Повышение эффективности шлифования за счет правки шлифовальных кругов с применением ультразвуковых колебаний

• Автор: Мурашкин, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 0 с. : 238 ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

1.1. Особенности формирования рабочей поверхности шлифовальных кругов

1.2. Определение силы правки и условий разрушения абразивных зёрен круга

1.3. Влияние вибрационной правки на процесс шлифования

1.4. Выводы. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АБРАЗИВНЫХ ЗЁРЕН КРУГА И АЛМАЗА ПРАВЯЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

2.1. Исследование формы рабочей поверхности правящего инструмента

2.1.1 Общие условия процесса правки

2.1.2. Исследование формы рабочей поверхности правящего инструмента в процессе обычной правки шлифовального круга
2.1.2.1. Исследование формы рабочей поверхности правящего инструмента в плоскости, содержащей ось вращения круга и центр зоны правки
2.1.2.2. Исследование формы рабочей поверхности правящего инструмента в плоскости вращения круга
2.1.3. Исследование формы рабочей поверхности правящего инструмента в процессе ультразвуковой правки
2.1.3.1. Исследование формы рабочей поверхности правящего инструмента в плоскости, содержащей ось вращения круга и центр зоны правки
2.1.3 2. Исследование формы рабочей поверхности правящего инструмента в плоскости вращения круга
2.2. Силовое взаимодействие правящего алмаза с абразивным зерном круга
2.2.1 Удар правящего алмаза с абразивным зерном
2.2.1.1 Общие допущения, обозначения и замечания
2.2.1.2. Определение метода расчёта параметров удара
2.2.1.3. Расчёт параметров удара
2.2.2. Определение зависимости составляющих радиальной силы правки от кинематических источников деформации зоны правки
2.2.2.1. Определение числа абразивных зёрен круга, контактирующих с вершиной правящего алмаза
2.2.2.2. Определение глубины правки в направлении вращения круга
2.2.2.3. Определение скорости вершины алмаза в колебательном движении, как функции от глубины правки
2.2.2 4 Изменение значений модуля упругости Юнга и плотности шлифовального круга во времени взаимодействия абразивных зёрен круга с правящим алмазом
2.2.2.5. Модель изменения радиальной составляющей силы правки за период вынужденных колебаний алмаза
2.2.2.6. Определение влияния продольной подачи правящего алмаза на радиальную составляющую силы правки
2.2.2.7. Влияние движения абразивного зерна по вершине алмаза в направлении скорости круга на значение радиальной составляющей силы правки
2.2.2.8. Влияние движения вершины алмаза в направлении радиуса круга на значение радиальной составляющей силы правки
2.2.2.9. Модель радиальной составляющей силы правки, действующей во время удара алмаза с зерном круга
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРАВКИ
3.1. Методика экспериментального исследования
3.2. Исследование износа правящего инструмента при правке
3.2.1. Проверка адекватности математических моделей, описывающих форму рабочей части правящего инструмента
3.3. Исследование формирования вершин активных абразивных зёрен круга
3.4 Профилографирование рабочей поверхности шлифовального круга
3.4.1 Влияние величины контактной площади правящего инструмента на основные параметры рельефа рабочей поверхности круга
3.4.2. Влияние амплитуды колебаний правящего инструмента на основные параметры рельефа рабочей поверхности круга
3.4.3 Влияние частоты колебаний правящего инструмента на основные параметры рельефа рабочей поверхности круга
3.5. Исследование радиальной составляющей силы правки
3.6. Выводы
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРАВКИ КРУГА НА ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ
4.1. Методика экспериментального исследования
4.2. Результаты экспериментального исследования процесса шлифования
4.3. Статистический анализ качества шлифованных поверхностей
4.4. Выводы
ГЛАВА 5 ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРАВКИ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ
5.1. Разработка способа ультразвуковой правки абразивного круга
5.1.1 Вывод формулы, определяющей координату исходного рабочего положения рабочей части правящего инструмента
5.1.2. Вывод формулы, определяющей допустимый диапазон толщины срезаемого слоя с рабочей поверхности круга за один проход правящего инструмента
5.2. Практические рекомендации, вытекающие из результатов исследования
5.2 1. Технологические рекомендации
5.2.2. Конструктивные рекомендации
5.3. Внедрение результатов исследования в производство ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Расчёты радиальной составляющей силы правки, количества объёмно-разрушаемых абразивных зёрен круга в процессе правки
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Руководство по эксплуатации устройства ультразвуковой правки шлифовальных кругов ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Акты внедрения технологии ультразвуковой правки, карты испытаний абразивно-алмазного инструмента

ности детали в пять раз (с /?тах = 0.8 мкм до /?тах “0,16 мкм). При этом оказалось возможным выполнить даже зеркальную обработку.
В работах /21, 54, 59/ приведены конструкции устройств с магнито-стрикционным преобразователем колебаний с частотой 20...22 кГц и амплитудой 10.15 мкм Период стойкости круга, по их данным, возрастает после вибрационной правки в 1.4 - 2,5 раза, а шероховатость снижается в 1.25 1.7 раза. Как указывают авторы /21/, в результате экспе-
риментальных исследований установлено, что УЗП позволяет повысить съём металла между правками в 1.4 1.7 раза, удельную производитель-
ность шлифования в 2 - 3 раза, стойкость круга на 30.40 %. а также уменьшить износ шлифовального круга в 1.4 1.8 раза и шероховатость
шлифованных поверхностей Ra на 20 .30 %. Отметим, что шлифование проводили с продольной подачей, а не с подачей на врезание.
В работе /61/ показано, что при шлифовании со скоростью продольной подачи 0,5. 0.8 м/мин и окружной скоростью круга 25.. 100 м/с его стойкость возрастает в 1.2 - 1,8 раза, а температура при шлифовании снижается на 10 %. Обращает на себя внимание тот факт, что обе составляющие силы резания снижаются одинаково после УЗП алмазным карандашом - на 13 %, несмотря на значительное число микрокромок на зёрнах круга после УЗП и изменения таким образом условий резания.
В работах Д. Кумабэ /54/ и других авторов /59. 62 приведены конструкции устройств УЗП шлифовальных кругов Устройства позволяли сообщить механические колебания ПИ с частотой 20. 23 кГц и амплитудой 10... 15 мкм. Период стойкости круга, по данным авторов, возрастает после УЗП в 1.4 - 2.5 раза, а шероховатость шлифованной поверхности снижается в 1.25 - 1.7 раза. Но, по данным авторов других работ /63/. шероховатость после УЗП. наоборот возрастает.
Улучшение основных показателей процесса шлифования после УЗП авторы связывают с тем. что ультразвуковые колебания ПИ оказывают определённое воздействие на РПК.
Однако до настоящего времени нет однозначного объяснения особенностей формирования микрорельефа РПК при УЗП. Так М.С. Нерубай с соавторами /96/утверждал, что УЗП повышает режущую способность шлифовального круга и снижает шероховатость шлифованной поверхности. Этот положительный эффект он объясняет тем. что «разрушение абразивного материала и формирование фасонной поверхности круга происходят главным образом в результате непосредственного высокочастотного ударного воздействия профилирующего инструмента, а также кавитационных явлений, возникающих в технологической жидкости, находящейся в зоне обработки». Эту точку зрения также поддерживают и авторы работ /61. 62. 100/.