Теоретичні і практичні основи високопродуктивного торцевого шліфування важкооброблюваних матеріалів

Аналіз рівнянь регресії 23, 23 і 25, 26 показав, що для величин сил котрі виникають при шліфуванні превалюючими факторами є: при обробці кераміки – швидкість руху заготовки (для тангенціальних сил) і глибина шліфування (для нормальних сил), а при обробці твердого сплаву – величина розворотів кругів (для тангенціальних та нормальних сил шліфування).

Після перетворення ці рівняння приймають канонічний вид:

 

У1 – 67, 2 = 1, 6х1 – х2 + 3, 9х3; (27)

У2 – 87, 1 = 7, 6х1 – 10, 3х2 – 7, 4х3; (28)

У3 – 42, 5 = 19, 3х1 – 2, 6х2 + 5, 5х3; (29)

У4 – 519, 5 = 9, 4х1 + 6, 1х2 – 0, 7х3. (30)

 

Проведена перевірка правильності рішення показала, що рішення виконано вірно, так як в  В.

Коефіцієнти канонічного рівняння мають різні знаки, отже поверхня відклику є гіперболоїдом, а її центр – мінімаксом (сідлом).

Умовні екстремуми, які знаходяться на поверхні деякої гіперсфери з центром у центрі плану розраховувались за допомогою “рижд-плана”

У цьому випадку при використанні “рижд-плана” була складена система рівнянь:

 

(в11 – ) х1+ 0, 5в12х2 +... 0, 5в1кхк + 0, 5в1 = 0;

0, 5в21х1 + (в22 – ) х2 +... 0, 5в2кхк + 0, 56в2 = 0; (31)

0, 5вк1х1 + 0, 5вк2х2 +... + (вкк – ) хк+ 0, 5вк = 0,

 

де  – невизначений множник Лагранжа.

Після рішення системи рівнянь були визначені координати крапок умовних екстремумів та визначені оптимальні режими шліфування при обробці заготовок з твердого сплаву і кераміки.

Розроблений технологічний процес забезпечує граничні відхилення лінійних

розмірів у межах: непаралельність – 20 мкм, точність розміру по товщині – 20 мкм, шорсткість (Ra) – 0, 20 мкм і дольовий видаток кругів q – 1, 1мг/г.

Оптимальні режими шліфування:

-глибина обробки 0, 25-0, 35 на сторону;

-величина швидкості подачі деталі: 1, 5-1, 7 м/хв. для кераміки, 1, 3 м/хв. для твердого сплаву;

-величина розвороту кругів у горизонтальній площині (Г, мм) – 0, 01-0, 03 мм.

Отримана продуктивність шліфування – 1200 шт/год. Отримані результати можна зрівняти з результатами, отриманими на верстатах кращих закордонних фірм.

Дослідження ефективності САК, що забезпечує рівняння силового впливу шліфувальних кругів при двосторонньому торцевому шліфуванні вказали, що вона дозволяє зменшити шорсткість оброблюваної поверхні та видаток алмазних кругів у 1, 2-1, 5 рази, збільшити точність обробки в 1, 2-1, 4 рази, поліпшити теплофізику процесу шліфування й освоїти промислову обробку короблених твердосплавних виробів, що говорить про ефективність її використання.

 

 

1.Проведений системний аналіз процесу плоского торцевого шліфування важкооброблюваних матеріалів (магнітотвердих сплавів, твердих сплавів, кераміки).

2.На підставі виконаних теоретичних і експериментальних досліджень вирішена наукова проблема підвищення ефективності шліфування заготовок з важкооброблюваних матеріалів (магнітотвердих матеріалів, твердого сплаву, інструментальної кераміки) і винайдені основні шляхи її реалізації на підставі:

-нового способу сумісної обробки напайного інструменту шліфувальними кругами з керованою різальною спроможністю робочої поверхні шліфувального круга шляхом зміни осьової жорсткості її ділянок;

-нового способу переривчастого глибинного шліфування, визначаємого спеціальною геометрією канавок на робочій поверхні шліфувального круга і співвідношенням основних режимних факторів (поздовжньої подачі й глибини шліфування) в умовах самозагострення шліфувального круга;

-нового методу правки алмазного шліфувального круга абразивним, шляхом нанесення регулярної штрихової сітки на його різальну поверхню;

-нового способу двостороннього торцевого шліфування заготовок з їх динамічним силовим балансуванням у зоні різання;

-нового способу імпрегнованого шліфування магнітів, який реалізується шляхом використання шліфувальних кругів просочених графітовою рідиною, пружнодемпфірних елементів та оптимальних режимів шліфування, що забезпечує поліпшення якості обробленої поверхні.

3.Теоретичні дослідження кінематики процесу алмазно-абразивного торцевого шліфування дозволили точно розрахувати довжини дуги контакту між інструментом і заготовкою та визначити вплив на неї режимних факторів, що дозволяє прогнозувати продуктивність процесу шліфування й оцінювати шорсткість обробленої плоскої площини.

4.Проведене математичне моделювання статики процесу торцевого одностороннього і двостороннього шліфування, шляхом розгляду плоских та просторових моделей, у результаті чого вдалося виявити основні статичні похибки обробки і вплив на їх основні характеристики пружної технологічної системи (ПТС) та визначити шляхи їх ліквідації.

5.Шляхом математичного моделювання динаміки процесу торцевого шліфування на основі системного підходу: одностороннє торцеве шліфування  двостороннє торцеве шліфування та розгляду плоских і просторових лінійних і нелінійних моделей процесів, визначені основні динамічні похибки обробки та визначено вплив на їх основні характеристики ПТС і режимних факторів. Побудована амплітудно-частотна характеристика процесу двостороннього торцевого шліфування, яка дозволила сформулювати основні вимоги до приводу верстата; отримані коефіцієнти динамічності, які дозволили оцінювати динаміку процесу шліфування.

6.Розрахунок і моделювання на аналоговій ЕОМ системи автоматичного балансування заготовок у зоні різання (САК), дозволили визначити та оцінити основні її динамічні характеристики.

7.Практичним підсумком роботи є: конструкторсько-технологічна розробка процесів одностороннього та двостороннього торцевого шліфування