Введение к работе
Актуальность темы. Успешное решение задач ав
томатизации абразивной обработки в инструментальном производстве
предопределяется внедрением процессов шлифования труднообрабаты -
ваемых материалов кругами из синтетических сверхтвердых материа -
лов (ИМ), обеспечением устойчивости процесса формообразования и
надежности абразивного инструмента. Устойчивости процессов шлифо
вания инструментом из СШ на металлических связках способствуют
электрохимические методы удаления связки и стружки из кезсзерново-
го пространства. Но эти методы, дане при использовании специаль -
пых устройств .правки,-не обеспечивают с высокой точностью устой -
чивый поперечный профиль, лежащий в осевом сечении шлифовального
круга; Особенно снижается надежность инструмента при обработке
деталей.с колебаниями припуска, с его неоднородными изнашивающи
ми свойствами.
Наиболее массовыми деталями инструментального "производства являются мелкоразмерпые детали дисковой Формы с обрабатываемой цилиндрической или конической поверхностью из высокопрочных ста -лей » твердых сплавов, з тем числе термически упрочненных. Операции плифовашш для таких деталей обычно не предшествует предварительная обработка, поэтому исходная поверхность имеет значитель- ' ный разброс припуска, что усиливает вероятностный характер воз -действия на рабочую поверхность круга. Недостаточная эффектна -кость автоматизированного шлифования .массовых деталей инструкен -тзльного производства связана с отсутствием научно.обоснованных рекомендаций, учитывающих специфику их абразивной обработки кру -гами из СГіуі. Решение этой актуальной проблемы заключается в раз -работке такого процесса шлифования, который при высокой произво -дительнс.ти и качестве обработки, низком удельном расходе СТїл обеспечивал требования автоматического цикла. Необходимым условием является достижение аысокой точности обработки даже при криволинейном профиле, формируемом непосредственно в процессе шлифования вследствие износа круга. Такое формообразование макропрофиля рабочей поверхности является результатом процесса автогенерации. На основе управления этим процессом разработано высокоэффективное однопроходное врезное шлифование с применением кругов из СИ, вы-
сота которых превышает ширину детали. Управление процессом авп.-генерации заключается в установлении условий устойчивого формо -образования, оптимальных геометрических .параметров и характери тик алмазоносного слоя инструмента, выборе оптимальных режимов учетом надежности по отдельным технологическим показателям
Настоящая работа выполнялась в соответствии с постановлением ГКНТ їй 553 от 30.10.1985 года, задание 30.І6.Т, в которо-предусмотрено разработать технологические основы создания стан ков-автоматов, ГПМ с применением комбинированных электрофизики химических процессов шлифования и высокостойкого алмазного Т1 эльборового инструменте,
Цель работы. Повышение эффективности шлнфовани ; кругами из CTlvi изделий инструментального производства (твердо -сплавных матриц оснастки синтеза СТЫ, плашек и т.д.); разрабої-ка научных положений реализации нового высокопроизводительного процесса однопроходного врезного .шлифования, характеризующегося высокой надежностью за счет устойчивой а^'.огенерации макрорельефа и создающего предпосылки автоматизации производств*:,
Автор защищает:
а) аналитическое и экспериментальное обосноваш'з оптикап.
ной схемы круглого нарудного шлифования мелкоразмерных детале
с учетом гєомєтрико-кинемаїических характеристик, вида Фуш:і"'
алгоритма управления и свойств динамической система взаимно
формообразования детали и круг"
б) аналогизированнуи модель ппопесоа автогене.:>>чи'Ді nour-i'
ного псофипя на основе энергетического подхода к описании ї.і^л
износа абразивного инструмента, позволяющую производить а:;а^
в) статистическую оптимизацию однопроходного врезного или.
вания матриц і' плашек я учетом.вероятностного хао«''тера основи -
технико-экоком^чга^их показателей ппонз'. о* '
г) метода;*) и результаты исследования силоыг.;г энзргемте -
;пг: !) стойкосхйы;: характеристик однопоотодчого -врп.;.;<ого шлгао1'
игл, определения сіаіистичзздих характепистик макропрофичя рсі
ir;ei; поверхкосг ;
д) новый способ однопроходного врезного шлифования мелкораз-.
мерных деталей, в том числе кругами из CUi специальной ступенча -
юй формы;
е) результаты внедрения разработанного процесса при шлифова
нии термически упрочненных твердосплавних матриц и плашек из ин -
струментальных сталей на станках-автоматах.
Общая методика. Методики теоретических исследо -ваний базировались на научных положениях теорий оптимального управления, трения и изнашивания, статистической оптимизации, per -рессионного и функционального анализа. Экспериментальные исследования выполнялись на специально оборудованном стенде на базе станка ЗУІ2УВ с комплектом- приборов для регистрации контролиру -емых параметров.и в производственных условиях на станках-автоматах, что позволяло моделировать реальный уровень случайных воз -действий. Обраік.:ка результатов исследований выполнялась на ПЭВМ.
Научная новизна. Комплексно обоснован и иссле -дован процесс однопроходного врезного шлифования кругами из СИЛ массовых деталей из труднообрабатываемых материалов. Отличительными признаками разработанного процесса являются: устойчивый поперечный профиль круга сл'ожной криволинейной формы, формипующий-ся в процессе автогенерации под действием износа в повторяющихся циклах шлифования; оптимальная высота круга превышает ширину детали; минимальное количество исполнительных движений, интенсив -ность съема припуска определяется профилем при продольном пере -мещении детали. Установлены условия устойчивого формообразования поперечного макропрофиля в процессе автогенерации на основе баланса изнашивающих свойств припуска и стрйкостных свойств круга в упругой технологической системе. Выявлены причины потери устойчивости и закономерности изменения статистических параметров рабочей поверхности инструмента. Проведена статистическая оптимиза -ция процесса однопроходного врезного шлифования с учетом надеж -ности по отдельным технологическим показателям. Предложен высо -неэффективный способ, однопроходного врезного шлифования мелко -размерных деталей ступенчатыми кругами, исследованы возможности управления процессом для достижения требуемого эффекта.
Практическая ценность. Впервые разрабо -т тан высокоэффективный процесс однопроходного врезного шлифования, позволяющий при обработке массовых деталей инструментального производства повысить производительность в 1,5 - 4 раза, стойкость инструмента, обеспечить выполнение требований по -точности и' ка -честву обработки. На его основе выполнено проектирование и изготовление специальных станков-автоматов размерной обработки пла -шек и матриц оснастки синтеза.Изложены требования к специальному оборудованию для автоматизированного шлифования кругами из СІМ на металлических связках.
Реализация результатов. Результаты диссертации внедрены на Харьковском инструментальном заводе, Полтавском заводе искусственных алмазов и алмазного Инструмента, Харь -ковском -станкостроительном производственном объединении им. Ко -сиора с общим экономическим эффектом более 200 тыс. рублей.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международной научно-технической конференции по инструменту (Венгерская республика, г. Ишшкольц - 1985 г.,
-
г.), на Международной конференции по автоматизированным технологиям (Венгерская республика,-г. Будапешт -1990 г.), на Всесоюзных научно-технических конференциях и семинарах-(г. Харьков-1984 г., г. Москва - 1985 г., г. Канев - 1985 г., г. Ереван -.
-
г., г. Новгород - 1988 г., г. Иаевск - 1988 г., г. Брянск -1991 г.), на республиканских и областных конференциях, на ежегодных научных конференциях Харьковского политехнического института (1986-1990 гг.) и Харьковского автомобильно-дорогшого института (1Э89-1991 гг.)..
П у б л и к а ц и и. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы»
С s р у. ч ї у р а и объем работ ы..Диссертация состоит из ЕЕэденияз пяти глав, заключения', приложения и содер -лит'292 страниц включающих текст, 68 рисунков, 27- таблиц и библиографию из 146 наименований литературных источников-,.