Введение к работе
Актуальность.
Прогресс в ведущее отраслях промышленности России связан с созданием сверхпрецизионнсго оборудования. Для развития сверх-прецизисяной техники з налей стране необходимо проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок.
Обработка кристаллических материалов полупроводниковой техники (кремния, германия, сапфира, арсенвда галия, фосфорида галия, арсенида индия, граната, кгарца и др.), а так же кристаллических материалов ювелирной промышленности (алмаз - природный л искусственный, изумруд, фиснит и др. природные монокристаллы) делает необходимой разработку нанотехнологни и станочного сверхпрецизионного оборудования.
Характерные для кристаллов и монокристаллов свойства,такие как высекая твердость и одновременно хрупкость, а также высокие требования, предъявляемые к качеству обработанной поверхности, точности размеров и формы приводит к тому, что одним из важнейших перспективных спсссбсз окончательной обработки является способ обработки алмазными кругами. Как показызает опыт обработки вышеуказанных материалов наиболее эффективным является метод Ерезнсго шлифования. Учитывая твердость природных и искусственных алмазов возникает проблема автоматического выбора режимов ллнеования, так как ллифогание производится кругом, содержащим зерна той же твердости, что и обрабатываемый материал. Сложность в выборе режимов длнфоЕания хрупких и сверхтвердых материалов заключается в том, что режимы обработки хрупких материалов должны находиться з определенных интервалах, ограничивающих область резания кристалла без хрупкого разрушения. Еыход из зтой области может привести к необратимым изменениям кристаллической решетки материала (сколам, вырывам и т. п.).
Создание сверхпреиизиенкого оборудования, способного работать автоматически как з режимах чернового резания, полирования, а также резания без хрупкого разрушения является основным направлением в развитии современного станкостроения. Создание такого оборудования открывает ігарокие возможности для применения его в электронной, ювелирной и др. отраслях промышленности.
Дель работы.
Повышение точности, производительности и качества (оптического класса чистоты) обработки сложнопрсфидьных изделий из
хрупких и ТЕердоструктурных материалов, минералов и монокристаллов на станках с управлением от CNC. Управление осуществляется размерной настройкой системы и адаптивным выбором режимов резания в области пластичного микрсшлифсЕания, интегрально учитывающих влияние всей совокупности воздействия возмущавших факторов и исключающих возможность перехода хрупко-пластической границы из области пластичного микрорезания в область хрупкого разрушения в реальном масштабе времени. Научная новизна.
-
Определены условия резания, обеспечивающие получение оптического класса чистоты поверхностей на хрупких и твердсст-руктурных материалах.
-
Обоснована и экспериментально доказана модель управления размерной настройкой упругой системой в процессе пластичного микрошлифования сложнопрофильных изделий из хрупких и твер-доструктурных материалов.
-
Разработан метод тестозого определения и индентификации между режимами резания и размерными и силовыми параметрами процесса пластичного микрошлифования в реальном масштабе времени.-
Практическая ценность.
-
Разработан алгоритм предварительного автоматизированного определения области допустимых значений режимов резания, соответствующих резанию в пластичном режиме для каждого конкретного сочетания характеристик обрабатываемого и обрабатывающих материалов, статических и динамических характеристик станка
-
Разработан метод управления процессом обработки хрупких материалов в рабочем режиме.
-
Предложены методы повышения производительности обработки сложнопрофильных изделий из минералов и монокристаллов и улучшения качества обработанных поверхностей (применение новых смазок).
-
Расчетные алгоритмы реализованы в виде блок-схем программного обеспечения ЧПУ.
-
Сформулированы требования к станку и .системе ЧПУ для обработки изделий из твердоструктурных материалов.
Внедрение.
Результаты диссертационной работы использовались: - в техническом задании на сверхпрецизионный стачек АН-і 5 для обработки хрупких материалов, проектируемый фирмой "АНКОН"
(по заказу правительства г. Москва);
- в техническом задании на систему ЧПУ для станка АН-15 изготавливаемую фирмой "Научный Центр" (г. Зеленоград).
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались на международной конференции "Горная техника на пороге XXI века" в Московском Государственном Горном Университете (г. Москва).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано пять статей, подана заявка на получение Патента, исследование по теме отратено в отчете НИР (ЭНИМС).
Объем работы.
диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, заключения, литературы и приложений. Она содержит 159 страниц маиинописного текста в том числе 37 рисунков, 8 таблиц. Библиография включает 59 источников.