Введение к работе
Актуальность работы.
Абразивная обработка отличается многообразием способов реализации и охватывает широкий диапазон скоростей резания (0,1—100 м/с и выше). С развитием глубинного шлифования существенно возрос диапазон снимаемых припусков (0,01—10 мм и выше). Это позволило эффективно использовать абразивную обработку взамен лезвийной, а также на чистовых и отделочных операциях, для которых другие способы механической обработка в большинстве случаев непригодны.
В настоящее время накоплен обширный материал по выбору режимов резания и инструмента для различных материалов при традиционных способах алмазно-абразивной обработки. Хорошо изучена физика контактного взаимодействия при скоростном и сверхскоростном шлифова-кии(Филимонов Л.Н.). Разработаны критерии оценки и сравнения способов, определены основные требования к абразивной обработке. За последние годы разработаны новые технологические процессы производства абразивных материалов и инструментов. Широко применяются специальные керамические связки, обеспечивающие высокую прочность инструмента при глубинном шлифовании и при высоких скоростях (более 60 м/с). Ведутся работы по упорядочению ориентации зерен в инструмеїгге, которая позволит повысить его режущие свойства. В.М. Оробинским разработана перспективная технология получения инструмента без связки, позволившая значительно повысить режущие свойства абразивного инструмента.
Однако дальнейшее улучшение эксплуатационных характеристик абразивных инструментов связано с ростом затрат, причем в тем большей степени, чем выше становятся режущие свойства инструмента.
Возможность дальнейшего повышения эффективности абразивной обработки открывается за счет анализа шлифования как порогового процесса с применением физических закономерностей, свойственных пороговым
системам, и в частности закономерности «градиента».
Исследование влияния скорости подвода энергии в зону резания на интенсивность процесса стружкообразования позволит отыскать резервы повышения производительности, для чего следует рассмотреть кинематические и конструктивные приемы, изменяющие характер подвода энергии в зону резания, и в частности - параметров, влияющих на скорость нарастания толщины срезаемого слоя по длине единичной риски - параметра, определяющего удельные силу и работу резания, что позволит наметить пути реализации эффективных процессов в промышленности. Цель работы - разработка путей повышения эффективности шлифования за счет активизации микрорезания с позиций пороговой закономерности «градиента». Методы и средства исследования.
Теоретическое исследование процесса микрорезания проводилось на базе научных основ теории резания абразивным инструментом и теории пороговых процессов.
Экспериментальные исследования процесса шлифования выполнены с использованием специально сконструированного компьютеризированного комплекса на базе универсально-заточного станка мод. ЗБ642, исследование процесса микрорезания единичным зерном - на иазе круглошлифо-вального станка мод. ЗБ153. Научная новизна:
-
Анализ процесса шлифования проведен с использованием пороговой закономерности «градиента»,
-
Выделены пороговые параметры, влияющие на производительность и энергетические затраты процесса шлифования;
-
Разработана математическая модель процесса шлифования, позволяющая определять скорость нарастания толщины срезаемого слоя в пределах единичной риски;
-
Разработан критерий для оценки режущих свойств шлифовального круга «Порог шлифования», характеризующий уделыгую энергию перехода от пластического деформирования металла к резанию;
-
Разработан критерий для оценки эффективности процесса шлифования «Приведенный порог шлифования», учитывающий количество активных зерен, и режущие свойства шлифовального круга;
-
Разработана методика определения количества активных зерен шлифовального круга по количеству микронеровностей на обработанной поверхности.
Практическая ценность и реализация работы.
Разработанный компьютеризированный комплекс для оценки эффективности процесса шлифования, позволил производить экспресс-оценку режущих свойств шлифовальных кругов и влияний технологических параметров на эффективность шлифования в производственных условиях.
Установленное повышение производительности обработки и снижение мощности резания при переходе от встречного шлифования к попутному, позволило рекомендовать использование схемы попутного шлифования на операциях глубинного, обдирочного и чернового шлифования как один из способов повышения эффективности обработки.
Разработанная модель процесса шлифования позволяет оптимизировать режимы резания при шлифовании, и в частности соотношение скоростей вращения шлифовального круга и детали, с целью повышения эффективности шлифования путем обеспечения максимальной скорости нарастания толщины срезаемого слоя в пределах единичной риски. Апробация работы. Результаты исследований изложены и обсуждены на научно-технических конференциях «Шлифабразив» в 97-99 гг., и на заседаниях кафедры «Технология машиностроения» ВолгГТУ в 1998-2000 гг. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ. Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех
6 глав, общих выводов, списка литературы из 107 наименований и 2 приложений. Она включает 140 страниц машинописного текста, 11 таблиц и 44 рисунка.