии,-¡ого инструмента (зернистость, концентрация, связка), подобран юетав COI и определены оптимальные режимы для обработки раз* мчиых марок оптических стекол,

Реализация работы. Разработанная способ изготовления стек-1ЯН1ШХ изделий внедрен на прояграягии n/я Ö-SOCi, г. Тбилиси [1938% г.), с тактическим экономически« эффектом 167256 руояЫ } год,

- и -

Разработанные практичэсюв рекомендации апробированы я ио-оользуптся на Красногорской механическом заводе им. С.А.Зверева (г. Красногорск) ПО "Рубин" (г. 1ыткарино) и С&лаватскон оптико-механическом заводе (г, Салават).

Апробация работы; Материала диссертационной работы докохе-ни в обсуждены: На межотраслевом семинаре "Тонкое алмазное или-фоваиие оптических деталей", Москва, сентябрь, 1984 г.; На май-отраслевом семинаре Повыионие эффективности алмазного вли^ювага я применением новых составов СОХМосква, октябрь, 1986г*» На меадународной конференции пИ«н$ованив-2", Боно, (ЧССР), 1987г.} На И международной конференции "Клчэство-69", Пиеатяны, (ЧССР), 1909г.; На конференция "Вклад работников вуза в у с ко репки научно-технического прогресса", Тбилиси, ГПИ, 19Юг.

Публикации» По материалам дясоертации опубликовано II печатных работ я получено 2 авторских свидетельства.

Структура и обьвя работы. Диссертационная работе состоит вз введения, пяти глав н общих выводов, списка литературы и прило-вения. Работа издояена на !50 страницах машинописного текста, содержит Ч! рисунков, 2 3 таблиц, список литературы из ¡76 наименований, Ч приложений на /6 страницах.

Обиая методика исследования. Основные эксперимента проаоди-лясь на специально модернизованном для поставленных целей тоске влифовальном станке ЗГ71, пяоскши^овальнов станке С-15 и на алифовольно-пояиро »адьном стенке9 ШИ50Л.

Обработке подвергались широко применяемые в оптической про-иаялеиноста стекла марок КЗ; "Кб; Б*1€. В качестве алмазно-абразивного авн^ровального инструментов испсяьзовеиксь крути на металлической связке, зерзсис гостей 63/50 и 125/100 (ЮО, кзкцек-

рацией 50 л 100,1 и таблеточные ядиазныэ инструменты на. сшзьах нпа M3-I5, эернистостей L0Л..,.б3/Г>0 (ACîO, гонцентрацией

Ршсими обработки при жесткой схеме обработки исследовались i диапазонах: поперечная подача Si,oo-'3*30mm/mhh, толщина припус-;а 3*500мкм при скорости резания V »30и/с» при пла^авдей схеме • скорость резания V'2*8u/c, давление в контакте обработки Р -0,05+<ММПа.

В качестве COI применялись водные растворы: I) 1,5$ гди-1врина,1,0£ тряатаноламина, 2) 3% эмульсии фирми "ДАМА", 3) 2% •мульсии рирми "¿ОН" и Ч) Q,T.% концентрата "Оптика-!",

Э-ЭДэкмвность процесса оценивалась - производительностью 1ЛИ|овання, линейным износом инструмента и величлнсй дефектного :лоя. Шероховг^ость обработанной поверхноста контролировали на 1рофллографо-про4илометра "Калибр" мод, 201. Для определения на-¡ичия микро '/рации после обработки использовались микроскопы ЛШ7 и F3M "НАНОЛАБ-7" (рирш "ОПТОМ;' *РГ), Микротвэрдость Образцов замерялась на твердомере "МИНИЛОАД-2" (¿¡ирыы "IfflîIJ" W).

Склерометрические исследования прочо^чли на специальной установке, которая, помимо склерометрической твердости испытуемого материала, позвэляла определить значения тангенциальной силы ре» зашя-парапаг .я. Для изучения геометрии царапни применяли опти-чоскуп и электронную микроскопиг профилограф-профиломатр и ин-5рфзромз'гр M!íH-!t»

Математическое ранение уравнений теплопроводности осуществлялось на ЭВМ I3C-I033 с noaorjbfl програмчц, записанной шг язччв "ФОРТРАН - iy:

- б -

Зкскбрпиэяты по определение оптимальных режимов обработки я .характеристик инстррлэнга проводились в соответствии с компо-зкшюшшн рототабельннм планок. Исследованы зависимоси производительности = ^СР, V, с/,Рс., и шероховатости. [^{(РУДРсК^, Бее-расчеты проводились на ПЛ 334 Искра 1030 на языко Беисик.

ОСНОВНОЕ СОДЕВШИЕ РАБОТЫ

Во в зеленая обоснована актуальность теми диссертационной работа.

вк&диз .опубликованных исследований, посвященных влиянии физикс-иеханичасшх свойств стёкол» режимов обработки и характеристик инструмента на процесс влифованля, а также влияние среды не характер разрушения приповерхностного слоя обрабатываемых стекол.

На основе анализа данных диторетура било усганошено, что в связи с существованием большего количества марок оптических стекол, отличаиаихся друг от друга как по составу, так и по физи-ко-механичзехим характеристикам, условия их обработки сущаствен-, но отдячаотся й в каждом конкретной случае требует особого подхода для достижения требуаяих конечных результатов. Описаны результата исследования влияния среды на процесс раз руления приповерхностного слоя и нзненв'шя характера разрумснил с применение« поверхностно активных вв$эстз, Госсиотроны результаты исследования тепловых палений при миловании стооа, а также влияние яых параметров и характеристик алмазно-абрдзнвного инструмента на конечное результаты обработки.

Втора« глава посвмцзна «сслодоаанав влияния схем обработки, ¿мзико-механических свойств обрабатываеиого материала л состава СОЙ ка производительность обработки и качество обработанной поверхности, а таете разработке процесса плоского доводочного ели-

£овашя.

Для установления опта<бльносга процесса обработки рассмотрены два оеновниэ сх«ш вли^оааана стекла - I) схама с геометрическим заныкалие« инструыоцт-заготовка, при которой, соприкосновение инструмента с поверхностьп заготовки осущестыяетоя по аинии и 2) схеиа с силове« заыыканнеи цепа инструяеат-заготсв-ка, при которо.1 соприкосновенна инструмента с поверхности заготовки осуществляется по плоскости.

Установлено, гчто вторая схема гораздо производительнее. Зднаюэ, первув схему обработки ног но с успехом применять при )бработкэ небольших поверхностей (а.с. Й12Э9? 83). При этой шероховатость обработанной поверхности, в диапазоне изменения поперечной подачи 5"Пв.ГЗ+ЗОкм/юш и скорости али^ования \/» 30м/с, не }ашсат от Фиэико-нехаиичесхих свойств обрабативаеаого матераа-[а. Она изменяется с измененная зернистости ннструиента.

Установлено, что на станках С—15 ц9ШП501 проазводитеяь-юоть процессов одинаковы, но качество обработанной поверхности [величина дефектного слоя) на станке9 ШП50Л уменьшается в 1,3 )аза. Это объясняется кинематикой движения алмазных зерен, где ¡а станке С-15 они перемецаптоя строго по определенной траокто-шя, что вызывает локализации механических напрягший вблизи (нутреяннх дефектов а создаются условия трещинообразовання и >аспространения дефектов вглубь обрабатываемого материала.

В процесса и ликования на качество а производительность об-»аботнн. влияют химический состав н физако-иеханическив свойства брабатываеыых ыятериаяов, Дяя эффективного ведения процесса алн-¡о ванн я необходимо знать взаимосвязь и езду этами факторам» и об-1абатываемост;»п материала.

Результата исследований показала чаакув взаимосвязь между ИНИЧЙС1ШМ составом, относительной твэрдзстьв по сошяи^звиБанйв

и обрыЗатываемостьо стекла. При этом с увеличением о составо стекла содержания SiQ увеличивается относительная твердость по согали^ошкимв, уменьпается производительность обработки и улучшается шероховатость обработанной поворхности.

Исследования по определений обрабатываемости стекла и работоспособности алиазко-ебр&эивного инструмента от состава COS бняи проведена в четырех разних дидюстях: СОН ¿I - 1,5% гляцо-р;ип и 1,0$ триэтанолаии.ча; С02 ¿2 - эмульсии фирмы "ДАМА"; COS éj - 1% эмульсии фирмы "L.0H" и COI Н ■■ 0,1$ концентрата "Оптака-1*.

Анализ полученных результатов показывает, что производительность обработки и ретуцая способность инструмента увеличивается во всех средах. При этом для стохол Т$8 и Б&16 в СОЖ

режущая способность икструиента остается постоянной. Во всех исследованных случаях иаблодается ЛЕкая тенденция повипе-ния работоспособности инструмента с ростом его линейного износа. Что касается шероховатости, то здесь почти во всех случаях пе-роковатость с увеличением производительности обработки уиеличи-вается незначительно илн остается постоянной.

Разработай процесс обрайотя», которыЛ позволяет, более рационально использовать ракудиа ресурс алмазного зерна, при ели-^овакии за счет работы зерна со всех сторон (т.е. зерно в процессе обработки периодически меняет направление вращения по отношении обрабатываемого материала), что способствует самозатачивание инструмента. Для этого шлифовальному инструменту (pic. I), который осуществляет возврзгно-пиступательаоо движение и вращательное двияониэ вокруг eso ел оси силачч резани/; по направленно вращения обрабатываемо?, детали, необходимо позвратно-иос-тупатольное движение придать в диапазоне

- </■. п

Пря! этом за цикл обработки обеспечивается парэраспределенле сил резания и шлифовальный инструмент за весь процесс обработки многократно меняот направление вращения. Кроме того, многократное изменение направления вращения шлифовального инструмента обеспечивает периодическое снятие механических напряжений, локализованных вблизи внутренних дефектов, которые неизбежны при работе зерна только в одном направлении. А это в евов очередь унеиьяает вероятность трецинообразования и распространения до-фактов вглубь обрабатываемого материала.

Анализ полученных результатов показывает, что производительность обработки увеличиваете« в 1,5*2 раза, износ инструмента уменьшается в 1,2+1,5 раза, а аероховагость обработанной поверхности остается в требуемых пределах.

В третьей главе приведены результаты исследований влияния СОЯ на характер рззруиения поверхностных слоев стекол с различными физико-механичэсккш сгайстваки. -

Опыты по влифовани» показали, что производительность процесса, качество обработанной поверхности и величина износа инструмента в значительной мера зависят от состава СОЖ.

Для выяснения физичоокой природы действия СОХ на процесс

t

раз'руиения поверхностных слоев оптических стекол, под действием закрепленного алмазного зерна, приведены результаты Изхэрэ-кии геометрических параметра царапин, склерометрической твер~ дости Нц , пропела прочности на раэруледо»о , и оглы резания-царапания Р на воздухе, з юдз. и в водном рпстзоре концентрата "0птика-1н.

- 1Г -

Наблюдите зг, параметре1.«« следов «ар..пин пою4эыь..пт, чгэ

применен«« я качестве среди водного расг'аори концентрата "Оптака-1" ширина следол царапин ощутимо увеличивается, По краям следов царапни нМлвдазтся большое количество никросколов, а на пересечениях царапин сколы и выколки значительно больше« во-дичяны. При этой порог проявления кикрохрупклго разрушения в водной растворе концентрата н0птикл-1" ниже.

Анализ изменения предела прочности на разрушение (з^ , склерометрической твердости Нц и сыи резания-царапания К показывает, что прл применении водного растьора концентрата "Опта-ка-1", сила резания-царзпания увеличивается, а продал прочности на разррвние н склерометрическая твердость уменьшаются (Р'=«с,2). При этои здовкт воздействия тем билья>>, чан больше содержания в составе стекла.

Уменьаение предала прочности на разруашние и склерометрической гв1рдости объясняется измененном лоьзрхностной энергии под действием молекул высокомолекулярного полиэтиленполиамииа, сод ершащегося в концентрате "Оптика-!". Под действием тах же молекул увеличивается коэффициент трения, что приводит к увеличении силы рэзания-царапаьия.

Установлено, что под действием молекул высокомолекулярного полиэталенполианина, содержащегося в концентрате "Оптика-!", увеличивается коэф^ционт трения и уменьшается предел прочности на разрушение и склерометрическую твердость, при этом эффект цоздбЯотвия тем больае, чвя больае содержание б'^в составе стеюю»

В четвертой главе приводятся результаты исследований влияния режимов обработки и зернистости инструмента на температуру контакта.

е.к ¿Ё

0,в 0.6 а*

V

> Г А:

. 1 £ £

0,07

0.00

О.03

и ##

а)

п

Л

\Л

зе зе

30

&з а* а* р,#

) к.

/ И

А 3 <—

П /

1 г-:

го I

0,0 а.э о.з

Рис: 2. Зависимость тангенциальной силы рвзания-цар&пшшя (а), предела прочности на разрушение при царапании (б) и склерометрической твердости (в) от внешней среди.

1. Воздух

2. Вода

3. Водный раствор концентрата "Оптика-!"

В процессе обработки в результате совокупного дойстгяя абразивных зерен, производящих снятие, упругое и пластическое оттеснение обрабатываемого материала, а такхе трения связки о а лифу ему п поверхность в зоне контакта возникает среднеинтеграль-ная температура контакта.

Для определения среднеянтегральной температуры контакта был разработан экспериментально-аналитический способ, закдсчащиЯоя в экспериментальном установлении температур в нескольких точках вглубь обрабатываемой детали с лоедддуедим аналитическим расчетом температуры на поверхности шлифования с помояья дсбых двух точек. •'

Согласно известной зависимости, температуру нп поверхности

цетали мояно определить по выраяонмв '<

..г

т Ъг^К^гТ

U = '-------

2

1д[ - тшпература рассматриваемой точки детали; X - начальная температура; .

а - температуропроводность обрабатываемого материала;

- время действия теплового источника; ^ - расстояние от поверхности шлифования до рас ¿мат pi важной точки.

Время действия "X - параметр, трудно определяемых как тег ->э-гическя, так и экспериментально. Поэтому, применяя понятие об эквивалентном источнике тепла, можно допустить, что награв лобоа точки вглубь обрабатываемой детали от одного к того яе источника тепла происходит з течении одного и того яе времени. В этом слу-

О) 6) (?)

Рис: 3. Зависимость срвднеиктегрзльной температуры контакта

от давления (а), скорости (б) и зернистости инструмента (в).

1. Стекло ¡В

2. Стекло ГЙ

3.Стеоо БФ16. .

чае, определив температуры и двух точках на расстоянии

Р, и t¿ вглубь обрабатываемой детали, можно написать уравнение

Tirl-jV^-T. . Tffèfe^rX

и решить его относительно f.

Суть решения уравнения заклинается в отыскивании такого значения f, при котором получается минимальная разница между левой и правой частями.

Для экспериментального опредахения температуры в нескольких точкрх по глубино обрабатываемого материала был применен метод термоиндикаторов.

Ka pic. 3 показаны характер изменения средИеинтегральной температуры контакта для различных марок оптического стекла в ьави-симости от давления в контакте обработки, скорости резания и зернистости инструмента.

Анализ проведенных исследований показывает, чтс средиеин-

*

тегральная температура контакта о увеличением давления увеличивается. Увеличение скорсти резания и зернистости инструмента увеличивает температуру контакта до определенных их значений, после чего она не меняется.

При увеличении давления в контакте увеличивается количество зерен, приходящихся на единицу рабочей поверхности обрабатываемого стекла, кроме того, уменьшается зазор меиду связной и обрабатываемой поверхностью, что вызывает ухудшение условия доступа COI в зону обработки и температура контакта в отдельных случа. : достигает 750f770°K для твердых стекол и 650*67 0°К для мягких стекол.

С увеличением скорости резания уаеличиваегся интенсивность воздействия алмазних зерен на обрабатываемую поверхность и происходит наложение тепловых импульсов, что приводит к.росту тейпе-

pavyp» кснтакта, которая вря скороcf 'S У»7*8м/с дожигает максимального значения 720*-750°К. Дальнайиеб увеличение скорости не приводит к росту температуры, поскольку в зоне контакта происходит треше между абразивным зерном и размягченными поверхностными слоями стекла. В этих-условиях на дополнитаяьнув деформаций контактных слоев затрачивается малая энергия, которая не приводит к дополнительному прирааденив тема в контакте.

С увеличением зернистости с линовального инструмента увеличивается зазор мохду о вяз кой и обрабатываемой Поверхность!) и улучшается условие доступа COS в зоне обработки и при определенной зернистости, npt которой начинается хрупкое разрушение стекла, температура достегает максимального значения 6QQ+620°K.

На.основе экспериментальных исследований установлены оптимальные рвиимн обработки (Р«0,05^0,1Ша, ^«^и-би/о, зернистость инструмента 28/20 и вине), при которых температура контакта не превышает температуры, (550°Ю, возникновения структурных превращений б стекле.

Зная величину среднеинтеграяьной температуры контакта при различных условиях обработки, по классический методам расчета можно определять величину и характер распределения термических напряженна в поверхностных слоях или^уемоя детали. Это дает возможность в хгкдом конкретном случае назначить те максимальнее режимы обработки, при которых возникающие растягивающие термические напряжения на будут превышать предела прочности на растяжение данного обрабатываемого стекла.

Пятая глаза посбщена исследовании влияния характеристик алмазно-абразивного инструмента и режимов обработки на обрабатываемость стекла; составлении математических зависимостей производительности и вороховатоета от давления, сязрости, зернистости, •исходной аероховатости я коэффициента по. сошяифовалан.чв и реае-

кию задачи оптимизации по назначении рациональных ракимоп обработки.

На основании экспериментов, проведенных при плифоьании методов свободного притира плоских поверхностей, подтверждайте* общие закономерности процесса шлифования алмазным инструментом.

С увеличением концентрации алиаза в инструменте производительность увеличивается до определенного значения, после которого она уменьшается. С повышением концентрации до 8/ увеличивается число ретущих зерен на площади контакта и производительность увеличивается. Дальнейпим увеличением концентрации при постоянной величине удельного даатения уменьшается оптимальная нагрузка на зерно. 'Это, в своп очередь, вызывает уменьшение глубины внедрения алмазного зерна в обрабатываемый материал и умень-аается интенсивность процесса. Увеличение плотности насыщения алмазными зернами поверхности инструмента приводит и к снижсшю шероховатости обработанной поверхности.

Проведенные исследования позволили разработать рекомендации по выбору оптимальных характеристик алмазного инструмента для доводочного шлифования различных марок оптических стекол.

Установлено, что при обработке стекол низкой твердости (Ив и 5М6), более эф-ректиЕвн трпхперэходниЯ процесс обработки с применением алмазных элементов на связках МЗ-15-2, МЗ-15-4 и МЗ-15-5,"зернистости 28/20, 14/10 и 14/10 и концентрацией 6,0; 25 и 8,0;? соответственно, а при обработке относительно твердых стекол (ИВ) - двухпереходний процесс, на связках МЗ-15-2 к ¡43-15-4, зернистости 23/^0 и 1ь/10, концентрацией 6 и 0;?.

Исследования влияге:п исходной шероховатости и продолжительности процесса на производительность показали, что при большой исходной шероховатости производительность процесса увеличивается.

С увеличением продолжительности процесса производительность до определенного момента остаотся постоянной, а затем падает.

Увеличение производительности обработки с увеличением исходной шероховатости объясняется тем, что при большой исходной шероховатости увеличивается величина выступов на обрабатываемой поверхности и при соприкосновении с рабочей поверхностью инструмента уменьшается площадь реального контакта, При этой давление в локальных точках контакта увеличивается, несмотря на то, что среднее давление остается постоянным. Кроме того, увеличивается зазор меиду рабочей поверхностью инструмента и обрабатывазыой поверхностью и создается благоприятные условия вымывания шлама из зоны обработки.

Поскольку в процессе шлифования участвует большое количество взаимосвязанных и меняющихся за период обработки факторов, учесть их при выборе рациональных режимных параметров обработки представляет трудно осуществило задачу. И на практике для каждого конкретного случая наиболее рациональные режимы обработки устанавливается экспериментально.

Принимая во внимание приведенные вше результаты исследований по выбору инструмента с наиболее рациональными характеристиками по связке и концентрации, состава и процентного содержания СОЯ и учитывая схему ведения прогресса и пределы режимных параметров но температурным исследованиям, можно составить план эксперимента для расчета оптимальных режимов ведения процессе доводочного шлифования оптического стекла.

Получению иелематиче-яиш зависимости произволитадьноота обработки 0 , и шероховатости обработанной поверхности Ко от давления Р , скорости \/ , аеочистоста Л , исходной иерехова-тоети (у; и коэффициента по совяк^озадачи« Ко инеот едбдукций дад:

<Я - П2+18Р-ЭВ +Ш£зб Ко;

1?а» 0,286-0,0 9 5 V +0,12*1 +0.016^-0,070 К0,

с помогцьо которых опрэдел.<готся оптимальные параметры процесса доводочного торцевого милования оптических стеки' в каждом . • конкретной случае.

ОСНОВ1ЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ РАБОП/

1. Определены области применения схем шлифования стзкда с геометрическим (жесткая схема) и силовым '(плававшая схема) эа-гшкани см инструмент—заготовка. Обосновано преимущество саемк с геометр1ческкм замыканием при .удалении значительных припусков, на основании которой разработан способ изготовления стеклянных изделия (а. о. Й1299983).

2. Установлена необходимость многократного изменения направления вращения торцового ¡¡¡линовального инструмента за цикл обработки и разработан процесс доводочного торцевого шлифования свободным притиром,' позЬолясщиЛ повислть производительность обработки 1,5*2 раза » умеиьиить износ инструмента 1,2*1,5 раза с одновременные улучшением кичества обработки.

3. Разработана методика склерометрических исследований пэ-ресекагдихся царапин, позволягиая более четко продставить физическую природу разрушения поверхностного слоя а процессе обработки зернами шлифовального инструмента.

Установлено, что под действием молекул вдсокомолекуляр-ного полиэталенполиаиини, содержащегося в концентрате "Оптика-1" увеличивается коэффициент тракия мевду алмазным зерном и обра-батываомол поверхностью, а предОл прочности на разрушение при царапании и склерометрическая твердость уменьшается.

5. Разработан о ксп ори ментап ы:о-ад; лит ич еек.кй способ определения среднеинтегральной гешература контакта (а.с. №21499). 8аклвчаоциЯся в экспериментальном установлении температур в нескольких точках вглубь обрабатываемой детали с последующим аналитическим расчетом температуры на поверхности шлифования с помощью любых двух точек.

<5. Установлена пределы режимов обработки: Р "0,05*0,ХМПа, скорость резания V =4*6м/с к зернистость инструмента с1 =28/20 и нкке, при которых образующиеся; на поверхностях обработки растягивающие напряжения не будут превышать предела прочности на растяжение данного обрабатыьаэмого стекла, что предотвраиает процесс трецинообразованик дефектов и распространения их вглубь обрабатываемого материала.

7. Установлено, что при плоской доводочном алмазном шлифовании оптических стекол низкой твердости 0,6+0,8 (ТМв, Б$16), ■эффективнее применение трекпереходного процесса обработки с использованием алмазных, элементов на связках МЗ-15-2, МЗ-Е-'г и МЗ-15-5, эернисгооткми 28/20, 14/10 и 11/10 и концентрациями 6,0; 25 и 8,0,1 соответственно, а при обработке относительно твердых стекол ^с »1,0 (К8) - двухперехо- \>го процесса на связках МЗ-15-2 и МЗ-15-4, зернистоотями 28/20 и 1АД0, концентрациями 25 и

6. Получены математические зависимости производительности (5^, и пороховатостн обработанной поверхности Иа от давления в контакте обработки -Р , скорости резаиия - V .зернистости инструмента - с/ , исходной шероховатости обрабатываемой поверхности

К'о л коэффициента по сошлифовыванию , с гочсщьо которой определяются уптимальные параметры процесса ¡поводочного торц&вого шлифозгшия оптических стекол в кшдом конкретном случае.

9. Разработанный процесс шлифования по обработке стеклянных изделий внедрен на предприятии п/я и"? Я ■) в г.Топднси

о экономическим эффектом 167 256 рублей в год.

Рекойендацин, полученные в диссертационной работе, но пи-бору характеристик илнфоваяьного инструмента, состава п процентного содерлания СОЖпря обработке оптических стекол исполь-вуотся на ряде предпр!ятий страны (Красногорский мо*анический завод,г,Красногорск; ПО "РубиаЧ гЛаткаряио и Салаватский опта-ко-механичесхяй завод, г.Салават).

ОСНОБНОЕ СОДВРЯАНЯВ ДИССЕРТАЦИИ ОПУЕШОВ1НО В РАБОТАХ:

X. Сирадза А.М., Наградзе Д.В. Влияние химического состава и ^зико-механических свойств оптического стекла в состава COS на обрабатываемость. Труди ГПЙ, "Технология манипостроения", 1986, ЙЗ(ЗОО), с»57-60

2. Сирадзе А.М., Гоагадзэ Т.Д., Наградзе Д.В, Планирование многофакторного эксперимента при исследовании процесса тонкого алмазного плифо^аяня оптачссксго стсжаа. Труды ГПИ, 1986, $3(300), с.61-61».

3. Сирздэе A.M., Наг рад зэ Д.В. Исследовали в плоского доводочного аямазяо*абра?йнюго шлифования качественного стекла. Труда конференция о эарубсяннм участи еа "Илифованяе-З", Брно, ('«CP), i987, с, 196-202.

'I. Сирадзэ А.И., Коровник В.П., Фетисова В.Н., Наградзе Д.В. Исследование влияния среда на процесс разрушения снимаемого слоя при алмазном ялифовании стекла. Труды ГПИ, 1988, »3(332), с.51-51.

5. Йагрздзе Д..З. И солодовая* в зашелести сроднвингегралыюй температуры контакта от услоъий обработки оптических стекол. От, *Э, 1989, с. 13-14.

6. Сирадзе A.M., Коровин В.Я., Каградзе Д.В. Методика определения сродиеинтегральной температуры контакта при плоском влифовании. Депонирована в ВИНИТИ 1^.11.89» Й6839-Ш97,

7. Сирадяе А.Н., Маградзе Д.Б. Исследование алмазного доводочного алифсваняя оптического стекла. Труды конференции с зарубежным учао'шем "Инсгрументы-8 9 Братислава, (ЧСС), 1989« г.2, о, 98 49'.

6, Сирадзе., Маг рад а а Д. В. Исследование процесса алмазно-абразивной обработки оптического стекла. Труди ГПЙ, "Вклад работников вуза в ускорения научно-технического прогресса," Тбилиси, 1969, 0.68.

• 9» Сирадаэ A.M., Маг рада е Д. Б. Кароеладве Й.В. Проблемы обрабатываемости илдвляй из оптического стекла« Труды ГТУ, "Обработка материалов резанием", I99Q, ЙЗ (364). с.

ХО, НчтсЫо$ М, flojvoche D, Siradfe j\.r 5?<fa£od?e V- stoJo-

Wtsfca па linei^s precesd -Ujiol^ierniyo podiens vitijc varu» SiMu Oplyciii*p. flate-ficfy '.<!'/ jdierntj InkJcgicinej.

'»' ' ' dju*»^,-» sthLt $jn,vPc'-'jt -Tuci.io, 19 -¿4

. vs«ijt':iiar., -(968. S. If6~tei. II»1 MaKinC«1! tl., IUgt*<l?e 0., Si?a<-^<? A, SiiMtdie V. 8«^'*

. pOclsiawiv't» рсос^ьи mifioiitiXn,amJc w v/*Wnltixti> siftiswcn;»

.Silrfe optjcfot^o, XI Nwuiow* blhU oUotii iciezrej,

pMe^nik

:LeJrhfJ. Цсh t lb-га Wiiesoi«, i95d. s. -¿SP.

12. A.C. $ Х299983 (СССР). Способ изготовления стеклянных фа-

со «них изделий. /Сирадзо А.Н., Бохучавл Г.В., Каградзв Д.О./

13. A.C. & I'+2IA99 (СССР)* Способ определения температуры э зоне вляфовсшия. /Бояучава Г.В., Сирэдзе A.M., Турианядза, P.C., Моградзе Д.В., Коровган В.П., Тплаквадзе M.f.