Обеспечение качества поверхности изделий из керамических материалов на операциях прецизионной алмазной обработки

• Автор: Бахарев, Вениамин Павлович
• Шифр специальности: 05.02.07, 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 326 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА АЛМАЗНОЙ ОБРАБОТКИ
1.1. Анализ свойств и структурных особенностей керамических композиционных материалов
1.2. Стружкообразование и показатели качества поверхности при резании керамических материалов
1.2.1. Физико-механическая модель хрупкого разрушения
1.2.2. Влияние технологической среды на формирование показателей качества поверхности деталей из керамических материалов
. 1.2.3. Технологическая наследственность показателей качества
1.31 Методология системного анализа процессов доводки
1.3.1. Факторы, характеризующие процессы доводки
1.3.2. Анализ существующих гипотез и теорий формообразования поверхностей при алмазно-абразивной доводке
1.3.3. Системный анализ процесса доводки заготовок свободным абразивом
1.4. Технологическая среда - основа формирования функциональных свойств изделий из керамики
1.4.1. Статистические характеристики формообразования при доводке свободным абразивом
1.5. Структурно-энергетический анализ технологических систем диспергирования
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Глава 2. МЕТОДИКИ И МЕТОДОЛОГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Качество поверхности изделий из твердых хрупких керамик, чувствительных к структурным нарушениям
2.1.1. Критерии оценки качества поверхности изделий, изготовленных из керамик функционального назначения
2.2. Методики оценки показателей качества поверхностных слоев
2.2.1. Критерии" оценки и контролируемые параметры процесса
2.2.2. Определение величины погрешности профилографирования микрорельефа прецизионных поверхностей
2.2.3. Методика оценки физико-механических свойств поверхностного слоя методом дифрактометрии
2.2.4. Разработка специальных контрольных приспособлений
2.2.4.1. Приспособление для испытания пластинки осесимметричном изгибом
2.2.4.2. Приспособление для измерения формы износа притира
2.3. Методика экспериментальных исследований процесса доводки свободным абразивом
2.4. Методология оценки адсорбционных свойств СОТС
2.4.1. Конструкция установки для испытания СОТС
2.5. Современный инструментарий системного анализа
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ СВОБОДНЫМ АБРАЗИВОМ
3.1. Существующие способы доводки свободным абразивом
3.2. Физико-механические особенности процесса доводки
3.3. Самоорганизация в триботехнических системах резания
3.3.1. Саморегулируемость механизма притира
3.3.2.Уравнение динамики процесса доводки
3.3.3.Анализ кинетики абразивной способности среды
3.4. Экспериментальное исследование влияния параметров технологической среды на операции доводки свободным абразивом
3.4.1. Влияние-кинематических параметров процесса
3.4.2. Влияние гидродинамических условий на эффективность процесса доводки
3.5. Разработка физико-математической модели диспергирования в процессе алмазной обработки свободным абразивом
3.5.1. Анализ существующих моделей формообразования поверхностей при абразивной доводке
3.5.2. Физико-математическая модель диспергирования на операциях абразивной доводки мелкозернистым абразивом
3.6. Исследование характера изменения геометрической формы поверхности притира
Выводы по главе
Глава 4. РЕГУЛИРОВАНИЕ МИКРОДОВОДОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ КЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ФИКСИРОВАННЫМ АБРАЗИВОМ
4.1. Выходные показатели процессов обработки керамических композиционных материалов фиксированным абразивом
4.2. Экспериментальное исследование условий диспергирования керамических материалов при тонком алмазном шлифовании
4.3. Моделирование контактного взаимодействия при обработке связанным абразивом
4.3.1. Анализ динамического нагружения алмазного зерна при шлифовании керамики
4.4. Физико-химические аспекты диспергирования керамики
4.4.1. Адсорбционно-пластифицирующий эффект
4.4.2. Смазочное действие технологической среды
4.5. Экспериментальное исследование роли СОТС при шлифовании керамики ВК-
4.5.1. Физико-математическая модель разрушения при формообразовании поверхностей связанным абразивом

4.6. Анализ системы связей «механические свойства - технологическая среда — обрабатываемость керамики»
4.6.1. Оценка физико-механических свойств поверхностного слоя керамики ВК-100 по измерениям микротвердости
4.6.2. Анализ связи «структурные особенности - качество поверхности»
4.6.3. Статистическая корреляционная связь физико-механических свойств
поверхности керамики ВК-100 с показателями качества
Выводы по главе
Глава 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД ДОВОДКИ КЕРАМИКИ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
5.1. Существующая технология доводки керамики ВК-
5.2. Построение статистической модели процесса
5.2.1. Влияние скорости вращения притира, п„р
5.2.2. Влияние внешнего давления
5.3. Оптимизация технологических условий доводки при наличии гидродинамического фактора
5.4. Исследование микрогеометрических физико-механических параметров поверхностного слоя керамики
5.4.1. Исследование влияния материала притира и зернистости пасты на показатели качества процесса доводки
Выводы.по главе
Глава 6. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ
6.1. Методика построения информационной базы при проектировании доводочных операций
6.2. Методика оптимизации с использованием нейросетей
6.2.1. Структурная оптимизация процесса формообразования
6.2.2. Оптимизация параметров технологической среды
6.3. Алгоритм формирования рациональной технологической среды операции доводки
6.4. Моделирование физико-механических явлений в зоне диспергирования
6.4.1. Моделирование тепловых процессов и температур
6.5. Физико-статистическая концепция взаимодействия в контактной зоне комбинированной обработки
6.5.1. Электронно-пластический эффект
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение П1. ТУ на изделие
Приложение П2.1. Типовые схемы формообразования поверхностей
Приложение П2.2. Динамические характеристики контакта при взаимодействии алмазного инструмента и обрабатываемой детали

являются функцией режимов и условий доводки и, прежде всего, свойств и зернистости абразивной среды.
Рисунок 7. Схема взаимосвязей технологических параметров и факторов процесса доводки (заимствовано из [114])
На основании экспериментальных и теоретических исследований параметров шероховатости плоских поверхностей, точности их обработки на плоско-доводочном станке Орловым П.Н. были сделаны следующие выводы:
1. В процессе доводки алмазными пастами при однократном нанесении их на доводочный диск возможно образование 3-х типов поверхностей (вывод сделан на основании изучения динамики изменения шероховатости):
а) «кратерообразной», состоящей из большого количества выколов и вырывов, образующихся при диспергировании поверхности перекатывающимися зернами;
б) поверхности с мельчайшими штрихами («алмазным фоном»), образующейся при диспергировании зернами, закрепленными в поверхности доводочного диска или в вязком слое пасты ( по внешнему виду поверхность может быть матовой - после обработки крупнозернистыми пастами, или зеркальной - после обработки мелкозернистыми пастами);
в) промежуточной поверхности с выколами и рисками, образующимися при переходе зерен от одного состояния к другому.