Совершенствование процесса плоского шлифования коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса алмазными кругами с коническими отверстиями на торце
Скачать 225.24 Kb.
|
На правах рукописи КОЛЕГОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ УДК 621.623 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ, ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СТАЛЕЙ АУСТЕНИТНОГО КЛАССА АЛМАЗНЫМИ КРУГАМИ С КОНИЧЕСКИМИ ОТВЕРСТИЯМИ НА ТОРЦЕ. Специальность 05.02.07. – Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ижевск - 2012 Работа выполнена на кафедре «Производство Машин и Механизмов» Ижевского Государственного Технического Университета (ИжГТУ). Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Кугультинов С.Д. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Макаров Владимир Федорович кандидат технических наук Мурзин Юрий Павлович Ведущая организация: ОАО «Воткинский Завод», г.Воткинск. Защита состоится 30 марта 2012г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.02 в Ижевском государственном техническом университете по адресу: 426069, г.Ижевск, ул. 30 лет победы, 2, к.504. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета. Отзыв в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7. Автореферат разослан 27 февраля 2012г. Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.065.02 доктор технических наук, профессор В.Г. Осетров Общая характеристика работы. Актуальность работы. Особое место в машиностроении занимает финишная обработка, позволяющая обеспечить требуемое качество изделий. Одним из наиболее распространенных финишных методов является шлифование, которое зачастую бывает единственно возможным вариантом достижения требуемых точности и шероховатости поверхностей. Однако иногда после шлифования образуется дефектный слой в виде поверхностных прижогов и трещин из-за сил и температур, действующих в процессе обработки. Особенно большие проблемы возникают при плоском шлифовании материалов с повышенными физико-механическими свойствами. К таким материалам в полной мере относятся коррозионно-стойкие, хромоникелевые стали аустенитного класса: типа 12Х25Н16Г7АР, 12Х18Н10Т, 20Х23Н18, ХН65МВТЮ и др. Шлифование указанных сталей сопровождается значительным выделением тепла в зоне резания, что приводит к дефектам и структурным изменениям обрабатываемого материала (микротрещины, вторичная закалка, отпуск и др.). Кроме того, шлифование существующими шлифовальными кругами сопровождается интенсивным засаливанием инструмента, что приводит либо к преждевременному выходу из строя алмазного инструмента, либо к необходимости частой правки. Это в свою очередь снижает производительность обработки и повышает ее себестоимость. Несмотря на большое число работ, посвященных совершенствованию процесса шлифования указанных выше сталей существующим алмазным инструментом, вышеперечисленные проблемы остаются. Одним из путей их решения является более эффективное охлаждение и исключение засаливания инструмента за счет создания шлифовального круга специальной конструкции, который отвечал бы требованиям: - минимизации теплонапряженности в процессе плоского шлифования и, как следствие, уходу от прижогов и других дефектов теплового характера; - исключению засаливания и, как следствие, повышению надежности работы алмазного инструмента. Этим требованиям мог бы отвечать алмазный круг для плоского шлифования с конусными отверстиями. Такое предположение основано на том, что скорость течения газа через коническое отверстие (подобие сопла Лаваля) может превышать скорость звука, т.е. с довольно большой вероятностью можно утверждать, что и при течении жидкости скорость потока будет довольно высокой, а это позволит эффективно удалять стружку и другие отходы с поверхности круга, предотвращая его засаливание. Кроме того, подача смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) будет осуществляться непосредственно в зону резания, обеспечивая тем самым их максимальную эффективность. Однако для подтверждения данной гипотезы необходимо вначале теоретическое обоснование на базе решения тепловой задачи, а затем экспериментальная проверка и промышленная апробация. В связи с этим совершенствование процесса плоского шлифования деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса, направленного на повышение качества обработанных поверхностей благодаря отсутствию тепловых дефектов, является актуальной задачей. Поэтому выполненная в работе разработка специального алмазного круга с конусными отверстиями на торце на основе решения тепловой задачи, позволяющего решить вышеперечисленные проблемы, подчеркивает актуальность темы диссертации. Кроме того, о востребованности работы говорит и грант, выигранный по программе УМНИК. Целью работы являлось: повышение качества и производительности процесса плоского шлифования деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса благодаря использованию алмазных кругов с коническими отверстиями на торце Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: - проверена гипотеза об эффективности использования алмазных кругов с коническими отверстиями на торце; - решена тепловая задача для процесса плоского шлифования с теплообменом в зоне контакта алмазных зерен с обрабатываемым материалом; - обоснована эффективность подачи СОТС в зону резания через конусные отверстия; - разработана методика проектирования алмазных кругов с коническими отверстиями на рабочей поверхности; - разработаны рекомендации по выбору режимов плоского шлифования деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса; - проведена промышленная апробация алмазных кругов с коническими отверстиями при плоском шлифовании деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса. Научная новизна работы заключается: - в теоретическом и экспериментальном обосновании эффективности плоского шлифования деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса алмазными кругами с коническими отверстиями на торце; - в аналитическом решении тепловой задачи для условий плоского шлифования алмазными кругами с коническими отверстиями на торце; - в получении эмпирических зависимостей силы резания от режимов резания. Методы исследования. Теоретические исследования проводились на базе теории процесса шлифования, на основе образования тепловых процессов в зоне резания с теплообменом (по закону Ньютона-Рихмана), средств вычислительной техники, решения нелинейных дифференциальных уравнений с граничными условиями при помощи методов источников (метод Грина). Экспериментальные исследования проводились с использованием методов планирования эксперимента на основе известных методик в лабораторных и производственных условиях на специально спроектированных и изготовленных установках. В экспериментальных исследованиях применялись разработанные автором алмазные шлифовальные круги с коническими отверстиями на торце, модернизированные станки, специальные станочные приспособления, контрольно-измерительные комплексы и персональные компьютеры. Достоверность полученных результатов подтверждена сравнением расчетных и экспериментальных данных. Практическая полезность работы заключается: - в разработанной конструкции алмазных шлифовальных кругов с коническими отверстиями на торце; - в разработанной методике проектирования алмазных шлифовальных кругов с коническими отверстиями на торце; - в разработанной технологии плоского шлифования алмазными кругами с коническими отверстиями на торце; - в эмпирических зависимостях для определения сил резания. Реализация результатов работы. Разработанные конструкции шлифовальных алмазных кругов с коническими отверстиями на их торце и рекомендации по их применению внедрены на ООО «ЗНО «Техновек». Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались в 2010г. и в 2011г. на республиканской выставке – сессии инновационных проектов в г. Ижевске (в 2010г. был получен диплом III степени, в 2011г. - диплом II степени), в 2011г. работа участвовала в республиканском конкурсе инновационных проектов по программе «УМНИК» (был выигран грант) 2011г. грант на проведение НИОКР в «Республиканском конкурсе инновационных проектов по программе УМНИК»; 2009-2011г. на научных семинарах кафедры «Производство Машин и Механизмов» ИжГТУ; 2011г. В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр «Производство машин и механизмов» ИжГТУ. Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК. Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, пять глав, заключение, список литературы из 168 наименований, акты внедрения. Работа изложена на 157 листах машинописного текста, содержит 51 рисунок, и 2 таблицы. Содержание работы. Во введении обоснована актуальность темы, дается общая характеристика работы и направленность исследований. В первой главе проведен анализ состояния проблемы обеспечения качества и повышения эффективности плоского шлифования деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса. На основании проведенного анализа сформированы цель и задачи исследования. На основании работ посвященных исследованию процесса плоского шлифования и на основании изучения производственного опыта показано, что обработка сопряжена со значительным выделением тепла в результате чего на обработанных поверхностях могут образовываться прижоги микротрещины и др. тепловые дефекты. Особенно большие проблемы вызывают при плоском шлифовании коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса. Показано, что шлифование указанных материалов сопровождается, кроме тепловых дефектов, интенсивным засаливанием шлифовальных кругов, что приводит либо к преждевременному выходу из строя, либо к необходимости частой правки. А это в свою очередь ведет к снижению производительности и повышению шероховатости. Сложность плоского шлифования деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса привела к тому, что наиболее используемым инструментом является алмазные круги, но эффективности использования указанных кругов препятствуют следующие факторы: - при температуре нагрева свыше 700ºС алмаз теряет свои режущие свойства. В тоже время плоское шлифование деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса сопровождается значительным тепловыделением. В связи с этим основным средством противодействия высоким температурам в процессе плоского шлифования является использование СОТС: однако в большинстве случаев эффективность действия СОТС оказывается невысокой при плоском шлифовании деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса. Использование кругов с отверстиями выполненными в виде цилиндров на рабочей поверхности, не обосновано ввиду непрестанно увеличивающегося числа марок материалов, для которых, даже существенное снижение температуры в зоне резания является фактором, неизменно ведущим к образованию тепловых дефектов и как следствие к браку, что недопустимо при высокой стоимости материалов применяемых при конструировании деталей машин; - при плоском шлифовании затруднен отвод стружки и шлама из зоны обработки, что приводит к более интенсивному затупление режущих кромок алмазных зерен и как следствие к повышению температуры и снижению качества обработанной поверхности, а также к интенсивному засаливанию круга и повышению температуры. Из приведенного анализа был сделан вывод, что для совершенствования процесса плоского шлифования деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса необходимо изменить характер подачи СОТС в зону резания, т.е. необходимо, с одной стороны, гарантированно доставлять СОТС в зону обработки для охлаждения, а, с другой стороны, попробовать с помощью СОТС избежать процесса засаливания. В результате была предложена гипотеза о подаче СОТС через конические отверстия, с использованием эффекта подобного подаче газа через такие отверстия (сопло Лаваля), т.е. можно предположит, что жидкость подобно газу достигнет очень высоких скоростей. Это позволит более интенсивно охладить зону резания и обрабатываемые поверхности и тем, самым существенно снизить температуру. В то же время жидкость, проходящая через местное сужение отверстия увеличивает скорость и давление падает. Если абсолютное давление при этом достигает значения, равного давлению насыщенных паров в ней жидкости при данной температуре, или давлению, при котором начинается выделение из нее растворенных газов, то в данном месте потока начинается интенсивное парообразование (кипение) и выделение газов. Образование пузырьков способствует удалению отходов шлифования из межзеренного пространства круга, и образованию прочных адсорбционных пленок, тем самым оказывая непосредственное влияния не стойкость инструмента. Среди преимуществ метода стоит учесть и тот факт, что подача СОТС осуществляется непосредственно в зону контакта шлифовального круга с обрабатываемой деталью тем самым обеспечивая максимальную эффективность использования СОТС. В заключение первой главы, на основании анализа состояния проблемы и выбранного направления исследований, сформулирована цель работы и задачи исследований. Вторая глава посвящена решению тепловой задачи для условий плоского шлифовании алмазными кругами с коническими отверстиями на торце. Решение производилось с учетом теплообмена в зоне резания с граничными условиями третьего рода. Уравнение теплопроводности в этом случае записывается следующим образом:
где: Т=Т(х,у,z,τ) – пространственно-временное распределение температуры в излучаемой фазе (детали); λ – коэффициент теплопроводности; с – теплоёмкость; γ – плотность среды;  – скорость движения источника тепла.Для того, чтобы функция Т(х,у,z,t) являлась единственным решением поставленной задачей, она должна одновременно удовлетворять некоторым начальным и граничным условиям.
где: α – коэффициент теплоотдачи, для простоты принимаем температуру окружающей среды равной нулю. Начальное условие (2) задает распределение температуры внутри исследуемой области в начальный момент времени – граничное условие третьего рода, которое задает теплообмен на границе области с окружающей средой. Обычно при решении тепловых задач рассматривается теплообмен вторичного тепла, прошедшего из зоны резания через обрабатываемую деталь в связи с невозможностью осуществлять теплообмен в зоне резания при обработке кругов обычной конструкции. В настоящей работе, при рассмотрении специальной конструкции кругов, рассматривается теплообмен в зоне резания, и поэтому главным условием является граничные условия третьего рода. Граничные условия третьего рода задаются в форме закона Ньютона - Рихмана (например, на поверхности Х=в). Функция источника, удовлетворяющая условию (1), представится в следующем виде (3):
Решение (1), (3), (4) проводится в соответствии со схемой, представленной на рис.1: по поверхности тела (детали), которое омывается охлаждающей жидкостью, в положительном направлении оси Z движется источник тепла. Плотность теплового потока по всей поверхности источника будем считать постоянной. Температуру охлаждающей жидкости и начальную температуру детали для простоты записи целесообразно принять равной нулю, систему координат свяжем с источником тепла, то есть начало координат поместим в точку пересечения оси вращения круга и поверхности обрабатываемой детали. В этом случае можно считать, что теплопроводящая среда (деталь) движется со скоростью продольной подачи в отрицательном направлении оси Z.  Рис.1. В этом случае уравнение теплопроводности примет вид:
С краевыми и начальными условиями:
Окончательный вид тепловое уравнение для торцового шлифования с граничными условиями третьего рода будет иметь вид:
где:  Решение (7) осуществлено в пакете MathCAD. Результаты представлены в таблице 1. В третьей главе приведено проектирование алмазного шлифовального круга с коническими отверстиями на торце и разработана методика проектирования. Проектирование основано на анализе теплофизических явлений, возникающих в процессе резания с подачей СОТС через конические отверстия. К таким явлениям относится кавитация жидкости и образование гидравлического «клина», что позволяет решить комплекс задач: - выбрать размеры круга, тип алмазного зерна и его величину; - определить силы резания. Наличия гидроклина и числа кавитации рассчитываются с использованием известных эмпирических формул. Плотность теплового потока, была рассчитана с помощью максимальной температуры без охлаждения в соответствии с рекомендациями работ Гуськова В.Т., Колмогорова П.В., Свитковского Ф.Ю.:
Результаты расчетов показали, что при интенсивном подводе СОТС с использованием конических отверстий наблюдается значительное снижение величины теплового потока и, как следствие, температуры в зоне резания. При шлифовании охлаждающая технологическая среда через крышку (рис.2) поступает во внутреннюю полость круга, а затем через конические отверстия подается непосредственно в зону резания под давлением, которое создается под действием центробежных сил. Избыточное давление в полости круга определяется известной зависимостью, приведенной в работе Башта Т.М.:
где: ρСОТС – плотность жидкости; ω – угловая скорость круга; D1 – наружный диаметр круга; D – внутренний диаметр круга. Расход СОТС при истечении через конические отверстия при рассчитанном давлении определяется по формуле, которую вывел Башта Т.М.:
где: nот=60…12000; - коэффициент динамической вязкости СОТС, нс/м2; d – больший диаметр выходного конуса, мм. Для исследуемых кругов QСОТС=(0,3…0,8)20-3м3/с в зависимости от диаметра d и количества отверстий nот в круге. При таком расходе охлаждающая жидкость проникает в зазоры между зернами круга и создает эффект гидравлического отжатия связки круга от детали. Скорость потока жидкости в зоне контакта шлифовального круга с обрабатываемой деталью, в соответствии с рекомендациями в работе Исаева А.В., Силина С.С., определяется по зависимости:
где: h0=(0,1…0,15); L – длина зазора между связкой и обрабатываемой поверхностью. Количество жидкости, протекающей в единицу времени через зону резания, в расчете на единицу ширины круга определяется из выражения, так же в соответствии с рекомендациями работ Исаева А.В. и Силина С.С.:
где: Н – площадь контакта круга с деталью. Управляя скоростью и количеством потока СОТС (протекающей в единицу времени через зону резания), можно контролировать ее количество, находящееся непосредственно в зоне контакта круга с деталью. В зоне резания в потоке СОТС по закону Бернулли возникает значительное понижение давления жидкости вследствие малого зазора между обрабатывающим кругом и поверхностью детали и высоких окружных скоростей. Для уменьшения коэффициента сопротивления на выходе жидкости из большого объема, коим является внутренняя полость круга, цилиндрическое отверстие можно выполнить, на входе и выходе, в виде фасок, причем значение коэффициента зависит от величины угла α конуса и относительной длины l/d конуса, где l и d – параметры конуса. В соответствии с рекомендациями Башта Т.М. при отношении l/d=0,2…0,3 и с углом α=40-60°, величина коэффициента сопротивления составляет 0,1-0,15, т.е. в 5 раз меньше, чем при острых кромках в цилиндрических отверстиях. Для того, что бы избежать прижогов СОТС должна уносить достаточное количество тепла, т.е. в потоке СОТС в зоне резания будет существовать определенный перепад температуры от начальной до конечной:
Возникновение перепада давления и температуры в потоке СОТС определяет условие появления кавитационных парогазовых пузырьков в потоке, что улучшает моющую и другие свойства СОТС. Учитывая перепад давлений (Р>>РНП) получим зависимость числа кавитации от диаметра отверстия при различном числе отверстий в круге nот в виде:
Число и диаметр отверстий в круге выбираются, исходя из конструктивных параметров круга – диаметров круга D и шпинделя D1, ширины круга h, давления СОТС Р1, расхода Qж жидкости и скорости резания Vкр, а также из условия:
где: Sотв – площадь всех отверстий круга; Sкр – рабочая площадь круга; h – ширина рабочей части круга. Для обеспечения максимальной режущей способности и производительности процесса, а также из условия максимальной скорости истечение жидкости из отверстий, произведение количества отверстий на квадрат диаметра цилиндрической части должен быть минимальным. Кавитация жидкости и образование гидравлического «клина» способствует образовавшемуся тепловому потоку направиться из области высоких температур в область с низкой температурой, т.е. в СОТС. Это условие выполнимо только в том случае, если СОТС будет находиться в непосредственном контакте с алмазными зернами на всем пути их движения по обрабатываемой поверхности. В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований, направленных на оценку достоверности математического моделирования теплопроводности процесса и определения действующих сил резания. Для проведения экспериментальных исследований были спроектированы и изготовлены алмазные круги (рис.2.) и специальный измерительный комплекс (рси.3) включающий в себя: - малоинерционные датчики усилий, закрепленные на специальном динамометре; - систему регистрации, состоящую из программного комплекса автоматизации экспериментальных и технологических установок ACTest; - персональный компьютер для визуализации экспериментальных данных; - станок для проведения исследования модели 3Е642Е (модернизированный).  Рис.2. Алмазный шлифовальный круг с коническими отверстиями на торце.  Рис.3. Измерительный комплекс. Экспериментальные исследования зависимости сил резания от режимов и величины алмазного зерна представлены на рис.4, 5; табл.1: Таблица 1. 
Незначительность тангенциальной составляющей силы резания говорит о том, что режущие свойства зерен на протяжении всего технологического процесса сохраняются за счет действия СОТС. Таблица 1 показывает, что рассчитанная по формуле с граничными условиями третьего рода температура почти не зависит от величины коэффициента теплообмена (а), что согласуется с данными Сипайлова В.А. и Резникова А.Н. Одним из основных показателей, определяющих качество обработки, является контактная температура, в зоне резания. С целью исследования измерения температуры в зоне резания проводились экспериментальные исследования шлифования методом полуискусственной термопары. Результаты экспериментальных исследований представлены на рис.6. Проведенные исследования температур шлифования, показывают, что рассчитанная температура шлифования и экспериментально измеренная отличаются. Экспериментально измеренная температура в среднем, в зависимости от марки шлифуемого материала, на 15,1% ниже расчётной. Основными причинами такого расхождения, на наш взгляд, являются: колебания припуска, физико-механических характеристик обрабатываемого материала, наличие кавитационного процесса на площадке контакта шлифовального круга с обрабатываемым материалом в процессе резания для данного круга и ряд других причин, связанных с возможной разницей в условиях обработки. В процессе проведения экспериментальных исследований была проведена оценка шероховатости обработанной поверхности и засаливания алмазных кругов. В результате которых были получены зависимости, представленные на рис.7 и 8. а.  б. Рис.6. Распределение температуры шлифования по поверхности образца из сплава 12Х18Н10Т(а) и 20Х23Н18(б) в зависимости от глубины обработки (t, мм) при расчётах (1, 2) и экспериментально измеренной (3, 4): Vкр=30м/с, Sпр=0,11м/с. 1, 4 - стандартный круг АС4 125/100 Б1 100%; 2, 3-круг АС20 125/100 М1 100% с коническими отверстиями. а.  б. Рис.7. Зависимость шероховатости поверхности от скорости вращения алмазного круга зернистости 125/100 при Sпр=0,11м/с, t=0,05мм. 1-12Х18Н10Т; 2-20Х23Н18; 3-ХН65МВТЮ; 4-12Х25Н16Г7АР. а.  б.  Рис.8. Зависимость шероховатости поверхности от величины зерна алмазного круга при Sпр=0,16м/с, t=0,05мм, Vкр=25м/с. 1-12Х18Н10Т; 2-ХН65МВТЮ; 3-20Х23Н18; 4-12Х25Н16Г7АР. Анализ полученных зависимостей показал, что на всех режимах резания величина шероховатости не превышает значений Ramax=1,1мкм. Рассмотрение поверхности после обработки под увеличением в 100 раз подтверждает тот факт, что наличие СОТС в зоне контакта алмазных зерен с металлом обеспечивает длительное сохранение их режущих свойств, о чем свидетельствуют микронеровности поверхности, имеющие довольно четкие формы направления подачи (рис.9) во всех случаях, засаливание кругов не происходило, а также не наблюдались прижоги обработанных поверхностей. а.  б. в.  г. Рис.9. Микрорельеф поверхности деталей из материалов 12Х18Н10Т(а), 20Х23Н18(б), ХН65МВТЮ(в), 12Х25Н16Г7АР(г), после 10 минут работы круга зернистостью 160/125 при Vкр=25м/с, t=0,05мм, Sпр=0,11м/с. В пятой главе приведены результаты промышленной апробации алмазных кругов с подачей СОТС в зону резания через конические отверстия на торце. На «ЗНО «Техновек» было освоен и внедрен в технологический процесс круг с алмазами марки АС20 и зернистостью 125/100. При обработке составных частей к клапану обратному К07-65/40×14.00.000СБ, который является арматурой остановки и изменения направления потока жидкости, при обвязке насосов и других систем. Произведена замена круга из хромистого чугуна, для обработки торцевой поверхности с допуском к параллельности 0,05мм, допуском плоскостности 0,05мм и допуском биения 0,03мм, на алмазный круг с коническими отверстиями на торце с последующей доработкой станка. В результате увеличилась стойкость в 13 раз и как следствие увеличилась производительность процесса за счет уменьшения количества правок и увеличения режимов. Кроме того, исчезли дефекты теплового происхождения (прижоги и микротрещины). Результаты внедрения позволили продолжить работу с использованием предложенных алмазных кругов на производстве. В настоящее время ведутся работы по шлифованию торца детали Седло «К07-65/40×14.00.103-02». После заслушивания работы на ПТС (ОАО «Воткинский Завод») было принято решение о проверке эффективности разработанной конструкции алмазного круга с коническими отверстиями на торце. Для промышленной апробации была выбрана деталь «Руль» из стали 12Х18Н10Т. Результат апробации показал, что после обработки пробной партии в количестве 10шт. алмазным шлифовальным кругом с конусными отверстиями на рабочей поверхности, наличие тепловых дефектов не наблюдалось, а износ круга не был зафиксирован. Основные результаты и выводы. 1. Теоретически и экспериментально доказано, что конические отверстия на торце алмазных шлифовальных кругов позволяют существенно снизить силы и температуру резания (при шлифовании стали 20Х23Н18 с различными режимами обработки радиальная сила не превышала 68Н, а температура – 112°С). 2. На основании уравнения теплопроводности с граничными условиями третьего рода решена тепловая задача для условий плоского шлифования алмазными кругами с коническими отверстиями на торце. Экспериментальная проверка показала корректность проведенных расчетов (расхождение между расчетными и экспериментальными данными составило 15,1%) 3. Экспериментальные исследования и промышленная апробация показали, что явление кавитации, возникающее при прохождении СОТС через конические отверстия на торце круга, позволяет избежать засаливания инструмента и, тем самым, повысить его стойкость и качество обработанной поверхности (Ra не более 1,1мкм). 4. Получены эмпирические зависимости для определения сил резания. 5. Разработана методика проектирования алмазных кругов с коническими отверстиями на торце. 6. Разработаны рекомендации по назначению рациональных режимов плоского шлифования деталей из коррозионно-стойких, хромоникелевых сталей аустенитного класса, обеспечивающих получение обработанных поверхностей с требуемой производительностью без тепловых дефектов. 7. Промышленная апробация алмазных кругов для плоского шлифования с коническими отверстиями на торце показала, что снижаются издержки производства на инструмент почти в 4 раза и обеспечивается получение обработанных поверхностей без тепловых дефектов. Основные положения диссертации изложены в следующих работах. 1. Колегов С.А., Юсупов Г.Х. Влияние физико-химических явлений на взаимосвязь абразивных зерен с обрабатываемым материалом в процессе резания // Интеллектуальные системы – Ижевск: Изд. ИжГТУ – 2010 – №1 – 206-209с. 2. Колегов С.А., Юсупов Г.Х. Вопросы шлифования деталей машин и летательных аппаратов из труднообрабатываемых материалов // Наука. Техника. Образование – Ижевск-Екатеринбург: Изд. инст. экономики УрО РАН – 2008 – 47-53с. 3. Колегов С.А., Юсупов Г.Х. Интенсификация теплообмена в зоне резания // Интеллектуальные системы – Ижевск: Изд. ИжГТУ – 2010 – №1 – 210-214с. 4. Колегов С.А., Юсупов Г.Х. Методика обоснования основных параметров процесса шлифования и создание алмазных кругов // Научно-технические и социально-экономические проблемы регионального развития – Глазов: Глазовский инж.-эконом. инст. – 2011 – Вып.8 – 75-81с. 5. Колегов С.А. Тепловые процессы при шлифовании // Научно-технический вестник Поволжья – Казань – 2011 – №5 – 182-184с. 6. Колегов С.А., Юсупов Г.Х. Шлифования как один из перспективных методов обработки // Научные и методические проблемы подготовки конкурентоспособных специалистов для Удмуртии – Ижевск: Изд. ИжГТУ – 2007 – 128-130с. 7. Колегов С.А., Кугультинов С.Д. Теоретическое исследование воздействия алмазных зерен на обрабатываемый материал // ИжГТУ: Вчера. Сегодня Завтра. – Воткинск – 2012 – 58-62с. 8. Колегов С.А., Кугультинов С.Д. Методы решения тепловых задач при обработке материалов резанием // Развитие местного самоуправления в городах России с градообразующими предприятиями – Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет» – 2010 – 183-186с. Автореферат Колегов С.А. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ, ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СТАЛЕЙ АУСТЕНИТНОГО КЛАССА АЛМАЗНЫМИ КРУГАМИ С КОНИЧЕСКИМИ ОТВЕРСТИЯМИ НА ТОРЦЕ. Отпечатано на оборудовании Воткинского Филиала ИжГТУ г.Воткинска, ул. П.И.Шувалова, 1, тел.: (34145) 5-15-00 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Дисграфия – частичное нарушение процесса письма, проявляющееся в стойких, повторяющихся ошибках |  | Учебно-методический комплекс по междисциплинарному курсу (далее мдк)... ПМ. 02 Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях |
| Учебно-методический комплекс по междисциплинарному курсу (далее мдк)... ПМ. 02 Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях | | План научно-практического семинара «Совершенствование учебно-воспитательного... План научно-практического семинара Совершенствование учебно-воспитательного процесса |
| Структурное моделирование и синтез системы автоматического управления... Специальность 05. 13. 06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) | | Рабочая программа по профессиональному модулю пм. 02 Сварка и резка... ПМ. 02 Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели: повышение квалификации и профессионального мастерства, совершенствование учебно-воспитательного процесса, активизация учебно-познавательной... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Работа мо была направлена на всестороннее повышение квалификации и профессионального мастерства, совершенствование учебно-воспитательного... |
| 1. Резьба Резьба поверхность, образованная при винтовом движении... Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ... |
| И. В. Алифанова Внедрение в процесс обучения передовых информационных технологий, учебных видео- и dvd фильмов способствует более качественной подготовке... | | Патентам и товарным знакам (19) На торце втулки нарезаны пазы определенной глубины с определенным расположением, в количестве равном количеству штырьков с внутренней... |
| Психологический анализ культурных установок Совершенствование образовательного процесса и повышение качества дополнительного образования в дюсш | | Научно-практическая конференция в рамках которой состоялись творческие... Работа педагогического коллектива школы была направлена на совершенствование целостного педагогического процесса для развития и самореализации... |
| Екатерина Мурашова Земля королевы Мод Совершенствование образовательного процесса и повышение качества дополнительного образования в дюсш | | Совершенствование процесса управления охлаждением заготовок мнлз в асу тп Специальность 05. 13. 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности) |
