Технологическое управление процессом формообразования при двусторонней торцешлифовальной обработке

• Автор: Вайнер, Леонид Григорьевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 387 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ДВУСТОРОННЕЙ ТОРЦЕШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ И МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
1.1. Анализ влияния точности обработанных торцовых поверхностей деталей на качество изделий
1.2. Особенности двусторонней торце шлифовальной обработки и методические подходы к выбору параметров положения шлифовальных кругов и режимов шлифования
1.3. Анализ исследований влияния геометрических, кинематических, силовых, упругих и тепловых факторов на выходные показатели процесса
1.4. Методы математического описания и моделирования процессов технологического формообразования поверхностей деталей

1.5. Выводы. Постановка цели и задач исследований

Глава 2. РАЗВИТИЕ МЕТОДОЛОГИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПОТОЧНОЙ ДВУСТОРОННЕЙ ТОРЦЕШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ
2.1. Методологические аспекты структурно-параметрического проектирования и создания модельной среды процесса двусторонней торцешлифовальной обработки
2.2. Концепция и методологические аспекты взаимного континуального формообразования
2.3. Структуры, классификация и идентификация компонентов формообразующих систем
2.4. Координатно-формализованное представление обобщенных формообразующих систем и уравнения обрабатываемых оппозитных поверхностей
2.5. Особенности координатно-формализованного структурнопараметрического представления процесса обратного формообразования
2.6. Выводы

Глава 3. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО ХАРАКТЕРИСТИК
3.1. Понятие технологического пространства и методика определения его характеристик в исходном состоянии при вариациях траекторий заготовок и форм поверхностей инструментов
3.2. Понятие динамического технологического пространства и методика определения его характеристик при шлифовании потока заготовок
3.3. Методика определения характеристик динамического технологического пространства при шлифовании одиночной заготовки
3.4. Методические особенности определения характеристик технологического пространства при асимметричных условиях шлифования
3.5. Повышение технологических возможностей управления циклом шлифования с применением двухзонных шлифовальных кругов
3.6. Моделирование геометрических, силовых и энергетических характеристик динамического технологического пространства
3.7. Выводы
Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РЕАЛЬНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
4.1. Моделирование процесса реального формообразования обрабатываемых поверхностей
4.2. Анализ влияния геометрических, кинематических и динамических системных факторов на процесс формообразования и точность обработки
4.3. Выводы
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФАКТОРОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ ВЛИЯНИЕ НА ПРОЦЕССЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ, РЕЗУЛЬТАТОВ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА СПОСОБА ОПЕРАТИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ ПРОЦЕССА
5.1. Описание экспериментальной установки и используемых методов для исследования характеристик вращения заготовок, сил шлифования, формы и упругих смещений технологического пространства. Способы измерения погрешностей формы, относительного расположения, шероховатости обработанной поверхности

5.2. Оценка влияния технологических параметров на точность обработки
5.3. Исследование характеристик вращения деталей и их связей с макро- и микрогеометрией обработанных поверхностей. Обоснование возможностей повышения точности и производительности обработки
5.4. Разработка способа вибродиагностики процесса двусторонней торцешлифовальной обработки в производственных условиях как инструмента для оперативной настройки станков и ее коррекции
5.5. Выводы
Глава 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТРАНСФОРМАЦИИ И ГЕНЕРАЦИИ ПРОИЗВОДЯЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
6.1. Математическая модель трансформации поверхностей шлифовальных кругов в процессе континуальной поточной обработки
6.2. Разработка алгоритма и компьютерной модели трансформации технологического пространства
6.3. Анализ динамики трансформации технологического пространства и производящих поверхностей шлифовальных кругов
6.4. Экспериментальная оценка трансформации рабочих поверхностей шлифовальных кругов
6.5. Явление циклической повторяемости процесса трансформации рабочих поверхностей шлифовальных кругов при отсутствии ограничения, связанного с прекращением шлифования потока заготовок при потере точности
6.6. Снижение неравномерности трансформации технологического пространства применением шлифовальных кругов с закономерно изменяющимися характеристиками износостойкости их поверхностей
6.7. Метод и модель генерации модифицированных производящих поверхностей шлифовальных кругов в процессе правки (анализ и синтез)
6.8. Выводы
Глава 7. РЕАЛИЗАЦИЯ СТРАТЕГИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ
ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ДВУСТОРОННЕЙ ТОРЦЕШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ
7.1. Принципы и критерии управления качеством формообразования при

1.3.2. Упруго-силовые характеристики
В ряде работ по ДТШО исследовалась роль упругих смещений кругов в формировании зоны шлифования и образования погрешности обработки [10, 81, 95, 47, 209] и силовые факторы, определяющие величину и направление этих смещений.
Полагая, что сила резания пропорциональна снимаемому объему металла (1.8), в работе [216] получено выражение для тангенциальной силы, действующей на кольцо подшипника на радиусе

(я-ях V (Я~ЯА

0,725 • УдУУк1 1 *2 ) { к2 )

Г Я-Я.

(1.13)
где £> - наибольший диаметр кольца, мм; Ул - скорость подачи деталей; м/мин; п - частота вращения ШК, об/мин.
Нормальную силу резания Ру и силу сопротивления подаче Рх предлагается определять через их отношение к тангенциальной. Показано, что: 1) силы резания при обработке напроход носят циклический характер с периодом, равным «циклу работы станка»; 2) сила Рх значительно меньше двух других составляющих; 3) отношение Ру/ Р2 не зависит от съема и скорости вращения кругов, но зависит от текущего положения детали. Следует отметить, что последнее очевидно объясняется известным из теории шлифования влиянием скорости съема припуска и скорости резания на отношение Ру/Рг.
На основе математической обработки экспериментальных данных в работе [80] получены выражения для сил резания при обработке симметричных колец подшипников на участке съема припуска, описываемого зависимостью (1.10),
-Ют/ 0,68 0,73 Т)4,06т
рх = іі,9до_іик/-”#"д4-“й,
Р, =3,21.10^7И0'84/°'б2/г2'816.
Р. =3,64-10 -9К°’73С°'68Л3'746.
(1.14)
где Ь - ширина обрабатываемой заготовки, мм
Зависимости (1.13) и (1.14) показывают, что наибольшее влияние на силы резания оказывают величина снимаемого припуска и скорость подачи. Вместе с тем, припуск и