Введение к работе
Актуальность проблемы. Как известно, эксплуатационные показатели де-алей машин, определяющие во многом конкурентоспособность продукции машиностроения, зависят от состояния их рабочих поверхностей, формируемо-о, главным образом, на финишных операциях технологических процессов ме-:анической обработки. Наиболее распространенными финишными операциями [вляются разнообразные виды шлифования, позволяющие обеспечить высокие очность размеров и качество обрабатываемой поверхности. При этом обеспе-іение заданных параметров шероховатости поверхности деталей в настоящее .ремя на практике осуществляется, как правило, путем подбора условий обра-ютки, которые не всегда оказываются достаточно производительными и эко-юмичными. В этой связи безусловно важным является исследование при шли-зовании процессов формирования качества поверхности и решение задач тех-юлогического обеспечения его параметров на основе выявленных закономерностей.
В направлении теоретического решения данной проблемы российскими и арубежными учеными проделана большая работа. Однако целый ряд вопросов стается нерешенным. Недостаточно разработан теоретический анализ распо-ожения абразивных зерен на рабочей поверхности круга. Практически все ис-ледователи указывают на то, что распределение вершин зерен на поверхности бразивного инструмента зависит от его характеристик и условий правки, но икто этой связи в должной мере не обосновывает ни экспериментально, ни еоретически. Аналитические исследования в области изучения закономерно-тей формирования качества шлифуемых поверхностей выполнены, по сущест-у, только для высотных параметров шероховатости поверхности, да и то без чета ряда факторов, влияющих на формирование микронеровностей поверхио-ги. Практически нерешенным остается вопрос формирования параметров ше-оховатости поверхности в условиях вибраций технологической системы
:гшд.
В этой связи актуальным является необходимость дальнейшего развития горетических основ процесса формирования свойств поверхностного слоя и еровностей обрабатываемой поверхности.
Целью работы является разработка методологического подхода к выбору режи-ов шлифования и условий правки абразивного инструмента, обеспечивающие дос-тжение при обработке заданных параметров шероховатости поверхности.
Объект исследования. Процесс формирования параметров шероховатое поверхности при абразивном шлифовании заготовок для деталей цилиндрическ и плоской формы, изготовляемых из углеродистых и легированных стал (45.40ХГНМ и др.)
Методология и методы исследований. Общей методологической основ работы является системный подход, заключающийся в структурном разбиен технологической системы шлифования на подсистемы, их моделировании и ] тановлении взаимосвязей между ними. Теоретические исследования пpoвo^ лись на базе современных знаний о процессе шлифования металлов, теории n тематического моделирования, методов дифференциального и интегрально исчислений.
Экспериментальные исследования проводились на универсальных шг фовальных станках с использованием статистических методов планирование современной контрольно-измерительной аппаратуры. Параметры шероховаї сти определялись на профилографе-профилометре мод. 170311, а микротві дость обработанной поверхности - на микротвердомере ПМТ-ЗМ. Результаты экс: риментов обрабатывались методами математической статистики с применением ЭВ
Научная новизна работы заключается в разработке теоретических оси процесса формирования качества поверхности деталей машин при окончате.1 ном абразивном шлифовании, включающих:
-
Математическую модель формирования рабочей поверхности шли(] вального круга в процессе правки.
-
Теоретическое решение задачи определения высотных и шаговых і раметров профиля неровностей обработанной поверхности в зависимости числа, геометрических размеров и законов распределений по высоте и дії-профиля вершин абразивных зерен шлифовального круга.
-
Комплекс математических моделей процесса формирования парам ров шероховатости поверхности, учитывающих геометрические размеры кр; и заготовки, вид шлифования (круглое наружное и внутреннее, плоское), хар; теристики шлифовального круга, структуру технологической операции шлис вания, режимы обработки и правки круга, жесткость и вибрации снега СПИД, упругие отжатая круга от заготовки, износ круга и пластическое отт нение металла поверхностного слоя заготовки абразивными зернами.
Практическую ценность работы составляют: методика расчета параметров роховатости обрабатываемой поверхности при заранее известных условиях ифования; методика прогнозирования профиля шероховатости обработанной 5ерхности, по ординатам которого могут быть определены любые его харак-іистики; математические зависимости для режимов обработки, полученные основе их оптимизации из условия обеспечения заданных параметров каче-а поверхности и минимума времени обработки партии заготовок.
Работа выполнена в рамках гранта Министерства общего и профессио-ьного образования Российской Федерации по фундаментальным исследова-ім в области машиностроения "Теоретические основы оптимизации режимов санической обработки из условия обеспечения заданных показателей качест-товерхности, производительности и энергозатрат" (шифр 97-24-3, 2-20).
Реализация результатов работы :
Результаты выполненных исследований нашли применение на практике, заказу ОАО "Машины и запчасти" и ОАО Брянский автомобильный завод і участии автора выполнена научно-исследовательская работа по обеспечению ества деталей машин и технологической оснастки, позволившая получить значи-ьный экономический эффект.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доклады-ись и обсуждались на 51-й студенческой конференции (Брянск, 1996г), Всероссийской молодежной научной конференции "XXII Гагаринские ния" (Москва, 1996 г), на 2-й Международной конференции носостойкость машин" (Брянск, 1996 г), на республиканской научно- техникой конференции (Могилев, 1996 г), на Международной молодежной науч-і конференции "XXIII Гагаринские чтения" (Москва, 1997г), на заседании ка-(ры "Технология производства двигателей летательных аппаратов" МАТИ-ГУ (Москва, 1998г).
В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на совместном засе-ии кафедр "Стандартизация и сертификация", "Технология машиностроения Автоматизированные технологические системы" Брянского государственно-ехнического университета.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 атных работ. Материалы диссертации вошли в отчет по научно-педовательской работе "Разработка теоретических и методологических ос-
нов создания систем технологического обеспечения функциональных параме ров качества поверхностного слоя деталей" (научно-техническая продукция і госбюджетной НИР, Брянск, БГТУ, 1996 г).
Структура и объем работы, Работа состоит из введения, пяти глав, заклі чения, библиографического списка использованной литературы (108 наимен ваний) и приложений. Общий объем работы 172 страницы, в том числе V. страниц машинописного текста, 41 рисунок и 25 таблиц.
