Теория и практика управления производительностью абразивной обработки с учетом затупления инструмента

• Автор: Калинин, Евгений Пинхусович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 414 с. : ил.

^ СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

1.1. Оценка особенностей и технологических возможностей основных схем шлифования

1.2. Оценка глубины распространения прижогов в поверхностном слое

детали и максимальной контактной температуры в зоне резания

* 1.3. Определение касательной составляющей силы резания, размеров

абразивных зерен и толщин срезов металла отдельными зернами

1.4. Определение расстояний между режущими зернами и их количества

на рабочей поверхности абразивных инструментов с учетом правки

1.5. Оценка состояния рабочей поверхности инструмента с учетом теории вероятностей, ориентации абразивных зерен относительно рабочей поверхности инструмента и определение сил удержания зерен связкой
1.6. Постановка задач для исследования процесса шлифования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СТРОЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ (КРУГОВ, ЛЕНТ) С УЧЕТОМ ИХ ЗАТУПЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ШЛИФОВАНИЯ
2.1. Модель строения абразивных кругов, брусков, сегментов
и других инструментов на жесткой основе
2.1.1. Методические особенности и основные принципы построения квазидетерминированной модели абразивного круга (бруска,сегмента)
2.1.2. Расположение центров зерен в объеме инструмента и режущих зерен на его рабочей поверхности
2.1.3. Влияние правки и затупления инструмента при шлифовании на
состояние рабочей поверхности круга
2.2. Модель строения шлифовальных шкурок, лент, дисков и других инструментов на гибкой основе
2.2.1. Расположение абразивных зерен на рабочей поверхности шкурок
2.2.2. Распределение вершин режущих зерен по высоте на рабочей поверхности шкурок
2.2.3. Влияние износа абразивных шкурок при шлифовании на
состояние их рабочей поверхности
2.3. Определение расстояния (L) между режущими зернами в направлении вектора скорости резания для кругов и шкурок
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ СРЕЗАЕМЫХ СЛОЕВ МЕТАЛЛА И ПЯТЕН КОНТАКТА ДЛЯ ОСНОВНЫХ СХЕМ ШЛИФОВАНИЯ
3.1. Геометрия срезаемых слоев металла и площади пятна контакта
при плоском и круглом шлифовании периферией круга
3.2. Анализ схем плоского и круглого шлифования торцом круга
3.3. Шлифование метрической резьбы и зубчатых колес методом

копирования
3.4. Шлифование зубчатых колес методом обката на станках с червячным абразивным кругом
3.5. Ленточное шлифование узкой лентой продольными строчками профиля пера лопаток турбин и компрессоров методом копирования
3.6. Выводы

ф ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ РЕЗАНИЯ И ТРЕБУЕМОЙ
МОЩНОСТИ ПРИ ШЛИФОВАНИИ
4.1. Форма и параметры рабочей части режущих зерен с учетом их затупления при шлифовании
4.2. Анализ процесса стружкообразования
4.3. Определение составляющих силы резания (Рг,Р'г) на отдельных
зернах
4.4. Определение составляющих силы резания (Рг ,РУ) и требуемой мощности для различных схем шлифования
4.4.1. Плоское и круглое шлифование периферией круга

* 4.4.2. Плоское шлифование торцом круга
4.4.3. Зубошлифование методом обката на станках с червячным абразивным кругом
4.4.4. Ленточное шлифование профиля пера лопаток турбин продольными строчками
4.5. Условия возникновения процесса самозатачивания абразивных инструментов при шлифовании
4.6. Выводы
ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И ГЛУБИНЫ ПРИЖОГОВ В ЗОНЕ ШЛИФОВАНИЯ
5.1. Аналитическое определение максимальной контактной температуры
5.1.1. Плоское и круглое профильное шлифование периферией и торцом круга (маятниковое, глубинное, высокоскоростное)
5.1.2. Зубошлифование методом обката червячным абразивным кругом

4 резания область деформаций сужается и при скоростях, характерных для шлифования, вполне может быть представлена единой плоскостью сдвига. После К. А. Зворыкина аналогичные уравнения силы резания получили Эрнст и Мерчант [36].
Джонсон и Меллор [36] подробно рассмотрели возможность применения метода линий скольжения для анализа неоднородной плоской деформации в идеальном жесткопластичном изотропном твердом теле. Этот метод используется ими и для облегчения вычислений параметров течения металлов, нагрузок и давлений при резании металлов. Однако этот метод предусматривает целый ряд допущений, резко снижающих возможность применения его при расчете сил резания в процессе шлифования: а) рассматриваются

• только неупрочняемые материалы; б) ползучесть и влияние скорости деформации не учитываются; в) не учитываются силы инерции, т. е. процесс деформации рассматривается как квазистатический; г) не учитываются возникающие в процессе деформации термические напряжения. Поскольку при шлифовании скорости относительной деформации очень высоки, деформируемый металл получает многократное упрочнение, а высокие температуры в зоне резания могут вызвать разупрочнение металла. Отсюда ясно, что ожидать хорошей согласованности теории линий скольжения с экспериментальными данными при шлифовании не приходится.
В приведенной К. А. Зворыкиным системе действующих сил активным внешним силам противодействуют две группы реактивных сил: а) сила, связанная с пластической деформацией металла при формировании отдельных элементов стружки, и сила, обеспечивающая периодический сдвиг этих элементов с преодолением касательных напряжений в плоскости сдвига; б) силы, связанные с трением отделяемой стружки по передней грани резца и с трением задней грани резца о поверхность заготовки. Однако в своем уравнении для силы резания К. А. Зворыкин не учел наличие износа резца на зад-
* ней грани и возникновение радиуса округления на вершине резца. При пали-