Совершенствование процесса плоского глубинного шлифования титановых сплавов с использованием высокопористого абразивного инструмента

• Автор: Васильев, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 211 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Анализ состояния вопроса
1.1. Свойства и области применения титановых сплавов
1.1.1. Титан и его сплавы
1.1.2. Химические свойства
1.1.3. Физико-механические свойства
1.1.4. Структура и классификация
1.1.5. Использование титана как конструкционного материала
1.2. Обработка титана и его сплавов
1.2.1. Особенности шлифования титановых сплавов
1.2.2. Глубинное шлифование
1.3. Высокопористый абразивный инструмент
1.4. Выводы, постановка цели и задач исследования
2. Методический раздел
2.1. Использование методики ПФЭ типа 2К
2.2. Методика проведения исследований глубинного шлифования
2.3. Методика изготовления опытных образцов и высокопористых шлифовальных кругов
2.4. Методика определения сил, возникающих в процессе глубинного шлифования
2.5. Методика рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализов
3. Разработка рецептуры высокопористых кругов из карбида кремния
3.1. Анализ данных по рецептуре
3.2. Разработка модели твердости и прочности высокопористого АИ с порообразователем крупа манная
3.3. Разработка модели твердости и прочности высокопористого АИ с порообразователем косточка фруктовая

3.4. Влияние исследуемых факторов на твердость и прочность высокопористого АИ
3.5. Совместный анализ моделей твердости и прочности высокопористых АИ с различными порообразователями
3.6. Выводы
4. Влияние характеристики круга, режимов шлифования и правки на показатели процесса
4.1. Номинальное давление при глубинном шлифовании
4.2. Исследование влияния порообразователя
4.3. Влияние твердости и зернистости абразивного инструмента на силы шлифования
4.4. Скорость подачи правящего ролика
4.5. Диаметр шлифовального круга
4.6. Скорость стола и глубина шлифования
4.7. Обобщенная силовая модель процесса
4.8. Выводы
5. Совершенствование процесса обработки титановых сплавов глубинным шлифованием
5.1. Исследование обрабатываемости при глубинном шлифовании титановых сплавов (а+Р)-структуры
5.2. Сравнение обрабатываемости титановых сплавов различных структурных групп
5.3. Внедрение прогрессивного способа обработки глубинным шлифованием
5.4. Выводы
Общие выводы
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Развитие научно-технического прогресса в металлообработке, прежде всего, связано с внедрением новых высокопроизводительных технологических процессов и прогрессивных инструментальных материалов. Практика показывает, что применение абразивного инструмента (АИ) для обработки деталей позволяет добиться повышения эффективности производства и получать изделия высокого качества. Использование таких инструментов обеспечивает требуемую точность размеров и качество деталей при высокой производительности. Это определяет высокую надежность и долговечность машиностроительной продукции в процессе эксплуатации, поэтому объем и роль отделочных операций, выполняемых АИ в современном машиностроении непрерывно возрастают.
Абразивная обработка завоевывает все новые позиции в различных отраслях промышленности и уже не является лишь способом получения необходимого класса чистоты поверхности деталей, а становится одним из наиболее производительных методов обработки разнообразных металлов, успешно заменяя операции, выполняемые на металлорежущих станках. Это обусловливается все возрастающими требованиями к чистоте, точности и взаимозаменяемости деталей, а также расширением области применения высокопрочных и труднообрабатываемых металлов, сплавов и материалов.
Для обработки труднообрабатываемых материалов необходим АИ, обладающий особыми свойствами. Свойства любого АИ зависят от его конструкции, вида, свойств абразивного материала и связки, их химического состава и технологии производства, а также от последующей технологии формирования АИ посредством механических, термических, химических и других видов воздействия. При современном развитии технологии возможно создание конструкций АИ с различными свойствами, необходимыми для обеспечения наибольшей эффективности шлифования при различных условиях

вающего устойчивое перемещение стола при больших нагрузках, мощного привода шлифовального круга, эффективной СОЖ и системы ее подачи на рабочую поверхность обрабатываемой детали, в том числе для очистки круга [93, 98, 99].
В качестве СОЖ для ГШ титановых сплавов эффективно использовать чистые минеральные масла или масляные жидкости, которые способствуют снижению удельного износа круга, шероховатости шлифованной поверхности и повышению точности формы изделия. Для снижения вероятности появления тепловых дефектов и увеличения скорости съема металла представляется рациональным применение синтетических СОЖ на основе композиций ПАВ [33, 100, 101, 102, 103].
Согласно исследованиям, при ГШ сила резания увеличивается в 2 — 5 раз по сравнению с маятниковым шлифованием, поэтому из-за низкой жесткости СПИД обычные плоскошлифовальные станки не могут быть использованы при ГШ. Мощность привода шпинделя при ГШ должна быть в 3 - 5 раз выше, чем при обычном шлифовании [89, 91].
Многоэтапность ГШ обуславливает схему стружкообразования и переменную режущую способность. При этом значительно изменяются как силы резания [104], так и удельный износ АИ [105].
При ГШ длительность контакта круга с деталью больше, чем при маятниковом шлифовании, и поэтому следовало бы ожидать большей тепловой нагрузки на деталь; однако было установлено, что температура шлифуемой поверхности при ГШ значительно ниже, чем при маятниковом шлифовании. Это объясняется большей зоной контакта при ГШ, обеспечивающей более интенсивный отвод тепла, чем в случае точечного контакта при маятниковом шлифовании [106]. Кроме того, при ГШ до 80 % выделяющегося тепла отводится стружкой, тогда как при маятниковом шлифовании стружкой отводится только 10 - 20 % тепла [27, 107]. Причем доля тепла, отводимая со стружкой, непрерывно возрастает по мере увеличения подачи на глубину и тем интенсивнее, чем лучше шлифуемость обрабатываемого материала [108].