Інтенсифікація процесів шліфування інструментальних матеріалів кругами із синтетичних алмазів і кубічного нітриду бора - Автореферат

В Україні в області обробки інструментальних матеріалів кругами з НТМ застосовуються різні технологічні процеси шліфування і заточення твердосплавних і сталевих інструментів, що використовуються в метало-та деревообробці і інших напрямах механообробки. Задача нашого дослідження полягала у розрахунковому та експериментальному аналізі кінематики процесу алмазно-абразивної обробки матеріалів з метою визначення основних параметрів процесу шліфування, виходячи з вперше нами встановленого і дослідженого вібраційно-прецесійного руху шліфувального круга в процесі шліфування, що дозволяє забезпечити продуктивність шліфування інструментальних матеріалів 5000-10000 мм 3/хв. шляхом узгодженої взаємодії функціональних елементів технологічної шліфувальної системи. Мета роботи полягає в розвитку наукових основ інтенсифікації процесів шліфування інструментальних матеріалів кругами із синтетичних алмазів і кубічного нітриду бора на основі експериментально-аналітичної оптимізації технологічної системи "процес шліфування - шліфувальні круги з НТМ - режими шліфування" для досягнення продуктивності абразивної обробки 5000-10000 мм 3/хв. за рахунок спрямованого використання вібраційно-прецесійного ефекту в процесі обробки шліфувальними кругами з функціонально-орієнтованим робочим шаром з НТМ. Задачі дослідження: провести аналіз технологічних умов інтенсифікації процесів шліфування, встановити закономірності зміни показників працездатності шліфувальних кругів з функціонально-орієнтованим робочим шаром з НТМ в залежності від конструктивних та режимних параметрів, оцінити вплив МОР і провести оптимізацію їх вибору, дослідити питання якості алмазного шліфування твердих сплавів в широкому діапазоні факторів впливу; розробити теоретичні основи процесу вібраційно-прецесійного шліфування кругами з НТМ у діапазоні низькочастотних коливань, провести аналітичне дослідження точності обертання шпиндельних вузлів технологічних шліфувальних систем, вивчити особливості кінематики та провести імітаційне моделювання даного процесу шліфування, обґрунтувати вибір кінематичної моделі та встановити можливості застосування адаптивної системи керування процесом вібраційно-прецесійного шліфування;Для середнього рівня продуктивності шліфування 1000-3000 мм 3/хв. це дає значний ефект, але при переході до якісно нового рівня продуктивності обробки 3000-5000 мм 3/хв. ці рішення певною мірою не спрацьовують, оскільки дія електрохімічних процесів не встигає за швидкістю механічного руйнування та видалення матеріалу, а дія електроерозійних призводить до прискорення і катастрофічного зносу шліфувальних кругів з НТМ. Проведені патентно-інформаційні дослідження дозволили визначити напрямки досліджень і показано, що основним їх напрямом може бути розробка концептуальної моделі інтенсифікації процесів шліфування на основі вирізнення основного фактора впливу - кінематики абразивного різання інструментом з НТМ на базі ефектів вібрації і прецесії шліфувальної системи, що дозволяє, з урахуванням інтегральної взаємодії функціональних елементів технологічної системи, забезпечити істотне збільшення продуктивності абразивної обробки без введення в зону обробки додаткової енергії. Встановлено залежність показників працездатності алмазних кругів на металевих (М 2-01, М 1-04, М 3-16, М 1-05, М 2-09, М 1-01, М 1-02, М 5-22) і полімерних (В 2-01, В 1-11П, В 2-07, В 2-08, В 1-13) звязках при багатопрохідному і глибинному шліфуванні від різних видів покриття (М, С, А 1, А 2, КЭП) і характеристики (марка і зернистість) алмазів, особливостей конструкції робочого шару кругів з одно-, двох-, тришаровим, переривчастим і ексцентричним робочими шарами. При глибинному алмазному шліфуванні найбільший вплив на знос і міцність ріжучої кромки твердосплавного інструмента чинять характеристики шліфувального кругу; при зміні режимів шліфування міцність ріжучої кромки міняється незначно, у т.ч. при глибинах шліфування порядку 0,5-1 мм. Дослідження технологічних умов інтенсифікації процесів шліфування кругами з функціонально-орієнтованим робочим шаром з НТМ показало, що можливості оптимізації характеристик шліфувальних кругів з існуючих НТМ, режимів шліфування, ефективних МОР і ряду інших технологічних факторів при обробці інструментальних матеріалів дозволяють досягти рівня продуктивності шліфування 1000-3000 мм 3/хв.У результаті виконаних експериментально-аналітичних досліджень на основі системного підходу, інтегральної оптимізації тріади технологічної системи "процес шліфування - шліфувальні круги - режими шліфування" вирішена науково-технічна проблема значної інтенсифікації механообробки і підвищення її якості, що включає інтенсифікацію процесів шліфування інструментальних матеріалів, розробку високопродуктивних технологій і підвищення конкурентноздатності інструментів з НТМ зі спеціальним функціонально-орієнтованим робочим шаром, яка для інструментального виробництва є ключовою задачею і має пріоритетне значення для машинобудування та інших видів виробництва. Основу конце

Основний зміст роботи