Разработка научно-методической базы повышения эффективности процессов абразивной обработки на основе многофакторной оценки обрабатываемости материалов

• Автор: Дьяконов, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.07, 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 386 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных сокращений и условных обозначений
Введение
Глава 1. Обрабатываемость материалов в производственных процессах
1.1. Обрабатываемость в металлообработке
1.1.1. Интуитивные отраслевые понятия обрабатываемости
1.1.2. Практическая значимость обрабатываемости
1.2. Природа различной обрабатываемости материалов в разных технологических процессах
1.2.1. Связь обрабатываемости с условиями обработки
1.2.2. Функциональный характер прочностной характеристики обрабатываемых материалов
1.3. Математические модели процессов резания
1.3.1. Модели в лезвийной обработке
1.3.2. Модели в абразивной обработке
1.3.2.1. Резание единичным абразивным зерном
1.3.2.2. Резание абразивным инструментом
1.4. Ключевые особенности процессов абразивной обработки.
Теоретические предпосылки работы
1.5. Представительность процессов абразивной обработки
1.6. Цель работы. Задачи
Глава 2. Технологическая обрабатываемость материалов в процессах абразивной обработки
2.1. Ограничения на обрабатываемость
2.2. Понятие технологической обрабатываемости материалов
в процессах абразивной обработки

2.3. Формализация понятия технологической обрабатываемости
2.4. Выводы 99 Глава 3. Систематика видов абразивной обработки
3.1. Цель и критерий систематики
3.2. Систематика форм и кинематики зон шлифования
3.3. Типовые формы зон шлифования
3.4. Выводы 120 Глава 4. Теплофизическая модель процессов шлифования
4.1. Постановка задачи
4.1.1. Требования и условия
4.1.2. Расчетная схема
4.1.2.1. Принципиальная схема процесса шлифования
4.1.2.2. Расчетная схема для учета теплопередачи
4.1.2.3. Расчетная схема учета кинематической дискретной структуры теплового источника
4.1.2.4. Форма зоны шлифования
4.1.2.5. Дифференциация единичных тепловых источников
4.1.3. Математическая постановка задачи
4.2. Детерминированная имитационная модель теплофизики зоны

шлифования
4.2.1. Интегральное решение
4.2.2. Функция влияния единичного теплового источника
4.2.3. Температурное поле зоны шлифования

от множественного дискретного теплового источника
4.2.3.1. Суммарное воздействие единичных источников - зерен

4.2.3.2. Учет обратной связи по интенсивности единичных ^
тепловых источников
4.3. Вероятностная модель теплофизики зоны шлифования
4.3.1. Вероятностная модель рабочей поверхности абразивного

инструмента
4.3.2. Вероятностная модель температурного поля
4.4. Имитационная стохастическая модель теплофизики зоны

шлифования
4.5. Адекватность теплофизической модели
4.5.1. Сопрягаемость с известными решениями
4.5.2. Экспериментальная проверка адекватности
4.5.2.1. Свободное резание
4.5.2.2. Несвободное резание
4.6. Модель поля температур самоподогрева
4.6.1. Имитационная детерминированная модель
4.6.2. Вероятностная модель
4.6.3. Стохастическая модель поля температур самоподогрева
4.7. Работоспособность теплофизической модели
4.7.1. Эффективность учета впервые введенных факторов
4.7.1.1. Дифференциация единичных тепловых источников
4.7.1.2. Форма зоны шлифования
4.7.2. Влияние технологических факторов
4.7.2.1. Марка обрабатываемого материала
4.7.2.2. Вид шлифования
4.7.2.3. Скорость шлифования 1

Изменение температурно-скоростных условий ведет к изменению взаимодействия дислокаций с примесными атомами, создает дополнительные барьеры для движения, например выделение упрочняющей фазы по границам зерен и т. д. С помощью теории дислокаций можно объяснить большинство явлений, происходящих при пластической деформации и разрушении материалов. Однако выводы из этой теории в современном состоянии могут рассматриваться лишь как частные.
В рассмотренных работах приведен обширный экспериментальный материал и имеются зависимости, описывающие сопротивляемость материала от изменения внешних условий и, несмотря на частный характер, обладающие несомненной практической и научной ценностью для г< 10'3 с.
Первые исследования прочности материалов в области высоких скоростей нагружения проведены под руководством H.H. Давиденкова его учениками Ф.Ф. Витманом, В.А. Степановым [32-34, 53, 54]. Ими предложено изучать влияние скорости на сопротивление деформированию металлов методом конического отпечатка и в качестве критерия сопротивляемости использовать твердость по Кубасову - Нк.
Авторами этих работ подтверждена ошибочность попыток установить единые закономерности сопротивляемости деформированию для широкого диапазона изменения температур и скоростей, так как при этом не учитывается различная физическая природа процессов деформации при различных скоростях и температурах (рис. 1.3).
В дальнейшем В.А. Степановым [224] разработан другой метод оценки сопротивления деформированию - по величине местной деформации (рис. 1.4). По этой методике были проведены испытания некоторых сталей для времени импульса порядка 10° с1, т.е. для скорости удара 300... 1240 м/с при степени деформации г до 20% .
Б.И. Беляевым [21] проведены исследования изменения пластических и прочностных свойств сталей в зависимости от скорости деформирования в области высоких скоростей, до 800 м/с при растяжении. В этих работах получе-