Повышение эффективности и качества абразивных инструментов путем направленного регулирования их функциональных показателей

• Автор: Носов, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 452 с. : ил. + Прил. (с.453-560)

Содержание

Введение
Глава 1. Современное состояние теории и технологии обработки абразивными инструментами (АИ).
1.1. Перспективные направления синтеза новых абразивных материалов
1.2. Теоретические аспекты оптимизации операции абразивно-алмазной обработки
1.3. Анализ методов моделирования АИ
1.4. Выводы и задачи проводимых исследований 49 Глава 2. Теория взаимодействия абразивных зерен и связки при
изготовлении АИ в свете современных физических представлений.
2.1. Моделирование зерен, гранул и их контактного взаимодействия
2.2. Абразивный элемент как основа структурной модели АИ
2.3. Статическая и кинематическая модели рабочей поверхности АИ
2.4. Макроскопическая модель АИ
2.5. Выводы 175 Глава 3. Разработка технологии изготовления и исследование
качественных параметров АИ из СВС-материапов.
3.1. Особенности технологии изготовления абразивных СВС-материалов и инструментов
3.2. Исследование общей пористости, размеров и форм пор
3.3. Исследование расстояния между зернами
3 4. Исследование физико-механических свойств
3.5. Выводы 275 Глава 4. Разработка технологии управления прочностью АИ.
4.1. Закономерности формирования остаточных напряжений при изготовлении АИ
4.2. Исследование остаточных напряжений в АИ
4.3. Упрочнение АИ
4.4. Напряженно-деформированное состояние АИ при работе
Глава 5. Особенности абразивной обработки инструментами из СВС-материалов и эффективность их применения.
5.1. Исследование производительности обработки, износа и стойкости
СВС-инструментов
5.2. Формирование шероховатости поверхности при обработке АИ из СВС-магериалов
5.3. Теоретико-экспериментальные исследования остаточных напряжений
при шлифовании
5.4. Оптимизация характеристик АИ и режимов шлифования
5.5. Исследование работоспособности абразивных СВС-
инструментов на финишных операциях
5.6. Опытно-промышленная проверка, внедрение и выводы
Общие выводы по работе
Литература
Приложение(в отдельном томе).
1. Программы расчета на ЭВМ
2. Акты опытно-промышленной проверки и внедрения
3. Авторские свидетельства и патенты

Введение
Научно-технический прогресс, определивший в последнее время развитие многих важных областей технологии машиностроения, в известной мере связан с ролью отде-лочно-упрочняющих операций. Важным направлением совершенствования этих процессов является применение новых абразивных материалов. Существующие методы получения абразивных материалов связаны с большими энергозатратами и экологическими издержками. Перспективным методом синтеза тугоплавких неорганических соединений является использование процессов горения с высокой температурой, само-распросграняющийся высокотемпературный синтез (СВС). Большой вклад в развитие СВС-процессов внесла школа академика А.ПМержанова (ИСМАН РФ), где были созданы фундаментальные основы синтеза и получены более 400 различных тугоплавких соединений, многие из которых являются хорошими абразивными материалами.
Определение эффективности применения новых абразивных инструментов из СВС-материалов требует создания адекватной математической модели процесса абразивной обработки. Ряд разделов исследований выполнены в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ МНТК “Термосинтез” и Государственной научно-технической ассоциации “Термосинтез”, а также государственными комплексными научно-техническими программами “Порошковая металлургия” (г. Пермь), “Надежность" (НИИ ПНМС СамГТУ, г.Самара).
Целью данной работы является разработка принципов построения системы проектирования и технологии изготовления абразивных инструментов из СВС-материалов. Достижение поставленной цели осуществляется путем комплексных теоретико-экспериментальных исследований:
— технологии синтеза новых абразивных материалов, получаемых методом СВС;
— теории проектирования абразивных инструментов с использованием новых фундаментальных разработок в области порошковой металлургии;
— технологии изготовления абразивных инструментов на базе управления их функциональными показателями.
Эти исследования в рамках системного анализа позволили построить модель АИ и обосновать основные пути повышения его эффективности и качества.
Научная новизна работы заключается в разработке теоретических основ изготовления новых инструментов из СВС-материалов, оптимизации характеристик АИ и определении их корреляционных связей с производительностью и качеством обработки.

(схема 11). Затем автор моделирует только вершины рабочей части формообразующего элемента, представив ее в виде параболоида вращения. Считая этот период более правильным, определяет величину текущего радиуса округления вершины зерна, расстояние между зернами, высоту профиля и др.
J1.H. Филимонов [372] связывает вероятностно-статистическое описание процесса шлифования со статистическими характеристиками рельефа рабочей поверхности шлифовального круга. Основными характеристиками автор считает законы разновы-сотносги режущих кромок и радиусов округления вершин, а для случая равномерного самозатачивания возможно равномерное расположение режущих кромок на круге. Описание модели ПС ведется на основе записи профилограмм поверхности и их статистической обработки с помощью корреляционной функции. На основе экспериментальных данных строится предположение, что разновысотность зерен подчиняется закону бета-распредепения, а пользуясь интегральной функцией распределения можно определить число режущих кромок Nz на заданном уровне, приходящихся на единицу длины рабочей поверхности круга и ее приближенное значение:
N’=bbL, (1.Ю)
z d3+2rB
где Кп-коэффициент перекрытия абразивных зерен (Кп=0,4...0,8); б3-средний размер абразивных зерен; гп-радиус округления вершины ощупывающей иглы.
С.Н. Корчак [153] рекомендует моделировать рабочие части режущих зерен не в виде сфероидов, а зернами с площадками затупления в виде плоскости или радиусной поверхности. Автор строит масштабную модель-схему, в которой имеется ряд допущений: зерна на рабочей поверхности круга располагаются равномерно, как по его ширине, так и по цилиндр, ической части, и на основе анализа количества резов, произведенных зернами круга, делает вывод, что при хаотически расположенных зернах размеры среза колеблются около значений, полученных в масштабной модели.
Анализ разновысотности режущих кромок по высоте профиля крупа, проведенный А.Н. Филиным [375], показал, что наиболее предпочтительным законом их распределения является двупараметрическое бета-распределение, а с факториалом 2! расхождение теоретических и экспериментальных данных о количестве зерен на единицу поверхности круга находится в пределах 3.6-11.2 %.
Изучая вопросы кинематики и физики процесса шлифования [277], В. И. Островский рассматривает ПС абразивного крупа в двух взаимно перпендикулярных направлениях: окружном и радиальном. Величина шага между зернами в окружном направлении