Повышение эффективности алмазного выглаживания за счет управления динамикой процесса

• Автор: Ханукаев, Максим Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Г лава 1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования

1.1 Место алмазного выглаживания в системе ППД. Способы повышения его эффективности

1.2 Особенности формирования поверхностного слоя при алмазном выглаживании

1.3 Исследования в области динамики процесса алмазного выглаживания

Глава 2. Обоснование динамической модели процесса

выглаживания

2.1. Постановка задачи построения математической модели динамики

2.2. Математическое моделирование подсистемы выглаживающего инструмента

2.2.1. Идентификация матрицы упругости

2.2.2.Математическое моделирование и идентификация параметров матриц инерционных и скоростных коэффициентов
2.3. Обоснование и идентификация параметров динамической связи, формируемой процессом выглаживания
2.3.1. Постановка задачи
2.3.2. Идентификация функций сближения
2.3.3. Влияние изгибных деформаций подсистемы инструмента на функции сближения и матрицы динамической жесткости процесса
2.4. Идентификация функциональных матриц скоростных коэффициентов и динамической системы в целом
2.5. Выводы
Глава 3. Изучение устойчивости процесса выглаживания и формируемых многообразий
3.1. Механизмы потери устойчивости системы выглаживания
3.2. Изучение устойчивости и формируемых многообразий на основе прямого цифрового моделирования
3.3. Экспериментальное изучение вибраций выглаживающего

инструмента
3.3.1. Качественный анализ возмущений, действующих на систему
3.3.2. Экспериментальное изучение вибрационных характеристик процесса выглаживания
3.4. Выводы
Глава 4. Выбор параметров динамической системы выглаживания для повышения его эффективности
4.1. Определение рациональных значений диаметра алмазного наконечника
4.2. Определение рациональных значений технологических режимов
4.3. Способ настройки динамической системы выглаживания по вибрационным характеристикам
4.4. Совершенствование выглаживающего инструмента. Алгоритм его настройки
4.5. Пример анализа эффективности процесса выглаживания на основе управления его динамикой
4.6.Вывод ы
Заключение. Общие выводы
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Введение
Обеспечение изготовления деталей, удовлетворяющих требуемому качеству, является одной из основных задач машиностроительного производства. Одними из распространенных способов улучшения качества поверхностей деталей являются алмазное выглаживание. Поверхности, обработанные алмазным выглаживанием, обладают высокой износостойкостью при образовании пар трения и высокой усталостной прочностью. Алмазным выглаживанием обрабатывают заготовки из черных и цветных металлов, предварительно обработанных шлифованием, тонким точением и другими методами, обеспечивающими заданную точность.
Алмазное выглаживание проводится копирующим инструментом. Поэтому отклонения формы в продольном и поперечном сечениях изменяются незначительно, а размер детали (за счет смятия исходных микронеровностей) — на 1 — 15 мкм. Точность выглаженной детали зависит, в основном, от точности предшествующей операции. Выглаживание может быть успешно осуществлено на наружных или внутренних цилиндрических поверхностях, а также на плоскостях. Усилие прижатия инструмента к детали также имеет принципиальное значение. При усилии меньше оптимального микронеровности сглаживаются не полностью, а при большем поверхностный слой перенаклепывается и разрушается. При правильно подобранных режимах выглаживания микронеровности на поверхности могут быть уменьшены в несколько раз (Яа = 0,1 + 0,05 мкм), микротвердость увеличивается на 5—60% (глубина наклепанного слоя до 400 мкм). Выглаживание обеспечивает высокое качество обработанной поверхности и, уплотняя металл, повышает износостойкость и другие эксплуатационные качества деталей. Вместе с тем, выглаживание не является трудоемкой операцией и не требует специального оборудования и капитальных затрат.
Практика алмазного выглаживания показывает, что его эффективность зависит от динамических свойств системы. Во-первых, необходимо выбирать технологические параметры и конструктивные свойства инструмента таким образом, что-

са идентификации используется экспериментально - аналитический метод. Все деформационные смещения определяются по отношению к несущей системе. Схема измерения показана на рис. 2.6, 2.7. Деформационные смещения вершины измеряются с помощью микрометрических индикаторов. Причём, во всех случаях базой для установки микрометрических индикаторов являются направляющие станка. Деформационные смещения определяются в плоскости, проходящей нормально к оси вращения заготовки. В результате мы получаем совокупности внешних сил и0) = {и^'и2)}ти соответствующие им деформационные смещения Х(,) = {Х^,Х^}Т, на основе которых определяются параметры матрицы динамической жесткости подсистемы инструмента. Тогда для установившегося состояния получаем следующее очевидное соотношение
стхт =ии, (2.9)
где С(,) =
ДО до Ч,і ьг,
ДО до _ 1,2 и2,
- подлежащая оцениванию матрица упругости для внешней
силы и01 .Пусть заданы две силы и(,) ={С/1(,),0}ги и1'+]) ={0,£Д'+1)}Г, а также соответствующие им измеренные деформационные смещения Х(0 ={Х1(0,Х$')}Г и Х0+'] = {Х{,+'] ,Х'*1) }т. Для заданных сил, ориентированных в плоскости, имеем следующие значения оцениваемых параметров матрицы с(,)
Хс = и, (2.10)
где с = { вершину индентора;

х?> 0 X?
0 х{° 0 X?
х[,+Х) 0 Х2+Х)
0 хи+1) 0 Х(|+.)
- матрица измеренных дефор-
мационных смещении вершины индентора.