Прогнозирование и обеспечение параметров шероховатости шлифованной поверхности на основе моделирования процессов правки круга и обработки

• Автор: Бишутин, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 172 с.

Оглавление
Введение
Глава 1. Современные представления о процессе формирования
качества поверхности при шлифовании
1.1. Прогнозирование процесса формирования неровностей поверхностного слоя и описание шероховатости поверхности
1.2. Прогнозирование параметров, характеризующих физико-механические свойства поверхностного слоя
1.3.Геометрическая форма и прочностные характеристики абразивных зерен как одни из основных факторов в формирования качества поверхности
1.4. Выводы по главе 1 и постановка задач исследования
Глава 2. Методика проведения исследований
2.1. Методологический подход к моделированию процесса формирования параметров шероховатости поверхности при шлифовании
2.2. Сущность экспериментальных исследований
Глава 3. Теоретическое исследование механизма образования рабочей
поверхности шлифовального круга в процессе правки
3.1 .Понятие и характеристики рабочей поверхности
шлифовального круга
3.2. Исследование распределения размеров зерен в объеме шлифовального круга
3.3. Взаимодействие абразивных зерен с правящим инструментом
3.4. Аналитическое определение характеристик рабочей поверхности шлифовального круга . Сопоставление полученных теоретических результатов с известными экспериментальными исследованиями в данной области
3.5 Выводы по главе

Глава 4. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса формирования параметров шероховатости поверхности деталей машин при шлифовании
4.1. Сущность процесса формирования микропрофиля поверхности изделия
4.2. Влияние геометрических размеров круга и заготовки, вида шлифования и режимов обработки на формирование микронеровностей поверхности
4.3. Влияние жесткости и вибраций технологической системы на образование шероховатости поверхности
4.4. Определение параметров шероховатости с учетом пластического оттеснения металла абразивными зернами
4.5. Связь износа абразивного инструмента с процессом формирования шероховатости поверхности
4.6. Обеспечение бесприжогового шлифования как условия достоверности прогнозирования параметров шероховатости
4.7. Сопоставление результатов экспериментального и теоретического исследований процесса формирования качества поверхности при шлифовании
4.8 Выводы по главе
Глава 5. Внедрение и перспективы применения результатов исследований
на практике
5.1. Выбор режимов шлифования из условия обеспечения заданных параметров шероховатости поверхности и минимального
цикла обработки партии заготовок
5.2. Методики расчета режимов шлифования, обеспечивающих заданное значение параметра шероховатости, и параметров качества поверхности при заданных условиях обработки
5.3. Экономическая эффективность результатов исследований
Основные выводы и результаты
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Данная научная работа посвящена проблеме прогнозирования и обеспечения параметров шероховатости шлифованной поверхности на основе моделирования процессов правки круга и обработки.
Актуальность проблемы. Как известно, на эксплуатационные показатели деталей машин, которые во многом определяют конкурентоспособность продукции машиностроения, одно из доминирующих влияний оказывает состояние их поверхностей, формируемое, главным образом, на финишных операциях технологических процессов. Самыми распространенными финишными операциями являются разнообразные виды шлифования, наиболее экономично обеспечивающие высокую точность размеров и требуемое качество обрабатываемых поверхностей. В этой связи важным является вопрос исследования динамики формирования параметров шероховатости поверхности при шлифовании.
Проблема обеспечения параметров шероховатости поверхности деталей при шлифовании в настоящее время для каждого конкретного случая решается, как правило, опытным путем - подбором условий обработки, которые не всегда оказываются достаточно производительными и экономичными.
В направлении теоретического решения данной проблемы российскими и зарубежными учеными проделана большая работа. Однако, несмотря на большое количество научных работ, целый ряд основных вопросов остается нерешенным. Довольно слабо разработан теоретический анализ расположения абразивных зерен на рабочей поверхности круга. Практически все исследователи указывают на то, что распределение вершин зерен на

книге отмечается, что снижение температуры шлифования способствует повышению глубины наклепа с 30 до160 мкм (при Ук=27 м/с; Уд=0,2 м/с; 1=1-103 м; 5П= 0,0025 м/дв.ход) для кругов, в которых в качестве наполнителей используется олово, медь и йодистый калий. С увеличением скорости резания и уменьшением глубины шлифования влияние наполнителей на степень и глубину наклепа снижается.
Период с конца 80-х годов и по настоящее время можно считать временем становления аналитического подхода к прогнозированию параметров физикомеханического состояния обрабатываемой поверхности. В печати появляются работы, в которых приводятся математические модели указанных параметров. Так, например, в работе[74] степень упрочнения шлифованной поверхности от силового фактора определяется следующей зависимостью:
С„= т(0,6-с'стт)‘1(4/71)п/2Аг(”/2Л; (1.40)
А,- (; иш в( 0,5-2-т. ,'ЬГ)-Мтр;ит>.я[ I -24( I -jrfl 11 ГР)2 ]/9() } ярагах к( I Г7'р )'90
где т,п - экспериментальные коэффициенты учитывающие состояние обрабатываемого материала; с - коэффициент стеснения обрабатываемого материала; НВ - твердость материала по Бринеллю; Иг - шероховатость обрабатываемой поверхности; Д-- площадь контакта вершины зерна с заготовкой.
Обращает на себя внимание оригинальность подхода к моделированию качества поверхности работа немецких ученых [101]. В процессе моделирования были применены принципы нечеткой логики. Предложенная модель охватывает технологические факторы процесса шлифования, включая характеристики абразивного инструмента, производительность, влияние нагрева металла, скорость резания и другие факторы. В работе показано, что применение лингвистических переменных позволяет осуществлять моделирование неопределенных величин, что в свою очередь дает возможность описания взаимосвязей между различными параметрами процесса шлифования обычным языком и осуществления преобразования в алгоритмы. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают возможность такого подхода к прогнозированию качества шлифованной поверхности.
В работе [53] представлены расчетные зависимости для определения параметров, характеризующих поверхностный слой после обработки, с учетом тепловых и силовых воздействий, обусловленных процессом обработки