Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы механической обработки, станки и инструменты

Диссертационная работа:

Матюшков Василий Викторович. Исследование процесса механической обработки шлифовальных кругов с применением устройства активного контроля геометрических размеров : Дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 : Волгоград, 2003 132 c. РГБ ОД, 61:04-5/1209

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 6

1. Исследование процесса механической обработки шлифовальных
кругов

  1. Исследование процесса разрушения абразивного материала

  2. Исследование критериев разрушения абразивного материала

  3. Исследование влияния структурных параметров на прочность

абразивного материала

  1. Исследование показателей эффективности процесса разрушения

  2. Исследование способов обработки шлифовальных кругов 28

  3. Феноменологическая модель процесса механической обработки шлифовальных кругов

2, Исследование эксплуатационных показателей алмазного инструмента

в процессе механической обработки

2.1. Техническое оснащение экспериментальных исследований 38

  1. Исследование работоспособности алмазного инструмента в зависимости от структурных параметров абразивного круга

  2. Исследование коэффициента работоспособности алмазного инструмента в зависимости от твёрдости абразивного круга

  3. Анализ влияния технологических параметров процесса на эффективность обработки и коэффициент работоспособности ал- 53 мазного инстру мента

  4. Характер износа алмазных зёрен 61

  5. Анализ полученных результатов и определение рациональных режимов процесса механической обработки шлифовальных кру- 62 гов

3. Разработка устройства активного контроля на основе рациональных режимов механической обработки

3.1. Анализ устройств активного контроля 66

3.2 Исследование характеристик элементов устройства активного контроля

  1. Исследование первичных преобразователей, построенных на основе струйных элементов

  2. Исследование вторичных преобразователей устройства активного контроля

  3. Аппаратурная реализация устройства активного контроля геометрических размеров шлифовальных кругов

4. Статистическая оценка результатов исследования 94

  1. Исследование динамических погрешностей первичных преобразователей сигналов

  2. Сравнительно - статистическая оценка погрешностей размеров в процессе механической обработки шлифовальных кругов Общие выводы 100 Литература 102 Приложения 116

ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

вых.

вых.

смещ.

лит..

упр.

Р d

CLi.uHcmp.

G Е

N..

асж:^а р

Напряжение, действующее в зёрнах, Н;

Напряжение на выходе пневмоэлектропреобразователя, В;

Величина зазора, мм;

Глубина резания, мм;

Давление на выходе пневматических элементов, Па;

Давление питания пневматических элементов, Па;

Давление смещения, Па;

Давление управления, Па;

Деформация относительная;

Диаметр инструмента, м;

Длина паза, мм;

Длина сегмента, мм;

Длина трещины, мм;

Износ шлифовального круга за опыт, мм ;

Износ алмазного инструмента, карат;

Коэффициент перевода из граммов в караты;

Коэффициент работоспособности алмазного инструмента, мм /г;

Модуль сдвига, Па;

Модуль упругости, Па;

Потребляемая мощность электропривода, Вт;

Напряжение разрушения, НУм ;

Напряжение сжатия и растяжения соответственно, Па; Наружный диаметр шлифовального круга, мм; Осевая составляющая силы резания, Н;

Отклонение от номинального размера, мм;

Поверхностная энергия, Дж; Энергия границы зерна, Дж;

Эффективная поверхностная энергия, Дж;

Показатель степени;

Производительность процесса обработки, мм" /с;

Работа пластической деформации одного зерна, Дж;

Энергетическая характеристика процесса разрушения, Дж/мм3; Равнодействующая нагрузка, Н; Радиальная составляющая силы резания, Н;

Радиус кривизны, мм;

Размеры при черновой и чистовой обработке, мм ;

Сила резания элементарным зерном, Н; Сила трения, Н; Скорость вращения алмазного инструмента, м/с;

Скорость вращения шлифовального круга, м/с;

Средний размер алмазного зерна в поперечнике, мм;

Тангенциальная составляющая силы резания, Н;

Фактическое расстояние между зёрнами, мм;

Число зерен участвующих в шлифовании;

Ширина границы зерна, мм;

Энергия образования поверхности, Дж;

Коэффициент согласования, м"1;

Диаметр зерна, мкм;

Коэффициент, учитывающий свойства материала, г/мм3с;

Вес снятого шлифовального материала за опыт, гр.

Введение к работе:

Актуальность темы. Современное развитие абразивной обработки характеризуется, прежде всего, резким повышением интенсивности съёма металла. Это, в свою очередь, требует либо значительного увеличения окружных скоростей абразивных кругов, либо увеличения продольных и поперечных подач. В работах Л.Н. Филимонова, П.И. Ящерицына, Э.В. Рыжова, Г.Б. Лурье отмечается, что при скоростном шлифовании необходимо применение шлифовальных кругов обладающих повышенной точностью и малым дисбалансом, что в результате неуравновешенности масс и высокой скорости шлифования приводит к появлению вибраций и увеличению тепловых полей в зоне контакта, и как следствие неравномерного распределения микротвёрдости на поверхности обрабатываемой детали.

Шлифовальные круги на основе белого электрокорунда 25А нашли своё применение при обработке деталей из закалённых углеродистых, быстрорежущих и нержавеющих сталей, хромированных и нитрированных поверхностей, а также при обработке тонких деталей и инструментов, когда отвод тепла образующегося при шлифовании затруднен (штампы, зубья, шестерни, резьбовой инструмент, тонкие ножи, лезвия, стальные резцы, сверла, деревообрабатывающие ножи и тлі.).

Применяемые методы и режимы механической обработки абразивных кругов оказывают, впоследствии, существенное влияние на технико-экономические показатели шлифовальных кругов [1,2,3,4].

Эффективность процесса обработки зависит от обоснованного выбора правильного обрабатывающего инструмента. Основными критериями выбора инструмента, отмечаемыми в работах Р.Ф. Романова, И. В. Иванова,

Н.В. Никиткова [5,6,7,8] являются: точность обработки, волнистость поверхности, что в целом определяет класс точности абразивного круга.

Проведённые исследования Ю.М. Буки, В.К. Камулыиевским, В.А. Федотовым, П.Н. Томовым по применению правящих инструментов из сверхтвёрдых материалов и инструментов, в состав которых входит синтетический алмаз, показали, что стойкость таких правящих инструментов уступает стойкости инструмента на основе природного алмаза. При этом точность обработки абразивного круга алмазным инструментом значительно выше.

Актуальность темы исследований определяется следующими соображениями. В настоящее время режимы, обеспечивающие высокий уровень работоспособности алмазного инструмента назначаются эмпирическим путём. Резервы повышения эффективности механической обработки заключаются в установлении зависимостей между параметрами процесса и свойствами абразивного круга (физико-механическими, структурными).

Актуальность темы определяется и тем, что вопрос контроля точности обработки кругов может быть решен, при применении устройства активного контроля геометрических размеров шлифовальных кругов. Используя данное устройство на шлифовальных станках можно получить требуемую точность обработки при высокой производительности или повысить производительность при сохранении заданной точности. Обработка шлифовальных кругов на предприятиях отрасли до сих пор осуществляется способом пробных замеров или по копиру, что также не обеспечивает необходимой точности, так как в первом случае имеет место влияние человеческого фактора, а во втором - жесткости системы СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь). Недостатком указанных способов является то, что снижается производительность оборудования из-за необходимости остановок для измерения кругов и невозможность автоматизации процесса.

Устройство активного контроля механической, обработки шлифовальных кругов является важным средством автоматизации технологического процесса и повышения качества выпускаемой продукции машиностроения. Об этом свидетельствуют многочисленные проекты решения этой задачи: серийно выпускавшиеся инструментальной промышленностью устройства позволяющие проводить контроль геометрических параметров в процессе обработки (скобы, тензометрические устройства) [9, 10, 11, 12, 13, 14, 15,

16].

При проведении исследований нами были установлены недостатки, присущие известным устройствам. Устройства активного контроля, работающие контактным способом, не способны обеспечить требуемую точность измерений вследствие того, что абразивный инструмент со временем истирает наконечник датчика. Перспективно было бы решать данную задачу с применением бесконтактных датчиков, к числу которых относятся датчики, работающие на сжатом воздухе.

Однако, уже существующие пневматические устройства контроля геометрических размеров [17, 18, 19] обладают инерционностью пневмопривода, что сказывается на точности измерения и надёжности их работы из-за наличия подвижных механических частей в системе измерения.

Недостатком другого известного устройства является невозможность абсолютного контроля размера обрабатываемого круга и ограниченность предела измерения.

Разработанное устройство активного контроля [20] отличается тем, что оно ликвидирует указанные недостатки и может быть внедрено, как на станках с ручным управлением, так и на станках с автоматическим или полуавтоматическим циклом работы.

Так в первом случае, устройство активного контроля проводит измерение обрабатываемого круга в процессе обработки и по показаниям прибора оператор может регулировать режимы, а при достижении требуемого размера подается сигнал об окончании процесса.

Во втором случае, устройство регистрирует изменение геометрических размеров обрабатываемого круга и через блок преобразователей, выводит результаты о ходе технологического процесса при помощи индикационного табло и параллельно подаёт сигналы на изменение заранее выбранных режимов обработки в цепь управления станком.

Цель работы - повышение эффективности и качества механической обработки абразивных кругов, путём определения и назначения рациональных режимов при оптимальных характеристиках алмазного инструмента, реализуемых в системе автоматизированного и автоматического управления процессом.

Научная новизна. Разработаны и обоснованы критерии выбора рациональных режимов механической обработки шлифовальных кругов, при максимальной работоспособности алмазного инструмента.

Описано влияние структурно-механических параметров обрабатываемого круга на коэффициент работоспособности алмазного инструмента.

Разработана феноменологическая модель процесса механической обработки шлифовального круга, учитывающая его структурные и физико-механические параметры и режимы процесса.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработан и апробирован в условиях Волжск ИСИ новый технологический процесс механической обработки шлифовальных кругов. Разработанная технология позволяет изготавливать шлифовальные круги класса точности АА, повысить эффективность алмазного инструмента.

Разработано новое устройство активного контроля, на которое получено свидетельство на полезную модель РФ «Пневматическое измерительное устройство» № 24280.

Производственные испытания алмазного инструмента с применением устройства активного контроля в условиях производства ОАО «Волжский абразивный завод» показали увеличение выхода кругов класса точности АА.

Применение рациональных режимов, в процессе механической обработки алмазным инструментом позволило сократить величину припуска на обработку шлифовальных кругов.

Подобные работы
Деулин Михаил Михайлович
Исследование процесса обработки цилиндрических поверхностей деталей вихревым резанием
Дубинина Александра Петровна
Исследование параметров процесса пластического шлифования алмазов при групповой обработке на станках с ЧПУ
Харламов Геннадий Андреевич
Разработка теоретических и прикладных задач исследования и проектирования процессов формообразования поверхностей деталей при лезвийной обработке
Шашин Андрей Дмитриевич
Исследование влияния СОЖ на процесс взаимодействия инструмента и заготовки при обработке металлов резанием
Адиков Сергей Геннадьевич
Исследование влияния тангенциальных ультразвуковых колебаний инструмента на эффективность процесса механической обработки древесины
Акиньшин Сергей Иванович
Исследование процессов и создание технологии воздушно-плазменного напыления с аэрозольным охлаждением крупногабаритных деталей
Полозенко Наталья Юрьевна
Разработка и исследование процесса электромеханического упрочнения высокоуглеродистых инструментальных сталей при изготовлении лезвийного инструмента
Корчагин Александр Васильевич
Исследование процесса резания в газовых контролируемых средах
Козлов Андрей Петрович
Исследование процесса тонкого гравирования и создание системы мониторинга состояния режущего инструмента
Трифонова Юлия Владимировна
Исследование процесса формирования геометрии отверстий, шлифуемых кругами с радиально-подвижными абразивными сегментами

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net