Теоретичні і практичні основи високопродуктивного торцевого шліфування важкооброблюваних матеріалів

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

 

ПОЛЬШАКОВ ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ

 

УДК 621. 923. 6: 621. 9. 025

 

 

Спеціальність 05. 02. 08 – «Технологія машинобудування»

 

 

Київ – 1998

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Чернігівському державному інституті економіки й управління.

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Гавриш Анатолій Павлович – заслужений діяч науки і техніки України, лауреат Державної премії України, завідувач кафедри технології машинобудування НТУУ «КПІ».

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Бондаренко Леонід Іванович – заслужений діяч науки і техніки України, лауреат Державної премії України, генеральний конструктор АСО – генеральний директор Державного науково-технічного центру Артилерійсько-стрілецького озброєння (ДНТЦ АСО); доктор технічних наук, професор Лебедєв Володимир Георгійович – завідувач кафедри технології металів Одеського державного політехнічного університету; доктор технічних наук, професор Лупкін Борис Володимирович, лауреат Державної премії України, головний консультант-інспектор адміністрації Президента України.

Провідна організація: Державний університет «Львівська політехніка», кафедра «Технології машинобудування».

Захист дисертації відбудеться « 21 « грудня 1998 р. о 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої Ради Д26. 002. 11 у Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут» за адресою: 256056, Київ, проспект Перемоги, 37, навчальний корпус №1, аудиторія 214.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут»: 256056, Київ, проспект Перемоги, 37.

 

 

Актуальність роботи. Удосконалення процесів алмазно-абразивної обробки виробів з магнітотвердих матеріалів, твердих сплавів, кераміки значно впливає на підвищення продуктивності та якості обробки деталей, терміну служби машин і механізмів та стимулює розвиток машинобудування, приладобудування та інших галузей промисловості.

Тому, створення науково обгрунтованої загальної технологічної системи алмазно-абразивної обробки цих матеріалів є актуальною науковою проблемою, позитивне рішення якої має велике народногосподарське значення для наукового і промислового потенціалу України.

Зв*язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота пов*язана з 8 госпдоговорними і держбюджетними науково-дослідними працями, які проводились за планами галузевих міністерств.

Мета роботи полягає в розробці та дослідженні нових технологічних систем плоского торцевого шліфування важкооброблюваних матеріалів і підвищенні його ефективності; їх структурно-параметричної систематизації та оптимізації; розширення областей застосування цього високопродуктивного процесу і досягається на основі:

– встановлення особливостей формоутворення поверхні при даному способі шліфування;

– розробки наукових основ даного процесу шляхом: його моделювання, визначення основних похибок обробки та шляхів їх ліквідації, визначення шляхів підвищення продуктивності точності і якості обробки, зниження витрат алмазів, розробки методів, що підвищують технологічну надійність і ефективність інструмента та обладнання процесу плоского торцевого алмазно-абразивного шліфування – імпрегнування шліфувальних кругів, переривчасте шліфування, використання пружнодемпфірних елементів, управління (стабілізація) робочого профілю шліфувального круга, силове балансування заготовок у зоні різання, що підвищують його конкурентоспроможність.

Завдання дослідження:

1.Провести системний аналіз процесу торцевого плоского шліфування важкооброблюваних матеріалів.

2.Аналітично встановити залежність основних характеристик процесу торцевого шліфування від режимних факторів для його різноманітних кінематичних схем.

3.Розробити способи регулювання (стабілізації) різальної здатності торцевих шліфувальних кругів та дослідити їх ефективність.

4.Змоделювати основні статичні й динамічні похибки процесу одностороннього та двостороннього шліфування і позначити шляхи їх зменшення, аналітично та експериментально встановити основні закономірності впливу динамічних характеристик пружної технологічної системи при односторонньому і двосторонньому шліфуванні на основні технологічні характеристики шліфування та визначити раціональні настроювальні параметри станків і режими обробки.

5.Розробити і змоделювати на ЕОМ систему автоматичного балансування заготовки в зоні різання та встановити її основні динамічні характеристики.

6.Розробити основні методики експериментальних досліджень.

7.Експериментально підтвердити основні технологічні переваги двостороннього переривчастого імпрегнованого шліфування при обробці виробів із важкооброблюваних матеріалів.

8.Вирішити задачу багатофакторних функціональних залежностей двостороннього і переривчастого шліфування, за допомогою яких можна було б причинно описати взаємодію між алмазним інструментом та оброблюваною поверхнею; пов*язати різноманітні параметри процесу шліфування з технологічними умовами забезпечення заданої точності і якості виробів із важкооброблюваних матеріалів, а також підібрати необхідні робочі характеристики алмазно-абразивного інструмента та умови його раціональної експлуатації.

9.Розробити практичні рекомендації, спрямовані на використання результатів досліджень для вдосконалення технології торцевого шліфування важкооброблюваних матеріалів, і впровадити їх у виробництво.

Методика досліджень. Теоретичні й експериментальні дослідження та розробка практичних рекомендацій проводилися на основі використання положень технології машинобудування, різання матеріалів, теорії пластичності і пружності, теорії математичного планування експериментів, аналітичної геометрії, засобів математичного моделювання на ЕОМ. Експериментальні дослідження проводилися з використанням сучасної оптичної апаратури, апаратури для рентгеноструктурного аналізу і з використанням серійних приладів і обладнання, а також спеціальних оригінальних приладів.

Наукова новизна роботи. Створена наукова основа для систематичного теоретико-експериментального вирішення багатопланової проблеми підвищення ефективності шліфування важкооброблюваних матеріалів.

Запропоновані, розроблені та досліджені:

1. Новий спосіб плоского торцевого шліфування, що забезпечує підвищення продуктивності і збільшення точності при односторонньому і двосторонньому шліфуванні матеріалів, що базується:

– на кінематичних моделях процесу шліфування для різноманітних схем подачі заготовок для визначення довжини дуги контакту кола з деталлю, яка є головним компонентом продуктивності процесу та прогнозування якісних характеристик