Введение к работе
Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения качества поверхностных слоев деталей при реализации ши-юко распространенной в машиностроении операции внутреннего шлифования деталей машин. В большинстве случаев детали, об-іабатьіваемьіе на операции внутреннего шлифования, имеют повышенные требования к эксплуатационной надежности и долго-ечности. Дефекты в поверхностных слоях металла подшипников ачения приводят к снижению их долговечности в 2...3 раза, в зубатых колесах- в 3...8 раз. Известные способы повышения качест-а поверхностных слоев шлифованных деталей не обеспечивают [остаточно эффективного отвода тепла из зоны резания, что при-одит к образованию дефектов в поверхностных слоях обработан-іьіх деталей при использовании интенсивных режимов обработки. I производственных условиях для получения качественных по-ерхностных слоев шлифованных деталей используются занижению режимы резания, что приводит к существенному недоисполь-ованию технологических возможностей шлифовального оборудо-ания. В ряде случаев производительность занижается в 1,5...2,0 аза относительно возможностей, заложенных в металлорежущем борудовании. Современное шлифовальное оборудование по своїм техническим и технологическим возможностям значительно лережает используемый абразивный инструмент и дальнейшая нтенсификация процессов шлифования, в частности внутреннего хпифования, ограничивается несовершенством конструкций инст-умента и способов отвода от обрабатываемых поверхностей Tenia, образующегося при шлифовании.
Таким образом, качество поверхностных слоев шлифован-іьіх деталей ограничивает возможности интенсификации режимов ібработки.
Диссертация выполнена при поддержке следующих Грантов и Іроектов:
01.01.1998 - 31.12.1999г. Гранта Министерства общего и профес-ионального образования Российской Федерации на тему: «Исследо-ание и разработка научных положений интенсивной технологии шлифования деталей машин сборными абразивными кругами»;
01.01.1997 - 31.12.1998г. Гранта Министерства общего и профес-ионального образования Российской Федерации на тему: «Исследо-
вание и разработка метода гидродинамического шлифования плоскостей деталей двигателей внутреннего сгорания и конструкции инструмента, создающего эффект диспергирующего действия смазочно-ох-лаждающей жидкости»;
01.01.1996 - 31.12.1996г. Гранта Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации на тему: «Анализ механизма формирования поверхностей вращения лри шлифовании деталей двигателей внутреннего сгорания и разработка прогрессивных ресурсосберегающих инструментов дискретного резания»;
01.01.1998-31.12.1999г. Инновационных Проектов № 2/98 и 3/99 «Разработка и производство цельных и сборных абразивных кругов», выполняемых по разделу «Трансферные технологии, комплексы и оборудование в машиностроении» инновационной научно-технической программы «Трансферные технологии, комплексы и оборудование» Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации;
01.01.1997-31.12.1997 г. Инновационного Проекта № 1/97 «Развитие производственного участка по изготовлению отрезных армированных абразивных кругов с внутренними каналами для смазочно-охлаждающей жидкости», выполняемого по программе «Трансферные технологии, комплексы и оборудование в машиностроении» Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации
Целью работы является повышение качества поверхностных слоев деталей при внутреннем шлифовании.
Методика исследований базируется на основе фундаментальных положений теории режущего инструмента, теории резания, гидравлики и технологии машиностроения. Планирование и обработка результатов экспериментальных исследований осуществляется с использованием методов статистического анализа и многофакторного планируемого эксперимента с широким использованием средств вычислительной техники.
Научная новизна работы
разработаны теоретические схемы процесса внутреннего шлифования, обеспечивающие повышение давления СОЖ в зоне обработки;
получены теоретические зависимости давления СОЖ в зоне обработки от геометрических размеров инструмента и технологических параметров процесса шлифования;
вскрыты закономерности, связывающие параметры качества поверхностных слоев обработанных деталей и режущую способность абразивного инструмента от технологических факторов операции внутреннего шлифования с повышенным давлением СОЖ в зоне обработки;
разработаны научно - обоснованные рекомендации по построению технологического процесса внутреннего шлифования с повышенным давлением СОЖ в зоне обработки.
Практическая ценность работы состоит в следующем: разработан и практически реализован новый процесс внутреннего шлифования, позволяющий при интенсификации режимов обработки обеспечить высокое качество поверхностных слоев обработанных деталей;
разработаны, изготовлены и испытаны три конструкции абразивного инструмента, позволяющие, реализовать новый процесс шлифования на существующем оборудовании без его существенной модернизации;
получены экспериментальные данные о значениях шероховатости и волнистости шлифованных поверхностей, отклонениях от крутости, микроструктуре обработанного металла, распределении микротвердости и остаточных напряжений по глубине поверхностных слоев деталей, о режущей способности инструмента и коэффициенте шлифования при реализации процесса внутреннего шлифования с повышенным давлением СОЖ в зоне обработки;
предложены практические рекомендации по построению процесса внутреннего шлифования с повышенным давлением СОЖ в зоне обработки.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований использованы в учебном процессе )и чтении лекций по дисциплинам «Компьютерное конструирова-іе», «Системы автоматизированного проектирования технологи-гских процессов», «Информатика», «Технология машинострое-ія», «Металлорежущие станки», при выполнении курсовых и ди-юмных проектов студентами специальностей 1201 и 1202 маши-)строительного факультета Муромского института (филиала) іадимирского государственного университета.
Материалы работы внедрены на предприятиях ОАО «Му-роммашзавод» и ОАО «Муромтепловоз».
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на следующих научно-технических конференциях:
международной научной конференции «XXV: Гагаринские чтения», Москва, 2000;
VII Российской научно-технической конференции «Материалы и упрочняющие технологии - 99», Курск, 1999;
всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы повышения качества машиностроительной продукции», Владимир, 1999;
научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии в машиностроении», Владимир, 1999;
международной научно-технической конференции «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы (Шлифабразив-99)», Волжский, 1999;
международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий», Ковров, 1999;
международной научно-технической конференции «XXVI Гагаринские чтения», Москва, 2000;
международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии, связанные с обработкой материалов давлением», Владимир, 1998;
международной научно - технической конференции «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Шлифабразив - 98), Волжский, 1998;
научно - технической конференции «Современные технологии в машиностроении», Пенза, 1998;
33-й научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета «Научные труды муромских ученых», Муром, 1998;
научно-технической конференции «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Шлифабразив -97), Волжский, 1997;
научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов Муромского института (филиала) Владимирского го-
/дарственного университета «Научные достижения муромских
юных», Муром, 1997; всероссийской научно-технической конференции «Актуальные
роблемы машиностроения на современном этапе», Владимир,
995.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печат-
ых работ, подана заявка на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа со-