Исследование влияния режимов шлифования на силы, возникающие при шлифовании поверхностей изделий из природного камня

Размещено на http://www.allbest.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ШЛИФОВАНИЯ НА СИЛЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ШЛИФОВАНИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПРИРОДНОГО КАМНЯ

Горобец И.А., Голубов Н.В., Горбулин И.А.

(ДонНТУ, г.Донецк, Украина)

Тел.: +38 (062) 3010805;

E-mail: goloobov/@mail.ru

Abstract. We study the question on the effect of treatment on the axial cutting force when grinding pieces of natural stone. A plan was developed for experimental studies. Selected technology tools, equipment and research methods. The results of experimental studies of the process of grinding granite.

Key-words: procurement, research, cutting data, power, range, waveform, results.

резание шлифование заготовка обработка

Современное машиностроение развивается такими темпами, что технологии, общепринятые сегодня, завтра могут уже не удовлетворить запросам производства. Одним из путей выхода из этой ситуации есть поиск новых технических решений в области процессов обработки материала. В настоящее время на производстве возникают повышенные требования к качеству производимых изделий, что в свою очередь повышает требования, которые предъявляются к контролю а, следовательно, к контрольно-измерительным приспособлением. Ответственные элементы приспособлений должны обеспечивать необходимую точность измерений в различных условиях эксплуатации на длительном времени работы. Новым решением этой проблемы является применение нетрадиционных материалов, в том числе неметаллических, для изготовления контрольно-измерительных приспособлений. Одним из таких материалов есть природный камень, в частности гранит. Одним из актуальных вопросов является повышения производительности обработки заготовок из природного камня без ухудшения качественных характеристик заготовки.

Повышение производительности процесса шлифования, что может быть достигнуто за счет совершенствования технологического процесса шлифования.

Для выявления особенностей режимов резания на производительность процесса шлифования изделия из камня различными кругами была проведена серия экспериментов.

Целью экспериментальных исследований являлось выявление зависимостей режимов обработки на производительность обработки изделий из природного камня при обработке их шлифованием.

Задачи исследований:

1. Экспериментально определить взаимосвязь производительности и режимов резания при шлифовании.

2. Экспериментально определить влияние формы круга и режимов обработки на макрогеометрию обработанной поверхностей заготовки.

3. Определить влияние режимов обработки на осевую силу резания.

В соответствии с поставленными задачами в качестве контролируемых величин принимались:

Входные величины: режимы резания, характеризующиеся скоростью подачи V_n, усилием прижима инструмента Р_о, припуском обработки Z.

Выходная величина: величина съема материала h по поверхности заготовки.

В качестве заготовок при проведении экспериментальных исследований принят гранит. Обрабатывались образцы Янцевского месторождения (прочность при сжатии 210чМПа, плотность 2,62ч2,82 г/см³).

Для каждого образца заготовки и двух вариантов инструмента (базовый и модернизированный) проводился полный факторный эксперимент. Скорость шлифования принята равной 8,8 м/с (частота вращения инструмента n = 1600 об/мин)_.

Уровни варьирования факторов:

- подача, 400-630-800 мм/мин.

- глубина шлифования, 200-400-600-800-1000 мкм.

Измеряемым параметром являлась величина съема материала y, мкм, которая производилась в 25 точках поверхности с интервалом в 30 мм. По данным измерений определялась также и макрогеометрия обработанной поверхности.

В процессе шлифования осуществлялось два полных рабочих хода инструмента с продольной подачей и фиксировалась осевая сила Р_о.

Экспериментальная установка состоит из основного технологического оборудования, измерительных приборов и оснастки, а также вспомогательных устройств [1]. Реализация торцового плоского шлифования осуществлялась на модернизированном вертикально-фрезерном станке 6М13П. Модернизация станка заключалась в установке на конец шпинделя специальной головки для крепления торцевого шлифовального инструмента и подачи СОТС через центральное отверстие шлифовального круга.

В качестве инструмента для шлифования гранита использовали круги алмазные шлифовальные АГШГ Д160 мм АС50 400/315 М6-14.50% ТУ 88 Украина 90. 513-81 производства ИСМ НАНУ.

В качестве измерительного средства использовался индикатор часового типа, [2]. В качестве усилительного, преобразующего аналогово-цифрового и записывающего устройства использовались тензоусилитель ТА-5, аналогово-цифровой преобразователь Pico ADC-16 и персональный компьютер.

Для проведения точных тензометрических исследований характера и величины динамически изменяющихся усилий шлифования использовался разработанный авторами специальный тензометрический стол, [3-4].

В ходе эксперимента были получены данные величины съема слоя материала при различных подачах и величина осевой силы Р_о (рис.1-4)

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Результаты измерения осевой силы приведены в табл.1.

Таблица1. Результаты измерения осевой силы

Анализ приведенных результатов показывает:

1. При шлифовании модернизированным кругом с изменением глубины резания и подачи в указанном выше диапазоне осевая составляющая силы резания изменяется в диапазоне 42,8-837,3 Н.

2. При шлифовании базовым кругом с изменением глубины резания и подачи в указанном выше диапазоне осевая составляющая силы резания изменяется в диапазоне 65,3-757,1 Н.

3. Максимального значения осевая сила при шлифовании модернизированным кругом достигает при подаче 800 мм/мин и глубине резания 0,4 мм, минимального - подаче 400 мм/мин и глубине резания 0,2 мм.

4. Максимального значения осевая сила при шлифовании базовым кругом достигает при подаче 630 мм/мин и глубине резания 0,4 мм, минимального - подаче 800 мм/мин и глубине резания 0,2 мм.

Значительные изменения сил резания возможно обусловлено перераспределением значений составляющих силы резания. Превалирование осевой силы над радиальной обуславливает возникновения нормальных напряжений, а не касательных, что может благоприятно сказываться на образование микротрещин.

Список литературы

1. Михайлов А.Н., Горобец И.А., Байков А.В., Голубов Н.В., Ищенко А.Л. Экспериментальная установка для исследования процессов шлифования изделий из природного камня / Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Машинобудування і машинознавство. Вып. 92. - Донецк, ДонНТУ 2005. с. 164 - 174

2. Горобец И.А., Михайлов А.Н., Голубов Н.В. Исследование влияния формы режущей кромки шлифовального круга на производительность обработки изделий из природного камня / Прогресивні технології і системи машинобудування: Міжнародний зб. Наукових праць - Донецьк: ДонНТУ, 2008, Вип.35, С.49-58.

3. Горобец И.А. Михайлов А.Н. Управление качеством поверхностного слоя обрабатываемой заготовки. Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Машинобудування і машинознавство. Вип.71. - Донецьк: ДонНТУ, 2004. - с.164 - 174.

4. Gorobez I., Navka I., Lapajeva I., Schaban K. Die Parameter der Adaptronsysteme der Drehmaschinen - Modern Technologies, Quality and Restructuring International Conference N.C.M.R - Bulletin of the Politechnic institute of Jassy, Iassy, Romania 23-25 of May 2002 , Vol. XLVIII - S.100-104.

Размещено на Allbest.ru