Моделирование профиля рабочей поверхности шлифовального круга с использованием принципов естественной прирабатываемости

• Автор: Салова, Дина Петровна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 231 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ИЗНОСА АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ

(Литературный обзор)

1.1 Износ абразивных зерен

1.1.1 Прочностные свойства абразивных материалов

1.1.2 Износ абразивных зерен за счет микроконтактных физикохимических явлений

1.1.3 Влияние среды на износ зерен. Взаимодействия в термомеханической системе: абразивный круг -обрабатываемый материал - среда

1.2 Износ абразивных кругов вследствие вибраций

1.3 Макроизнос абразивных кругов при работе

1.3.1 Макроизнос и формообразование кругов, работающих периферией

1.3.2 Самоорганизация износа кругов, работающих периферией

1.3.3 Макроизнос и форма кругов при торцовом плоском шлифовании и заточке инструментов
1.3.4 Самоорганизация износа шлифовальных кругов, работающих торцом
1.3.5 Износ фасонных кругов
2. МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Методология изнашивания шлифовальных кругов
2.2 Методика исследований
2.2.1 Оборудование, инструмент, материалы
2.2.2 Измерение локальных (импульсных) температур шлифования
2.2.3 Исследование процесса правки кругов
2.2.4 Исследование обработанных поверхностей
2.2.5 Исследование микропрофиля кругов
2.3 Организация познавательного процесса при проведении исследований и обработке результатов
3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ИЗНАШИВАНИЯ ФАСОННОГО КРУГА
3.1 Теоретическая модель изнашивания при круглом и плоском шлифовании периферией круга
3.2 Моделирование профиля круга с поворачивающейся осью. Шлифование прямой радиусной канавки
3.2.1 Геометрические условия реализации новых схем врезания
3.2.2 Кинематические условия контакта тел при работе кругами
с поворачивающимися осями
3.3 Обеспечение равноизносности кругов при круглом
шлифовании конических и ступенчатых поверхностей
3.3.1 Шлифование конических поверхностей
3.3.2 Шлифование ступенчатых поверхностей
4. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАВНОИЗНОСНЫХ ПРОФИЛЕЙ КРУГОВ, РАБОТАЮЩИХ С ПРОДОЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ
4.1 Определение равноизносного профиля круга при одноуровневом изнашивании
4.2 Моделирование профиля круга при многоуровневом изнашивании
4.3 Совершенствование профилей кругов при бесцентровом
круглом наружном шлифовании широкими кругами
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ПРОФИЛЕЙ КРУГОВ. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Определение величин, необходимых для расчета оптимальных глубин врезания круга по сечениям, обеспечивающих его равномерное изнашивание при круглом и плоском врезном фасонном шлифовании
5.2 Технологические показатели использования кругов с поворачивающимися осями
5.3 Определение величин, необходимых для расчета квазиустойчивых профилей кругов при одноуровневом шлифовании
5.3.1 Работа торцом круга
5.3.2 Работа периферией круга
5.4 Определение профиля круга, работающего с продольной подачей, при многоуровневом изнашивании
5.4.1 Определение параметров образующего эллипса при шлифовании периферией круга
5.4.2 Расчет площади периферии шлифовального круга
5.4.3 Расчет площади торца шлифовального круга
5.4.4 Исследование процесса силового шлифования
5.5 Поддержание и восстановление работоспособности кругов
5.6 Сопоставление технологических показателей предложенных разработок с существующей практикой
5.7 Внедрение результатов исследований
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Успешное развитие отечественного машиностроения предполагает повышение точности и качества обработанных поверхностей. Наиболее распространенным методом окончательной обработки является шлифование, доля которого в общем объеме металлообработки высока. В последнее время в производстве увеличивается применение силового и глубинного шлифования. Особенностями этих процессов, а также врезного шлифования и заточки инструментов является то, что в снятии припуска активно участвует вся рабочая поверхность круга. За счет совершенствования указанных процессов можно существенно увеличить эффективность производства.
В первую очередь, это касается эффективного использования абразивных кругов. Исследователи и практики не уделяют этому должного внимания.
Недостаточно исследованы вопросы, касающиеся условий обеспечения равной стойкости всех рабочих участков круга (или поверхностей кругов), работающих при значительных перепадах профиля.
Недостаточно внимания уделено вопросам формообразования и поддержания квазистабильных рабочих поверхностей круга, изучению условий естественного (самоорганизующегося) изнашивания при различных условиях обработки.
Мало работ по управлению профилем рабочей поверхности круга. Единичны работы, в которых учитывается влияние неодновременности врезания в заготовку участков профильной поверхности круга.
Более изученными являются процессы, которые основаны на многопроходной обработке - маятниковое шлифование. Однако до сих пор еще мало что делается для их улучшения. В первую очередь, игнорируются рекомендации по отработке условий правки кругов.
До настоящего времени отсутствует адекватная модель, связывающая способность абразивного круга к самозатачиванию с его стойкостью, что усложняет методологию изнашивания шлифовальных кругов.
Исходя из сказанного, актуальность выполненных исследований очевидна.
Целью работы является обеспечение рационального использования рабочей ширины шлифовального круга путем совершенствования его макропрофиля и условий удаления припуска.
Объектом исследования являются круги для одно- и многоуровневого шлифования торцом и периферией круга и заточки инструментов. При этом за одноуровневое изнашивание круга принималось такое, которое происходит в пределах одного рабочего слоя абразивных зерен, высота которого не превышает фактическую глубину резания. Многоуровневое изнашивание характерно для условий, при которых возможно образование заборных частей с высотой, большей фактической глубины резания.

временем возникает лавинообразный процесс разрушения - осыпание зерен с поверхность круга. Стойкость такого круга невысока.
Осыпание кругов, работающих в условиях третьего варианта, менее вероятно. Их стойкость чаще всего ограничивается за счет постепенной потери формы.
На рисунке 2.2 показана схема, увязывающая способность круга к самозатачиванию с его стойкостью, выраженной через накопление дефектов в
Накопление дефект од д радочем слое круга ! ~ дремя работы слоя)
Рисунок 2.2 - Комплексная модель изнашивания и ограничения стойкости шлифовальных кругов
Кривые а-а, Ь-Ь, согласно И.Г. Горячевой и М.Н. Добычину, разделяют зоны: I - истирания, II - истирания и разрушения, III - разрушения зерен. Согласно Б.А. Кравченко и др., зона потери работоспособности формы круга ограничивает стойкость кругов, имеющих относительно большое отношение коэффициента разрушения Кр к коэффициенту истирания К„, а при малом отношении Кр/К„ - может ограничиваться неработоспособностью микропрофиля. Ограничение идет соответственно по линиям СШ и АМВ.
По нашему мнению, модель будет более полной, если в нее ввести дополнительные условия.
Нередко стойкость ограничивается возникновением прижогов на обрабатываемой поверхности и предельной волнистостью на круге и заготовке. При большом отношении Кр/Ку, ограничения возникают при искажении формы поперечного сечения круга (макрогеометрии и волнистости), при малом