Теоретичні і практичні основи високопродуктивного торцевого шліфування важкооброблюваних матеріалів

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

ПОЛЬШАКОВ ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ

УДК 621. 923. 6: 621. 9. 025

ТЕОРЕТИЧНІ І ПРАКТИЧНІ ОСНОВИ ВИСОКОПРОДУКТИВНОГО ТОРЦЕВОГО ШЛІФУВАННЯ ВАЖКООБРОБЛЮВАНИХ МАТЕРІАЛІВ

Спеціальність 05. 02. 08 - «Технологія машинобудування»

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

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.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

торцеве плоске шліфування

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:

Провести системний аналіз процесу торцевого плоского шліфування важкооброблюваних матеріалів.

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

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

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.

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

Розробити основні методики експериментальних досліджень.

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

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.

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 обробленої поверхні;

- на математичних статичних і динамічних моделях процесів одностороннього і двостороннього шліфування, на основі яких сформульовані аналітичні рівняння розміщення та руху інструмента і заготовки в площині і просторі та визначені основні похибки обробки.

2. Новий спосіб сумісної обробки напайного інструменту шліфувальними кругами з керуючою (стабілізованою) різальною здатністю їх робочої поверхні шляхом змінення осьової жорсткості ділянок робочої поверхні інструмента, що забезпечує високопродуктивне шліфування без засалювання шліфувального круга.

3. Новий спосіб переривчастого глибинного шліфування, що визначається спеціальною геометрією канавок на робочій поверхні шліфувального круга і відношенням основних режимних факторів (повздовжньої подачі та глибини різання) в умовах самозагострення шліфувального круга і забезпечує високопродуктивне шліфування.

4. Новий спосіб правки алмазного шліфувального круга абразивним, шляхом нанесення штрихової рельєфної сітки на робочу поверхню круга, що забезпечує рівномірне очищення алмазних зерен з усіх боків.

5. Новий спосіб двостороннього торцевого шліфування з динамічним силовим балансуванням заготовки в зоні різання, який здійснюється система автоматичного керування (САК), що забезпечує покращення всіх технологічних характеристик процесу.

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

7. Алгоритми розрахунку і програмне забезпечення розрахунку основних параметрів технологічних систем плоского одностороннього і двостороннього торцевого шліфування.

Практична цінність роботи. Проведені дослідження сприяють підвищенню ефективності виробництва, пов`язаного з алмазно-абразивним шліфуванням важкооброблюваних матеріалів.

Запропоноване, розроблене і реалізоване:

1. Конструкторсько-технологічне забезпечення процесу плоского торцевого шліфування, що базується:

на конструкторських рішеннях збірних переривчастих шліфувальних кругів із регулюючим робочим профілем для сумісної обробки сталі і твердого сплаву;

на конструкторських рішеннях переривчастих шліфувальних кругів, які мають трапецеїдальну форму канавок в поперечному розрізі і неоднакову їх глибину по радіусу круга;

на імпрегнованих шліфувальних і пружнодемпфірних елементах, що застосовуються при обробці крихких важкооброблюваних матеріалів;

на оптимізованих технологічних схемах двостороннього переривчастого імпрегнованого шліфування важкооброблюваних матеріалів, включаючи системи завантаження заготовок.

2. Система автоматичного регулювання, яка реалізує спосіб автоматичного силового балансування заготовок у зоні різання при двосторонньому торцевому шліфуванні за рахунок вирівнювання силового впливу шліфувальних кругів з двох протилежних сторін оброблюваної заготовки, що забезпечує підвищення продуктивності, точності і якісних характеристик процесу шліфування.

3. Методологія і результати досліджень продуктивності, зносу шліфувального інструмента, сил різання, остаточних напруг першого роду, шорсткості і точності обробленої поверхні, настроювальних параметрів станків як при односторонньому, так і при двосторонньому плоскому торцевому шліфуванні важкооброблюваних матеріалів, шляхом статичної обробки експериментальних даних і побудови просторових моделей дозволили:

- визначити оптимальні режими обробки при різних схемах шліфування;

- встановити оптимальні настроювальні параметри верстатів (кути поворотів кругів) і інструментів (осьова жорсткість сегментів) ;

- підвищити зносостійкість поверхні обробленої деталі і продуктивність процесу шліфування;

- покращити якість оброблених поверхней деталей.

Реалізація результатів роботи. Розроблені шліфувальний круг з стабілізо-ванним робочим профілем і технологічний процес переривчастого шліфування напайних різців і МНП втілені на Чернігівському інструментальному заводі.

Розроблене технологічне обладнання, а також технологічний процес переривчастого двостороннього алмазного шліфування площин опорних і ріжучих багатогранних непереточуваних пластин із твердих сплавів і кераміки впроваджені на заводах «Победит» (м. Орджонікідзе) і комбінаті твердих сплавів і тугоплавких матеріалів (м. Світловодськ).

Технологічний процес імпрегнованого шліфування дзеркальних магнітів впроваджені на заводі «Магнит» (м. Орджонікідзе).

Апробація роботи. Результати роботи доповідались і обговорювались на:

Міжнародних конференціях:

«Гибкая автоматизация» (CSER, Bratislava, 4-6 квітня 1990 р.), «Автоматизация и диагностика в механообработке» (Луцьк, 20-22 жовтня 1993 р.), «Прогресивна техніка і технологія машинобудування і зварювального виробництва» (Київ, НТУУ, 25-28 травня 1998 р.), «Mechanics-98» (Poland, Rzeszow: Rzeszow University of Technology, Kiev Polytechnical Institute, 27-30 червня 1998 р.), «Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века» (5 международная научно-техническая конференция, Симферополь, 8-11 сентября 1998 г.).

Всесоюзних конференціях:

«Технологическое управление качеством обработки и эксплуатационными свойствами деталей машин» (Киев, 9-11 сентября 1980 г.), «Конструирование и прпоизводство сельскохозяйственных машин» (Ростов-на-Дону 1985 г.).

Республіканських конференціях:

«Сверхтвердые материалы и инструменты в ресурсосберегающих технологиях» (Киев, 23-25 ноября 1989 г.), «Улучшение качества работы промышленных предприятий» (Луцк, 17-20 октября 1991 г.).

Всесоюзних науково-технічних семінарах:

«Новые методы обработки резанием конструкционных материалов и эксплуатация режущих инструментов» (Москва, МДНТП, 1998 г.), «Рациональная эксплуатация режущего инструмента в условиях ГПС и станков с ЧПУ» (Москва, МДНТП, 1989 г.), «Чистовая обработка материалов резанием» (Москва, МАИ, 1990 г.), «Поверхностный слой, точность и эксплуатационные свойства деталей машин» (Москва, МДНТП, 1990 г.).

Вузовських конференціях:

«Научно-техническая конференция, посвященная 50-летию СКГМИ» (Орджоникидзе, 1981 г.), «Типовые механизмы и технологическая оснастка станков-автоматов, станков с ЧПУ и ГПС» (Станки-91: Чернигов, 14-15 мая 1991г.).

Публікації. Основні матеріали дисертації опубліковані в 35-ти друкованих працях, у тому числі 4 авторських свідоцтва.

Структура і обсяг дисертації. Робота складається із вступу, 9-ти розділів, загальних висновків, списку використаної літератури, додатка. Робота складається з 275 сторінок машинописного тексту, 149-ти рисунків, 29-ти таблиць, 190 найменувань літературних джерел, 4-х додатків на 41 сторінку. Обсяг роботи 408 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступові обгрунтовується актуальність розроблюваної теми, поставлена мета і визначені завдання роботи.

В першому розділі розглянуто сучасний стан досліджень процесів абразивного і алмазного торцешліфування деталей з важкооброблюваних матеріалів - магнітотвердих матеріалів твердих сплавів, кераміки. Проведено системний аналіз існуючих схем шліфування заготовок торцем шліфувального круга з переходом від процесу одностороннього шліфування до двостороннього.

Зроблено аналіз основних способів, які підвищують продуктивність та точність і покращують якість обробки плоских поверхонь: розглянуто вплив динамічних характеристик на основні показники плоского торцевого шліфування, розглянуто переривчасте шліфування, використання систем адаптивного керування для підвищення якості обробки поверхонь, розглянуто керування різальної здатності ділянок робочої поверхні шліфувальних кругів, розглянуто шліфування імпрегнованими шліфувальними кругами магнітотвердих матеріалів.

Аналіз літературних даних і досвіду промисловості допоміг встановити:

Алмазне торцеве шліфування є найбільш прогресивним методом обробки виробів із важкооброблюваних матеріалів.

Особливості обробки торців заготовок із важкооброблюваних матеріалів (магнітів, твердих сплавів, кераміки) на відміну від решти, пов`язані з їх більшою крихкістю і порушенням геометричної форми виробів після спечення.

Аналіз існуючих схем шліфування показав, що метод двостороннього торцевого шліфування площин заготовок із важкооброблюваних матеріалів є найбільш прогресивним, а існуючі його схеми не ефективні при обробці заготовок із важкооброблюваних матеріалів.

Аналіз основних способів, які підвищують ефективність алмазного шліфування при обробці важкооброблюваних матеріалів, допоміг встановити основні з них: переривчасте шліфування, балансування заготовок у зоні різання, шліфування з керуванням різальної поверхні шліфувальних кругів, імпрегнування шліфувальних кругів, використання пружнодемпфірних елементів у процесі тонкого чистового шліфування крихких матеріалів, оптимізація основних характеристик шліфувальних кругів, змащувально-охолоджуючого технологічного середовища (ЗОТС) та режимів шліфування.

У другому розділі проведено теоретичне дослідження кінематики процесу алмазно-абразивного шліфування з метою встановлення довжини стружки, яка знімається з заготовки, для різноманітних схем торцевого шліфування.

Об`єм матеріалу, що знімається одиничним зерном із заготовки:

, (1)

де L - довжина контакту різального зерна з оброблюваною деталлю; а_z - товщина шару, що знімається одним зерном; b - ширина зрізу одного зерна.

Розрахунок розміру L здійснюється ще все ж таки приблизно.

На випадок прямолінійного руху заготовки параметричні рівняння, що характеризують траєкторію руху різального зерна А на зовнішньому діаметрі шліфувального круга (рис. 1) в координатах XOY з початком в центрі обертання круга, коли заготовка рухається прямолінійно, запишуться:

(2)

де R₁ - зовнішній діаметр шліфувального круга; _кр - частота обертання круга; t - поточна змінна часу; V - поступальний прямолінійний рух заготовки.

Довжина траєкторії, що описується одиничним абразивним зерном буде визначатися:

(3)

де ; ; ;

де t₁ - момент входу різальної кромки у виріб; t₂ - момент виходу різальної кромки з виробу; Н - ширина заготовки; d - зміщення заготовки.

На випадок кругового (попутного і зустрічного) шліфування (рис. 2) рівняння траєкторії різальної точки:

(4)

де зовнішній радіус шліфувального круга; зовнішній радіус заготовки; частота обертання шліфувального круга; t - поточна змінна часу.

Рівняння довжини дуги контакту для зустрічного і попутного шліфування:

 (5)

де - для зустрічного шліфування; - для попутного шліфування; ; .

На рис. 1 і рис. 2 представлені графіки залежності (5) довжин дуг контактів від основних кінематичних характеристик. Їх аналіз дозволяє вибрати бажані області їх змінення. Установлено, що довжина дуги контакту одиничного зерна при умові, що заготовка рухається прямолінійно, в значній мірі залежить від

У третьому розділі проведена розробка переривчастих збірних шліфувальних кругів із стабілізованою різальною здатністю робочої поверхні. Зношений профіль торцевого шліфувального круга визначається складною нелінійною поверхнею. Робота та зношення в кожній точці круга:

, (6)

де - сумарна осьова жорсткість точки (керуючий параметр) ; j_{шл. кр. i} - жорсткість зв`язки шліфувального круга; j_ос - осьова жорсткість шпиндельного вузла.

Розроблений шліфувальний круг (рис. 3) з керуючим робочим профілем найбільш ефективний для сумісного шліфування твердого сплаву і сталі (напайних різців) і складається із алмазних сегментів 1, корпуса 2, пружних елементів 3. Напайний різець може рухатися по прямолінійній або круговій траєкторії.

Алмазні сегменти, які здійснюють процес переривчастого шліфування на шліфувальній головці, розташовані по 3-х концентричних колах і мають різну осьову жорсткість - максимальну в центрі і жорсткість, що зменшується до периферії круга.

Жорсткість для кожного ряду пружних елементів, розташованих по концентричному колі, визначається згідно залежності:

, (7)

де J_yш - жорсткість шпиндельного вузла в осьовому напрямку; R - радіус концентричної поверхні, на якій розташований пружній і шліфуючий сегменти; a, b, n - коефіцієнти, що враховують механічні характеристики шліфувального круга і оброблюваного матеріалу.

Наприклад, при алмазній обробці групи твердих сплавів на заточувальних верстатах, коефіцієнт а змінюється в межах 185, 5... 1, 5194310⁵, b в межах 0, 58... 2, 47, n в межах 1... 3, осьова жорсткість шпиндельного вузла J_yш=7... 910⁷Н/м.

Для запобігання удару при врізанні шліфувальних сегментів у заготовку останні розташовані під кутом до горизонтальної площини в радіальному напрямку. Причому, розмір кута зменшується від 5... 8 периферійних елементів до нуля в калібруючій зоні. У напрямку, перпендикулярному до радіального, шліфуючі елементи розташовані під кутом , що змінюється в таких же межах і за тим же законом, що і кут .

При подачі напайного різця в зону шліфування при обробці його передньої поверхні він повинен рухатися тильною стороною, т. т. спочатку повинна оброблятися стальна державка зі сталі 50хФА, а потім твердосплавна головка зі сплаву Т5К10. Твердість матеріалу державки (HRC48) менша, ніж у твердого сплаву (HRA87), тому першу зону шліфування налаштовують на обробку стальної державки, а другу - на шліфування твердосплавної головки, третя зона калібруюча.

Осьова жорсткість шліфувального сегмента:

Jy = f (HRC) чи , (8)

де HRC - твердість заготовки; (1 зона - Jy₁ = 2 10³ Н/м, 2 зона - Jy₂ =2 10⁴ Н/м, 3 зона - Jy₃ = 4 10⁷ Н/м) ; n, k - коефіцієнти, які залежать від механічних характеристик заготовки і круга; l - осьове пружне переміщення різального елемента. (При умові площинності різального профілю, l = const для усіх зон).

Радіус різального елемента:

, (9)

де f и - коефіцієнти, які враховують механічні характеристики шліфувального круга і заготовки.

На рис. 4 показана графічна інтерпретація визначення жорсткості пружного елемента і геометричних характеристик шліфувального круга в залежності від твердості оброблюваної заготовки.

Найбільш ефективно обробляти шліфувальними кругами з керуючим (стабілізованим) робочим профілем передні і задні поверхні напайних різців.

У четвертому розділі проведено математичне моделювання пружних технологічних систем одностороннього та двостороннього торцевого шліфування з метою визначення основних похибок шліфування і виробити способи їх зменшення.

Аналіз моделі (рис. 5Аа, б, в) дозволив установити статичну похибку виконання розміру за товщиною заготовки:

, (10)

де P_x, P_y, P_z - складові сили різання, R_KP - радіус шліфувального круга, L - довжина консолі, C - зміщення точки прикладання сили різання від горизонтальної осі.

Розрахунок просторової пружної механічної системи (рис. 5б) дозволив визначити пружні деформації в точці прикладання сили різання із рівняння:

(11)

(12)

Величини V (y) і U (y) визначають неплощинність оброблюваної поверхні заготовки в залежності від її лінійних розмірів і траєкторії її руху відносно робочої поверхні шліфувального круга.

Похибка виконання розміру по товщині заготовки:

, (13)

де R_A - реакція опори A; R_В - реакція опори B; j_А - жорсткість передньої опори шпиндельного вузла; j_В - жорсткість задньої опори шпиндельного вузла

Розрахунок квазістатичної моделі (рис. 5В) дозволив визначити величину (неперпендикулярність оброблених торців) :

, (14)

де P_z - відмінність тангенціальних сил різання на шліфувальних кругах; B₀ - відстань між шліфувальними кругами; t - відмінність в глибині різання із оброблюваних торців; t - середня глибина різання; H - висота оброблюваної деталі; K_py - коефіцієнт схожості системи.

Розрахунок динамічних систем (рис. 6А, В) дозволив визначити динамічну похибку обробки - хвилястість обробленого профілю:

, (15)

де C_в - коефіцієнт, що враховує зменшення висоти хвилястості по ширині робочої частини торця круга; X₁, X₂ - розрахункові амплітуди змушених коливань шліфувального круга і заготовки при односторонньому шліфуванні і двох шліфувальних кругів при двосторонньому шліфуванні, залежні від режимних факторів і динамічних характеристик ПТС.

Розрахунок динамічної системи (рис. 6Б) дозволив отримати просторове нелінійне диференціальне рівняння вимушених коливань шліфувального круга:

 (16)

Нелінійність рівняння визначається параметром L - поточним зміщенням центра прикладання сили різання від осі шліфувального круга.

Розв`язок цих рівнянь числовим методом на ЕОМ дозволило визначити параметри Y₁, Y₂, Z₁, Z₂, а також різницю Y₂ - Y₁, Z₂ - Z₁, які визначають динамічні похибки обробки заготовок (неплоскість обробленої поверхні). Також були визначені амплітудно-частотні характеристики і був установлений коефіцієнт динамічності механічної системи в двох січних площинах:

у вертикальній площині; у горизонтальній площині

.

У цьому ж розділі було розроблено і змодельовано на ЕОМ спосіб правки алмазного шліфувального круга (рис. 7.) абразивним кругом шляхом нанесення на робочу різальну поверхню регулярної штрихової сітки.

Було розраховано кут правки геометрично рівний куту між дотичними до траєкторій двох шліфувальних зерен, розташованих на відстані періоду і взятих у точці перетину коливань:

; ;

,

де R _- радіус вектор точки на поверхні алмазного круга, в якій визначається кут .

Для верстату 3343 = 62 - 180, ширина алмазного круга 100 мм. Ширина правлячого кільця повинна бути якомога меншою (5 - 10 мм), а максимальний діаметр алмазного шліфувального круга не повинен перевищувати 350 - 400 мм. Матеріал алмазного кільця - карбід кремнію зеленого середньої твердості. Його зернистість повинна бути рівною або трохи більшою, ніж зернистість шліфувального круга.

У п`ятому розділі розроблена система автоматичного регулювання, що дозволяє здійснити рівний силовий вплив шліфувальних кругів на оброблювані торці заготовки.

Розмір максимального неузгодження тангенціальних складових сил різання не повинен перебільшувати 7 - 10 Н, що визначає максимальний рівень амплітуд шліфувальних кругів в 15 - 20 мкм, які в свою чергу визначають точність і шорсткість оброблюваної поверхні (згідно ГОСТ 19086-73) і питомі витрати алмазних кругів - не більше 0, 4 мг/г.

Спосіб вирівнювання миттєвих значень сил різання здійснюється шляхом зміни кутової швидкості одного із шліфувальних кругів за законом:

,

де к - технологічна стала; - коефіцієнт кривизни кривої, яка описує процес P_z=f (V), що технологічно рівноцінно зміні тангенціальної складової сили різання на ньому.

Система була змодельована на аналогічній ЕОМ МН - 17, і були також враховані всі динамічні характеристики пружної системи приводу двигуна головного руху верстата.

Аналіз осцилограм перехідних процесів показав, що система дозволяє вирівнювати різницю в силах різання по торцях заготовки до 15 Н, зниженням кутової швидкості шліфувального круга від ₁ = 370с^-1 до ₂ = 260с^-1 за 0, 1с.

Систему автоматичного регулювання ефективно використовувати для поліпшення динаміки процесу шліфування при наведених сумарних масах шпиндельного вузла, інструмента і заготовки - не більше 10 кг, що найбільш доцільно при обробці тонких короблених плоских твердосплавних (керамічних) заготовок для створення стійкої установочної бази, необхідної надалі для закріплення їх на магнітному або вакуумному столі верстата.

У шостому розділі приводиться методика проведення експериментальних досліджень переривчастого шліфування і шліфування з силовим балансуванням заготовок.

Для дослідження переривчастого шліфування використовувалися верстати WFM 10/12 і 3Э731.

Експерименти проводилися при обробці різальних пластин з твердого сплаву ТТ20К9 форми 2008-3012 ГОСТ 10284-74.

Площа зразків, які шліфуються одночасно склала 310мм² для верстата WFM 10/12 і 911, 7мм² для верстата 3Э731. Шліфувальні круги 6А2 350105 АСР 80/63-МВ1 100% і 6А2 350105 АСР 125/100-МВ1 100%. Крім того, випробовувались круги на зв`язках БП2, А2100 - тієї ж зернистості и концентрації.

В якості ЗОТС використовувався розчин АВК-1 і 5% NaNO₂+5% NaNO₃ +94, 5H₂O.

Експерименти проводились при порівнянні процесів суцільного глибинного і переривчастого глибинного шліфування.

Для переривчастого шліфування був розроблений і виготовлений спеціальний переривчастий алмазний шліфувальний круг з трапецеїдальним поперечним перетином канавками нерівномірним збільшенням їх глибини від зовнішніх до внутрішніх кромок круга (рис. 8.). При цьому канавки виконані під нахилом до радіального напрямку (70-80).

Обробку виробів проводили в режимі глибинного шліфування при S/t=254-3073, для утворення постійного забірного конуса в зоні врізання. Лінійна швидкість кругів складала 25, 5м/с. Швидкість поздовжньої подачі змінювалася від 38 до 500 мм/об. Глибина різання змінювалася від 0, 06мм до 0, 3мм для верстата WFM10/12 і від 0, 01мм до 0, 08мм для 3Э731.

Для визначення нормальних складових сил різання використовувалися: вимірювач малих переміщень ИМП-2, сигнал від якого підсилювався і далі записувався за допомогою самопишучого потенціометра КСП-2, а також тензовимірювальні датчики 2ПКБ-200Х (Г), тензопідсилювач ТА-5, записуючий осцилограф Н-117 (чи самописець Н-338).

Коливання шліфувальних кругів вимірювали за допомогою віброщупів К-61. Потужність шліфування реєстрували ваттмітрами. Вимірювання шорсткості і хвилястості обробленої поверхні проводили на профілографі-профілометрі моделі 201 заводу “Калібр”. Контактні температури визначалися по НК-випромінюванню зони шліфування фотоелектричним пристрієм з застосуванням фоторезисторів при проходженні променя НК-випромінювання через канал, просвердлений у корпусі шліфувального круга. Визначення зносу різальної поверхні кругів проводилось її профілографуванням на спеціальному стенді.

Дослідження системи автоматичного регулювання проводилось на верстатах 3М642Е і 3342.

При дослідженні сил різання, потужності, шорсткості, зносу алмазних кругів використовували центральні композиційні ротатабельні уніформ-плани другого порядку з трикратним повторенням дослідів. Оптимізація їх здійснювалась методом канонічних рівнянь.

У сьомому розділі проведені дослідження переривчастого шліфування з використанням шліфувальних кругів 6А2 350105 і 6А2 250203.

Проведені порівняльні експерименти переривчастих і суцільних шліфувальних кругів показують, що застосування кругів нової конструкції при обробці твердих сплавів дозволяє на 20-30% підвищити продуктивність обробки твердого сплаву, на 20-30% зменшити витрати алмазного інструмента, на 15-30% зменшити сили різання, зменшити силовий коефіцієнт при досягненні якості і точності оброблюваної поверхні згідно з вимогами ГОСТ 19086-73.

Розроблені переривчасті круги технологічні у виготовленні їх на електроерозійному верстаті і стабільні у роботі без правки. Розроблений інструмент (спеціальні електроди) для їх виготовлення.

Отримані математичні залежності, які відображають вплив у досліджуваних діапазонах основних факторів на продуктивність, питомі витрати алмазів, сили різання (Q, q, P_{x, y, z} = f (S, V, f)), адекватно описують дослідні дані при 10% рівні значимості.

У цьому ж розділі визначені оптимальні умови спільного шліфування сталі і твердого сплаву алмазними шліфувальними кругами зі стабілізованою різальною поверхнею (рис. 9). Для експериментів використовувалися - твердий сплав марки ВК8 і сталь 45. Площа оброблюваної заготовки: твердий сплав - 135мм², сталь - 162мм². Площа алмазних сегментів - 169мм². Кількість сегментів у крузі - 59. Експерименти проводились на експериментальному стенді, виготовленому на базі станка моделі В3208-Ф3 з системою ЧПК 2С42 при частоті обертання шліфувального круга _кр = 2240об/хв. без застосування ЗОТС.

Значення максимальних тангенціальних сил Р_z, які виникають при шліфуванні, розраховувалось за експериментальними значеннями активної потужності шліфування:

, (17)

де N_{i -} активна потужність шліфування, i-тої зони, кВт; n_kp - число обертів шліфувальної головки у хвилину, об/хв; D_i - средній діаметр i-тої зони шліфувальної головки, мм.

Таблиця 1

Режими шліфування

Рівень фактора	S (х1), мм/мин.	t (х2), мм	d (х3), мм
Основний (0) Верхній (+) Нижній (-) Зоряна точка (+) Інтервал варіювання Зоряна точка (-)	400 600 200 736, 4 200 62, 6	0, 15 0, 20 0, 10 0, 184 0, 05 0, 016	0 +24 -24 +42 24 -42

Примітка. Знак при значенні зміщення заготовки означає: « - « - зміщення центру заготовки відносно шліфувальної головки униз; « + « - зміщення центру заготовки відносно шліфувальної головки уверх.

Привод шліфувального круга здійснюється від асинхронного двигуна. У ланцюг живлення двигуна увімкнені вимірювальний перетворювач активної потужності РР1 (тип Е 859/2) і комплект вимірювальних приборів Р1. У схемі присутній також проградуйований міліамперметр РА і прибор швидкодіючий самопишучий РV1 (тип Н3031). Для дослідження отриманих даних застосовувалось центральне композиційне рототабельне униформ-планування другого порядку з трикратним повторенням дослідів у кожній строчці. Після реалізації матриці планування отримані наступні рівняння регресії зі значущими коефіціентами:

У_І = 120, 3 + 19, 6х₂ - 17, 6х₃ - 23, 5х₃²; У_ІІ = 215, 6 + 16, 2х₁ + 8, 9х₂ - 34, 1х₃ - 6, 3х₁² - 9, 9х₂² - 30, 3х₃²; (18)

У_ІІІ = 276 + 21х₁ - 34х₂ + 42х₃ - 39х₁х₂ -47х₁х₃ + 46х₂х₃ - 20х₁² - 16х₂² - 28х₃²;

де У_I, У_II, У_III - максимальна тангенційна сила Р_Z в I, II, III - зонах шліфувальної головки, Н;

Перехід від кодованих значень (х₁, х_2, х₃) до натуральних (S, t, d) значень виконувався за формулами:

S = 200x₁ + 400;

t = 0. 05x₂ + 0. 15; (19)

d = 24x₃.

Після перетворювання рівняння приймають канонічний вид:

(20)

Коефіцієнти канонічних рівнянь мають різні знаки, отже поверхня отклику є гіперболоїдом, її центр - мінімаксом (сідлом).

Оптимальними умовами шліфування є: швидкість руху заготовки - 200мм/хв, глибина різання t = 0, 2мм, зміщення центра круга d = -24мм.

Крім того, отримані результати були оброблені з метою визначення результатів, при яких робота А, затрачувані на обробку припуску, стабільна для усіх трьох зон. Найбільш стабільна робота А (24%) при S = 63, 6мм/хв, t = 0, 1мм, d=0.

У восьмому розділі розглянуті дослідження якості поверхневого шару після алмазно-абразивного шліфування твердих сплавів і магнітів.

Величина залишкових макронапруг, що вимірюється за допомогою засобів рентгеноструктурного аналізу, визначається зміною міжповерхневої відстані тієї системи площин кришталевої гратки, від якої, при даних умовах зйомки було отримане відбивання.

Для визначення залишкових пружних макронапруг використали рівняння Вульфа-Брега:

, (21)

де n - порядок дифракції; - довжина хвилі джерела випромінювання; d - міжповерхнева відстань кришталевої гратки зразка, що досліджується; - кут дифракції.

Розрахунок залишкових напруг проводився за формулами:

(22)

де - відносна деформація гратки в напрямку перпендикулярному поверхні зразка; - відносна деформація гратки в напрямку паралельному поверхні зразка і водночас перпендикулярна одному з умовно вибраних напрямків в цій площині; - відносна деформація гратки в напрямку, паралельному поверхні зразка і паралельна вибраному вище умовному напрямку; Е - модуль Юнга; - коефіцієнт Пуассона; - напруга направлена перпендикулярно до поверхні зразка; - напруга, що орієнтується в площині паралельно поверхні зразка і перпендикулярна напрямку (рискам) шліфування; - напруга, що орієнтується в площині паралельно поверхні зразка і паралельна напрямку (рискам) шліфування.

Значення відносних деформацій гратки в напрямку перпендикулярному площині () отримали зйомкою дифракційної лінії при фокусуванню по Бреггу-Брентанно, коли кут між нормаллю до площин, що відбивають () рівному нулю. Значення деформацій в напрямках, паралельних поверхні зразка одержували, використовуючи засіб похилих зйомок.

Залишкову напругу одержували в WC фазі твердого сплаву з використанням пружних констант Е = 700000Н/мм²; =0, 22.

Деформацію гратки визначали по лінії (112) зйомкою у фільтрованому випромінюванні на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-УМ1 при записуванні профілю на діаграмну стрічку потенціометра.

Похилі зйомки проводили при кутах дефокусування зразка = 45.

Для прискорення рентгеноструктурного аналізу виробів з твердих сплавів були розроблені два програмних комплекси для ЕОМ “ИСКРА-1256” (що входить до складу апарату ДРОН-УМ1). “Першопочаткова обробка спектра дифракційної лінії” і “Обчислення міжплощинних відстаней елементарного осередку кришталевої гратки”.

Порівняльний аналіз експериментальних даних показав, що в карбідній фазі зразків з сплаву ВК8 виникає знижуюча залишкова деформація, причому після суцільного шліфування вона на 10-40% більша.

Нами були проведені випробування зносостійкості твердосплавних штабиків з ВК8 після їх шліфування при стиранні їхньою пастою АСМ 20/14 і диском із гартованого чавуну СЧ15-32 з охолодженням однопроцентним розчи-ном К₂С₂О₄ при V=75 м/хв і навантаженні Р=350Н, і встановлена залежність зносостійкості твердосплавних штабиків від залишкової напруги в поверхневому шарі (рис. 10).

У цьому ж розділі проведені дослідження якості поверхневого шару при обробці напівсфери магнітів Басма з матеріалу ЮНМДК24 імпрегнованими шліфувальними кругами ЧЦ805020 25А 16ПСМ18КБ5 на верстаті ЗА227 засобом торцевого врізного шліфування.

Шліфувальні круги просочувалися 20-25% розчином колоїдної графітової рідини, що концентрувалася з наступним закріпленням часток графіту в порах шліфувального круга за допомогою спиртового розчину клею БФ4 глейкістю 12-14 одиниць. Розмір часток імпрегнатора - 1, 5-2 мкм. Просочення виробляли на спеціальній установці за технологією розробленою автором.

Режими шліфування: V_кр=21, 6м/с, V_д=4м/с. Припуск під обробку - 1, 5 мм.

Шорсткість обробки повинна бути не більшою R_а=1, 25мкм. В якості ЗОТС використовувався 1, 5% розчин кальцинованої соди.

Відшліфовані поверхні перевіряли на мікроскопі УИМ-24. Заготовки, що мають викришування або вириви площею більш 0, 01 мм² вибраковувалися.

Порівняльним стійкісним випробуванням до повного зносу піддавалися звичайні й імпрегновані шліфувальні круги.

Установлено, що круги мають різноманітні циклограми само-загострюваності.

При шліфуванні звичайним кругом період циклу дорівнює 30 хв., при шліфуванні імпрегнованим - 55 хв. Максимальна тангенціальна сила, при якій активізується круг, складала 200Н.

Все це дозволило в 2, 3-2, 5 рази зменшити кількість мікровикришувань на обробленій поверхні магніту “Басма” і до 77% підняти вихід точних магнітів.

Також досліджувалася залишкова напруга першого роду на поверхні оброблених магнітів ЮН14ДК24 за допомогою рентгенівського дифрактометра ДРОН-3М.

Встановлено, що імпрегновані шліфувальні круги 25А16ПСМ1 і эльборові круги ЛОС50/40КБ дадуть більш якісну обробку напівсфери, і на 25-50% зменшується залишкова напруга стиску.

У цьому ж розділі було проведене дослідження ефективності використання пружнодемпфірного елементу (ПДЕ) при обробці магнітів. ПДЕ розраховані і після цього виготовлені на спеціальній пресформі шляхом вулканізації сирої гуми. Установлено, що при обробці з використанням ПДЕ відбувається зниження миттєвих сил різання на 15-20%, температура на найбільш жорстких режимах не перевищувала 300-350⁰С, а при обробці неімпрегнованими кругами без ПДЕ досягала 500-600⁰С, що призводило до утворення припікань на поверхні. Ефективність щодо усунення припікань і мікровикришувань склала 15-20% при обробці партії магнітів в 3000 шт.

У дев`ятому розділі проведені експериментальні дослідження двохстороннього шліфування при обробці твердого сплаву і кераміки.

Метою експериментальних досліджень було: підтвердження основних закономірностей утворення динамічних похибок при двосторонньому торцешліфуванні, виявлених теоретичними дослідженнями, вивчення технологічних можливостей САК; підтвердження динамічних характеристик САК, отриманих моделюванням на ЕОМ; визначення оптимальних умов двохстороннього шліфування пластин з твердого сплаву і кераміки.

Збіг розрахункової і експериментальної амплітудно-частотної характеристики говорить про адекватність розрахункової динамічної моделі верстата реальній пружній технологічній системі і про правильність основних залежностей, які описують утворення похибок при односторонньому і двосторонньому торцевому шліфуванні.

Двостороннє шліфування проводилось на експериментальному стенді виготовленому на базі верстата 3342 при швидкості шліфувального круга V_кр=25м/с (рис. 11).

Для експериментів використовувались багатогранні пластини з кераміки (ВОК71) і твердого сплаву (ВК6) чотиригранної форми (14145). Шліфування - двостороннє, глибинне однієї заготовки. ЗОТС - 3% нітрату натрію, решта вода. Шліфувальні круги - 6А2400100475 АСЧ 125/100 100% В1-13. Розворот шліфувальних кругів у вертикальній площині постійний та дорівнює 0, 6 мм.

Значення максимальних тангенціальних сил - Р_z, виникаючих при шліфуванні, розраховувались за експериментальними значеннями активної потужності шліфування:

,

де N - активна потужність шліфування, кВт; n_k - число обертів шліфувального круга за секунду; n_g - число обертів завантажувального диска за секунду; L - відстань між осями шліфувального круга і завантажувального диска, м; R_g (D_g) - радіус (діаметр) завантажувального диска, на котрому розташовані центри оброблюваних деталей, м; R_k (D_k) - радіус (діаметр) шліфувального круга; t₁ - час досягнення максимальної потужності при обробці однієї деталі, с; V_кр - швидкість круга, м/с.

Схема вимірювання активної потужності описана у розділі 7.

Для вимірювання нормальних сил шліфування автором був розроблений експериментальний стенд. При його розробці був використаний метод вимірювання пружної деформації. Індуктивний датчик був закріплений на пінолі і реєстрував віджим пінолі відносно корпуса верстата. Схема містить у собі вимірювач малих переміщень (ИМП2) та швидкодіючий самописець Н3031. Вимірюванню нормальних сил передувала статична тарировка, метою якої було виявлення відповідності між величиною нормальної сили, діючої на торець шліфувального круга, і зміщенням пінолі відносно корпуса.

Таблиця 2

Режими шліфування

Рівень фактора	Х1, (Г) мм	Х2, (Vg) м/мин.	Х3, (t) мм
Основний (о) Верхній (+) Нижній (-) Зіркова точка (+) Зіркова точка (-) Інтервал варіювання	0 0, 3 -0, 3 0, 5 -0, 5 0, 3	1, 3 1, 8 0, 8 2, 1 0, 5 0, 5	0, 25 0, 35 0, 15 0, 42 0, 08 0, 1

Примітка. Знак при значенні розвороту шліфувальних кругів у горизонтальній площині означає: “-“ - відстань між шліфувальними кругами з боку входу заготовки в зону різання менша, ніж на протилежній стороні шліфувального круга, а знак “+” - навпаки.

Для дослідження отриманих даних використовувалось центральне композиційне ротабельне уніформпланування другого порядку з двократним повторенням дослідів у кожному рядку. Після реалізації матриці планування отримані такі рівняння регресії зі значимими коефіцієнтами:

y^к₁ = 33, 6 + 1, 5x ₁ + 6, 5x₂ + 5, 7х ₃+4, 5х₂ х₃ + 10, 5х₁² - 2, 5х₂² - 3, 4х₃²; (23)

у^т₂ = 84, 6 +15, 6х₁ +10, 1х₂ + 7, 8х₃ - 11, 8х₁ х₃ + 5, 8х₁² - 6, 7х₂² - 9, 2х₃²; (24)

у^к₃ = 72, 2 + 2, 9х₁ + 16, 7х₂ + 115, 9х₃ + 9, 1х₂ х₃ + 29, 2х₁² - 2, 5х₂^{2 -} 4, 5х₃²; (25)

у^т₄ = 187, 6 + 39х₁ + 37, 5х₂ + 31, 6х₃ + 21, 7х₁ х₂ - 16, 4х₁ х₃ + 24, 4х₁² -9, 5х₂². (26)

де у^к₁ - максимальна тангенціальна сила Р_z, що виникає при шліфуванні кераміки; у^т_{2 -} максимальна тангенціальна сила Р_z, що виникає при шліфуванні твердого сплаву; у^к₃ і у^т₄ - максимальна нормальна сила Р_z, що виникає при шліфуванні відповідно кераміки і твердого сплаву.

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, 5в_1кх_к + 0, 5в₁ = 0;

0, 5в₂₁х₁ + (в₂₂ - ) х₂ +... 0, 5в_2кх_к + 0, 56в₂ = 0; (31)

0, 5в_к1х₁ + 0, 5в_к2х₂ +... + (в_кк - ) х_к+ 0, 5в_к = 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 (R_a) - 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.

ГОЛОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

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

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.

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.

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.

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.

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

Практичним підсумком роботи є: конструкторсько-технологічна розробка процесів одностороннього та двостороннього торцевого шліфування й інструментів, яка базується на:

конструкторських рішеннях збірних шліфувальних кругів з керуючим робочим профілем для сумісної обробки сталі і твердого сплаву;

конструкторських рішеннях переривчастих шліфувальних кругів, які мають трапецеїдальну форму канавки у поперечному розтині та різну її глибину по радіусу круга;

імпрегнованих графітовою рідиною абразивних шліфувальних кругів і пружнодемпфірних елементах, котрі необхідно використовувати при обробці крихких магнітотвердих матеріалів;

на оптимізованих технологічних схемах процесів двостороннього переривчатого шліфування, включаючи системи завантаження заготовок;

...