Повышение эффективности внутреннего шлифования в условиях пониженной жесткости технологической системы

• Автор: Никифоров, Игорь Петрович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 272 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ:

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ:

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМ ВНУТРЕННЕГО ШЛИФОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПОНИЖЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

1.1. Эксплуатационные и технологические требования к

ГЛУБОКИМ ОТВЕРСТИЯМ МАЛОГО ДИАМЕТРА

1.2. Характеристика процесса шлифования глубоких отверстий

малого диаметра

1.3. Технологии методом шлифования в условиях пониженной

жесткости технологической системы и их классификация

1.3.1. Применение шлифовальных головок с оправками из материала с большим модулем упругости
1.3.2. Применение однослойного стеклоабразивного инструмента с ориентированным рельефом
1.3.3. Использование шлифовальных головок конической формы
1.3.4. Повышение динамической жесткости
1.3.5. Уменьшение поперечной подачи за двойной ход
1.3.6. Повышение скорости резания
1.3.7. Применение прогрессивных абразивных материалов
1.3.8. Применение прогрессивных СОЖ
1.3.9. Увеличение продолжительности выхаживания
1.3.10. Шлифование методом пробных ходов
1.4. Методы повышения эффективности шлифования на основе
прерывистого контакта инструмента с заготовкой
1.4.1. Шлифование прерывистыми кругами
1.4.2. Вибрационное шлифование
1.5. Влияние частоты и амплитуды колебаний на коэффициент

ТРЕНИЯ
1.6. Анализ моделей процесса шлифования и микрорезания
1.7. О ГЕОМЕТРИИ АБРАЗИВНОГО ЗЕРНА
1.8. Критерии перехода от одного вида фрикционного
взаимодействия К ДРУГОМУ
1.9. К ВОПРОСУ ОБ ИЗНОСЕ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА
1.10. Аналитические зависимости для расчета силы резания
1.11. Выводы
1.12. Постановка цели и задач исследования
2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Общая методология
2.2. Условия проведения эксперимента
2.3. Планирование эксперимента и методика обработки
экспериментальных данных
2.4. Характеристика используемого оборудования
2.5. Данные об инструменте
2.6. Данные о заготовках
2.7. Данные о средствах измерения
3. МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ВНУТРЕННЕГО ШЛИФОВАНИЯ
3.1. Определение мгновенных положений оси круга
3.1.1. Выбор и обоснование математической модели
3.1.2. Описание ротора, как объекта исследования
3.1.3. Общее уравнение движения ротора
3.1.4. Формирование глобальных матриц
3.1.5. Формирование глобального вектор-столбца силовых
воздействий
3.1.6. Формирование глобального вектор-столбца перемещений
3.1.7. Решение нелинейного уравнения и определение мгновенных

ПОЛОЖЕНИЙ ОСИ КРУГА
3.2. Формирование рельефа круга и заготовки
3.2.1. Геометрия и форма зёрен
3.2.2. Формирование профилей круга и заготовки
3.2.3. Корректировка исходных матриц с учётом погрешности
формы
3.3. Взаимодействие круга и заготовки
3.3.1. Особенности принятой геометрической модели
3.3.2. Имитация кинематики и динамики процесса шлифования
3.3.3. Модель микрорезания единичным зерном
3.3.4. Износ шлифовального круга
3.3.5. Алгоритм изменения матриц заготовки и круга
3.4. Обработка результатов
3.5. Выводы
4. КОНЦЕПЦИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ВНУТРЕННЕГО ШЛИФОВАНИЯ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ИНСТРУМЕНТА
4.1. Использование оправок анизотропной изгибной жесткости
(внутренняя анизотропия)
4.1.1. Изменение осевых моментов инерции сечений оправок
4.1.2. Определение матрицы масс конечного элемента
анизотропной жесткости
4.1.3. Параметры, влияющие на траекторию движения оси ротора
4.1.4. Обоснование эффективности предлагаемых решений
4.1.5. Анализ амплитудно-частотных характеристик (АЧХ)
4.2. Использование опор с анизотропной жесткостью (внешняя
анизотропия)
4.3. Управление режущей способностью зерен шлифовального

Таблица 1.2. Геометрия режущих кромок
Зернистость Радиус закругления р, мкм Угол при вершине а, град
Среднее Значение Пределы колебаний Среднее значение Пределы колебаний
40 30 6-100 109 40
25 21 6-80 108 45
16 14 3-60 111 50
3 4 0,7-7 97 50
Проф. Филимонов Л.Н. определил, что распределение радиусов округления с достаточной степенью точности может быть аппроксимировано законом бета-распределения [191]. Получены параметры бета-распределения для некоторых корундовых и эльборовых кругов. Для корундовых кругов марки 24А средние радиусы закругления варьируют от 9,8-12 мкм - после правки, до 13,1-13,2 мкм - после шлифования. Соответственно, для эльборовых кругов марок ЛД, ЛО эти величины принимают значения 5,61 -5,9 и 6,12-6,3.
По форме зёрна подразделяются на изометричные (округлые), промежуточные (угловатые), пластинчатые и игольчатые. Критерием принадлежности к той или иной группе является коэффициент формы зерна Кф, определяемый как отношение длины проекции зерна к ширине проекции (ГОСТ 3647-80, 9206-80).
Зерна, имеющие форму близкую к изометрической, превосходят все остальные по режущей способности и подвержены меньшему износу [77, 76]. Игольчатые и пластинчатые зерна, имеющие низкую прочность, считаются дефектными и основная их часть отсеивается ещё при сепарации [156].
В табл. 1.3 представлены обобщенные данные о величине е, у и ,
по различным литературным источникам. В первой строке, для сравнения, данные, полученные автором (см. далее п. 3.2.1).