Исследование процесса микрорезания при шлифовании поликристаллических и аморфных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.01, кандидат технических наук Еремин, Михаил Юрьевич

• Еремин, Михаил Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Еремин, Михаил Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СВЕДЕНИЙ О ПРОЦЕССАХ И МЕХАНИЗМАХ АЛМАЗНОГО МИКРОРЕЗАНИЯ (ШЛИФОВАНИЯ).

1.1. Микрорезание - основа процесса шлифования.

1.2. Алмазно - абразивные инструменты (строение, структура, макротопология и рельеф их рабочей поверхности).

1.3. Состояние элементов рабочей поверхности инструмента

Выводы, постановка цели и задач исследований.

2. МЕТОДИКИ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ДИСКРЕТНОГО СКОРОСТНОГО МИКРОРЕЗАНИЯ.

2.1. Общая методологическая основа работы.

2.2. Метод определения импульса силы при дискретном микрорезании

2.3. Особенности конструкции экспериментальной установки.

2.4. Исследуемые материалы и условия проведения экспериментов

2.5. Метод определение контактных напряжений на границе системы зерно-связка.,'.

2.6. Идентификация параметров шлифовочных рисок.

Выводы.

3. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ МИКРОРЕЗАНИЯ НА РАЗНЫХ УРОВНЯХ ДИСКРЕТНОСТИ РЕЗАНИЯ.

3.1. Абразивное пространство как особая форма совокупностей 1 УДР

3.2. Модель кинематики абразивного зерна при единичном микрорезе и особенности этого процесса.

3.3. Модель, кинематика взаимодействия и особенности процессов второго уровня дискретности резания

3.4. Особенности процесса третьего уровня дискретности резания . 108 Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИКИ И КОНТАКТНЫХ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ МИКРОРЕЗАНИИ ХРУПКИХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.

4Л. Закономерности процесса микрорезания хрупких неметаллических материалов.

4.2. Исследование характера разрушения поликристаллических и аморфных материалов при скоростном алмазном микрорезании

4.3. Влияния элементов режима резания на характер образования микрорисок на поверхностях неметаллов.

4.4. Взаимосвязи сил резания при шлифовании и импульса сил микрорезания.

4.5. Показатель обрабатываемости материалов при микрорезании.

Выводы.

5. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Общие технологические рекомендации.

5.2. Примеры использования результатов исследований в технологических процессах.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процесса микрорезания при шлифовании поликристаллических и аморфных материалов»

Актуальность темы. Среди финишных процессов механической обработки существует специфичная область абразивного шлифования хрупких неметаллических материалов. Материалы типа поликристаллические горячепрессованные ферриты, спечённая керамика, ситаллы, поликор и аморфные стёкла имеют повышенную прочность и хрупкость, а также малую теплопроводность и особую структуру, поэтому единственно эффективным способом формообразования плоских и фасонных поверхностей деталей из этих неметаллов является алмазная обработка шлифованием.

Появившиеся в последние годы работы указывают на необходимость рассматривать процессы и явления в зоне обработки, как сложную многоуровневую техническую систему деталь-инструмент-среда (ТС ДИС). Базой такого системного подхода к процессам шлифования является концепция активного рабочего пространства с его атрибутами и принципы дискретности резания. При этом основой большинства процессов абразивной обработки является микрорезание связанным зерном, которое определяет явления, протекающие в зоне контактного взаимодействия ТС ДИС, характер разрушения обрабатываемого материала, влияет на технологические параметры и участвует в формировании качества обработки.

Известные данные по микрорезанию пластичных материалов не могут быть однозначно перенесены на процессы обработки хрупких неметаллических материалов, в том числе из-за совершенно иной механики поверхностного разрушения, особенно при алмазном шлифовании. Отдельные попытки исследования процессов микрорезания керамики и стёкол не привели к весомым результатам. Поэтому до сих пор при создании рекомендаций по выбору шлифовальных инструментов и условий их эксплуатации практически не учитывали основополагающие явления, являющиеся базой для всех уровней дискретности резания (УДР), то есть явления, присущие микрорезанию. Это негативно сказывалось на получении требуемого качества обработки.

Для решения проблемы повышения качества шлифованных поверхностей хрупких неметаллических высокопрочных материалов актуальным является исследование процессов, механизмов и явлений, происходящих при алмазном дискретном микрорезании-шлифовании связанным зерном. При этом важно исследовать роль процесса дискретного микрорезания в функционировании технической системы ТС ДИС. Особенно это актуально для изучения работоспособности шлифовальных кругов с прерывистой рабочей поверхностью (ПРП). Опираясь на знания о состоянии рабочих поверхностей инструментов с ПРП и с непрерывной рабочей поверхностью, можно по новому решать вопросы выбора эффективных шлифовальных инструментов, максимально используя их абразивные свойства для получения качественных поверхностей деталей из неметаллов.

Работа выполнялась на кафедре «Прикладной механики» Воронежского государственного аграрного университета по координационным планам ГК по высшему образованию на 1995-2000 г г. и в соответствии с разделом программы «Черноземье».

Цель работы. Получение бездефектных поверхностей неметаллических материалов на основе выявленных закономерностей механики микрорезания связанным зерном, присущих работе шлифовальных инструментов разных уровней дискретности резания.

Задачи работы.

1. Исследовать механику и установить закономерности взаимодействия алмазного микрорезца (зерна) с поверхностью хрупких неметаллических материалов при дискретных резах.

2. Определить взаимосвязи технологических показателей процесса микрорезания с работой шлифовальных инструментов различных уровней дискретности резания, провести математическое моделирование этих процессов и установить рациональные условия применения инструмента с непрерывной и прерывистой рабочей поверхностью при плоском шлифовании.

3. Экспериментально исследовать процессы скоростного дискретного микрорезания-шлифования неметаллических материалов: их динамические показатели; установить особенности характера разрушения хрупких материалов; определить закономерности и влияние технологических факторов на качество обрабатываемой поверхности детали.

4. Разработать рекомендации по выбору алмазных инструментов для шлифования труднообрабатываемых хрупких материалов, основанные на выявленных закономерностях и механики микрорезания, с целью получения малонарушенного поверхностного слоя деталей; провести промышленную апробацию.

Методы исследований. Для решения поставленных в работе задач использовали основы теории резания (шлифования), механики, физики, теории разрушения материалов, математического моделирования, математической статистики и планирования эксперимента, а также других областей знаний.

Научная новизна. Созданы математические модели процессов микрорезания и шлифования алмазными инструментами, основанные на механике взаимодействия с деталью единичных рабочих зёрен и их совокупности в форме кругов со сплошной и прерывистой рабочими поверхностями разных уровней дискретности резания.

Для ферритов, керамики и стёкол определены взаимосвязи, опытно подтверждены и математически описаны зависимости составляющей силы резания процесса плоского шлифования от импульса силы дискретного микрорезания.

Теоретически обоснована высокая режущая способность алмазных зёрен, работающих в режиме массового микрорезания на фронтальной поверхности выступов шлифовальных инструментов с прерывистой рабочей поверхностью.

Используя предложенный коэффициент интенсивности зонного хрупкого разрушения, предложена классификация видов дискретных резов, являющихся основой для оценки характера разрушения и управления разрушением поверхностей хрупких неметаллических материалов.

Практическая ценность. Предложен эффективный способ и устройство для определения закономерностей процесса микрорезания и изучения обрабатываемости любых материалов посредством дискретного резания (патент РФ № 2105960), с использованием импульса сил микрорезания, что позволяет создавать технологические процессы финишной обработки неметаллов с учётом этого динамического параметра, и способствует получению малонарушенных шлифованных поверхностей.

Установленные механизмы воздействия алмазных зёрен на поверхности поликристаллических и аморфных материалов при разных уровнях дискретности резания позволяют: формировать требования к шлифовальным кругам с заданной макротопологией; разрабатывать рекомендации по рациональным условиям эксплуатации инструментов и управлять процессом съёма припуска, обеспечивая получение высококачественных деталей.

Созданные обобщённые физические и математические модели процессов микрорезания и шлифования инструментами с прерывистой и сплошной рабочей поверхностью позволяют управлять процессом обработки путём назначения оптимальных характеристик и выбором рациональных режимов высокопроизводительного плоского шлифования, а также и унифицировать детали из хрупких неметаллических материалов.

Реализация полученных результатов. Научные и практические разработки внедрены в технологические процессы шлифования труднообрабатываемых материалов. Использование предложенных 8 рекомендаций по выбору алмазных инструментов, назначению рациональных режимов шлифования, основанных на учёте импульса силы микрорезания при обработке позволило повысить производительность на 12-18 %, улучшить качество поверхности деталей по параметрам микрогеометрии и уменьшить величину нарушенного слоя, что обеспечило получение экономического эффекта 12,6 тыс. руб. на Воронежском станкозаводе и 45,3 тыс. руб. на заводе ВЭЛТ (г. Воронеж).

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Теория и практика машиностроительного оборудования» ВГТУ (Воронеж, 1996), на межрегиональной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов ВГАУ (Воронеж, 1997), на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава, на кафедрах и семинарах в ВГТУ и ВГАУ (Воронеж, 1995-2000 гг.).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка используемых литературных источников (97 наименований) и приложения. Она содержит 183 страницы основного текста, 40 рисунков, 5 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», Еремин, Михаил Юрьевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе исследований механики микрорезания установлены основные закономерности взаимодействия зерна с обрабатываемым материалом.

2. Созданы физические модели процессов микрорезания поликристаллических и аморфных хрупких материалов, раскрывающие механизмы образования рисок, являющиеся основой микрорельефа обработанной поверхности, что позволило уточнить особенности характера разрушения неметаллических материалов при шлифовании их инструментами со сплошной и прерывистой рабочей поверхностью.

3. Посредством импульса силы микрорезания ИСМ установлена механика взаимодействия технологических параметров процесса дискретного микрорезания и процесса скоростного алмазного шлифования керамики, ферритов, стёкол; на основе экспериментальных данных получены зависимости, позволяющие использовать ИСМ в качестве критерия обрабатываемости материалов при микрорезании.

4. Определены взаимосвязи и установлены математические зависимости сил резания с ИСМ, составляющих единую природу процессов динамического разрушения разных видов (хрупкое, пластичное, смешанное) неметаллических материалов, позволяющие проводить количественную оценку разрушений поверхности материалов.

5. Созданы математические модели, процессов микрорезания, шлифования алмазными кругами со сплошной и прерывистой рабочей поверхностью, основанные на механизмах взаимодействия единичных рабочих зёрен или их совокупности (в форме инструментов разных уровней дискретности резания) с поверхностью обрабатываемой детали.

6. Теоретически обоснована высокая режущая способность абразивных (алмазных) зёрен, работающих в режиме массового микрорезания на фронтальной поверхности выступа шлифовального инструмента с прерывистой рабочей поверхностью.

7. Используя предложенный коэффициент интенсивности зонного разрушения, создана классификация характерных видов микрорисок, дискретных резах, являющихся базой для оценки и управления характером разрушения поверхности хрупких неметаллических материалов.

8. Для ферритов, стёкол, керамик и поликора установлены математические модели зависимости ИСМ от технологических параметров процесса микрорезания и линейно-геометрических параметров абразивных зёрен в виде степенных зависимостей, позволяющие рекомендовать для выбора рациональные условия обработки, инструменты (их характеристики и макротопологию РП).

9. Созданы номограммы уровней равных выходов и номограммы на параллельных шкалах, которые позволяют рекомендовать оптимальные технологические условия обработки неметаллов алмазными инструментами со сплошной и прерывистой РП, проводить шлифование с учётом возникающих температур, импульса силы микрорезания и получать при обработке детали с малонарушенным поверхностным слоем.

10. Разработаны технологические рекомендации применения показателя импульса силы микрорезания при использовании кругов с непрерывной и прерывистой рабочей поверхностью. Созданы технологические процессы, обеспечивающие повышение эффективности финишных операций при обработке неметаллов; проведено их успешное промышленное внедрение, получен экономический эффект.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Еремин, Михаил Юрьевич, 2000 год

1. Абразивная и алмазная обработка материалов // Справочник / Под ред. А. Н. Резникова.- М.: Машиностроение, !981.- 279 с.

2. Алмазно-абразивная обработка деталей машин / Сагарда А. А., Череповецкий И. X., Мишнаевский JI. JI.-K: Техника, 1974.- 180 с.

3. Байкалов А. К. Введение в теорию шлифования материалов.- К: Наукова думка, 1978.- 207 с.

4. Бакуль В. Н. Число зёрен в одном карате одна из важнейших характеристик алмазного порошка // Синтетические алмазы.- 1976.- вып. 4.- С. 22-27.

5. Ваксер Д. Б. и др. Алмазно- абразивная обработка технической керамики.- JL: Машиностроение, 1976.- 160 с.

6. Веников В. А. Теория подобия и моделирования.- М.: Высш. шк., 1976.-479 с.

7. Глаголев Н. А. Курс номограмм.- М.: Высшая школа, 1961.- 268 с.

8. Грабченко А. И. Расширение технологических возможностей алмазного шлифования.-Х: Изд-во Харьковского ун-та, 1985.-184 с.

9. Ерёмин М. Ю., Григорьева Н. С. Моделирование уровней дискретного резания. // Обеспечение стабилизации АПК в условиях рыночных форм хозяйствования: Тез. докл. науч. конф.- Воронеж, гос. аграрн. ун-т.- Воронеж, 1996.- Ч. 2.- С.83-84.

10. Ерёмин М. Ю. Механика микрорезания при скоростном шлифовании // Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой промышленности : Сб. научных трудов Воронеж, гос. технол. академия.- Воронеж, 1998.- С. 111.

11. Ерёмин М. Ю., Цеханов Ю. А. Модель зоны контактирования при прерывистом шлифовании.- М., 1987.- Деп. в ВИНИТИ, № 2929-B97.

12. Ерёмин М. Ю., Цеханов Ю. А. Прочность закрепления абразивных зёрен в связке.- М., 1987.- Деп. в ВИНИТИ. № 2928-В97, № 2928-В97.

13. Зайцев А. Г., Старов В. Н., Волков А. Л. Влияние алмазного шлифования на качество горячепрессованных ферритов // Синтетические алмазы.-1919.- Вып. 3.- С. 53-55.

14. Зайцев А. Г., Старов В. Н., Фоменко В. П., Дуда Т. М. Шлифование плотных ферритов кругами из металлизированных алмазов // Сверхтвёрдые материалы.- 1981.- № 2.- С. 77-79.

15. Зайфарт X., Марченко А. А., Скрипко Г. Ф., Таланцев Л. Л., Трембовский А. М., Измерение сил резания на единичном алмазном зерне. // Синтетические алмазы.- 1978.- вып. 6.- С. 18-23.

16. Захаренко И. П. Алмазные инструменты и процессы обработки.- К.: Техника, 1980.-215 с.

17. Зорев Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов.-М: Машгиз, 1956,- 386 с.

18. Ипполитов Г. М. Алмазно-абразивная обработка.- М.: Машиностроение, 1969.- 339 с.

19. Испытание материалов: Справочник / Под. ред. Блюменауэра. Пер. с нем.- М.: 1979.- 448 с.

20. Карбань В. И., Борзаков Ю. И. Обработка монокристаллов в микроэлектронике.- М.: Радио и связь, 1988.- 104 с.

21. Кацев П. Г. Статистические методы исследований режущего инструмента.- М.: Машиностроение, 1974.- 213 с.

22. Качество поверхности при алмазно- абразивной обработке / Э. В. Рыжов, А. А. Сагарда, В. Б. Ильицкий, И. X. Череповецкий.- Киев.: Наук. Думка, 1979.- 224 с.

23. Кащеев В. Н. Процессы в'зоне формирования контакта металлов.- М.: Машиностроение, 1978.-213 с.

24. Королёв А. В. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке.- Саратов: Изд-во Саратов, унта, 1975,- 189 с.

25. Корчак С. Н. Прогрессивная технология и автоматизация круглого шлифования.- М: Машиностроение, 1968.- 108 с.

26. Корчак С. Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей.- М: Машиностроение, 1974.- 280 с.

27. Кузнецов А. М., Голосов И. П. Влияние геометрических параметров синтетических алмазных зёрен на их режущие свойства // Станки и инструмент.- 1969.- № 12.- С. 28-29.

28. Кулаков Ю. М. и др. Предотвращение дефектов при шлифовании.- М.: Машиностроение, 1975.- 144 с.

29. Лавров И. В., Ермакова Т. Б. Некоторые результаты исследования абразивных зёрен // Абразивы.- 1966.- вып. 3(52).- С. 7-15.

30. Лавров И. В., Лобода Т. Б. Закономерность распределения зёрен в шлифзерне, шлиф- и микропорошках по крупности // Абразивы.- 1973.- вып. 12(115).-С. 8-15.

31. Лавров И. В. Основные результаты изучения связи остроты абразивного зерна с его крупностью // Абразивы.- 1975.-вып. 11(137).-С. 1-4.

32. Лоладзе Г. Н., Бокучава Г. В. Износ алмазов и алмазных кругов.- М.: Машиностроение, 1967.- 112 с.

33. Лурье Г. Б. Шлифование металлов.- М.: Машиностроение, 1969.- 175 с.

34. Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания.- М.: Машиностроение, 1976.- 278 с.

35. Маклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов.- М.: Мир, 1970,-460 с.

36. Маслов Е. Н. Теоретические основы процесса алмазной обработки материалов // Обработка машиностроительных материалов алмазным инструментом.- М.: Наука, 1966.

37. Маслов Е. Н. Теория шлифования материалов.- М.: Машиностроение, 1974.- 176 с.

38. Мацуи. Механизм резания абразивными зёрнами. Пер. с яп.-Какой-мокэнкю, 1971, 23, № 12, С. 1611-1616.

39. Основы алмазного шлифования / Семко М. Ф., Грабченко А. И., Раб А. Ф.,Узунян М. Д., Пивоваров М. С.- К: Техника, !978.- 192 с.

40. Основы механики разрушения. Л. М. Качанов.- М.: Наука, 1974.- 312с.

41. Островский В. И. Теоретические основы процесса шлифования.- Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981.- 144 с.

42. Партола Е. И., Раздовский Ю. И., Сизый Ю. А., Узунян М. Д. Измерение усилий резания единичным абразивным зерном. // Синтетические алмазы.-1973.-№ 4,-С. 19-22.

43. Патент РФ № 2105960 С1 6 О 01 Ь 1/4. Способ определения силы микрорезания / Цеханов Ю. А., Ерёмин М. Ю. Бюл. № 6 от 27. 02. 98.

44. Патент РФ № 2136477. Способ ускоренного деформирования макротопологии выступов инструмента в виде прерывистого круга / Старов В. Н., Старов Д. В. Бюл. № 25 от 10. 09. 99.

45. Пекленик Ж. К. К вопросу применения корреляционной теории к процессу шлифования // Конструирование и технология машиностроения.- М., 1964,-№2.-С. 3-13.

46. Перерозин М. А. Алмазная обработка стекла.- К.: Техника, 1982.- 61с.

47. Перерозин М. А. Выбор характеристик инструмента при торцевом шлифовании с прерывистой режущей поверхностью // Алмазы и сверхтвёрдые материалы, 1977.- № 6.- С. 3-5.

48. Перерозин М. А. Исследование режущей способности композиционных прерывистых кругов при торцевом шлифовании стекла // Алмазы и сверхтвёрдые материалы, 1978.- № 11.- С. 5-6.

49. Перерозин М. А. Механика контактного взаимодействия инструмента и материала при алмазном прерывистом шлифовании // Алмазы и сверхтвёрдые материалы.- 1978.- № 2.- С. 3-5.

50. Подзей А. В., Якимов А. В. О работе шлифовальных кругов с прерывистой рабочей поверхностью // Вестник машиностроения.-1969.-№9,- С. 18-20.

51. Покладий Г. Г. Исследования микрорезания стали алмазным зерном в виде усечённого конуса.// Синтетические алмазы.- 1978.- № 6.- С. 52-54.

52. Попов С. А., Малевский Н. П., Терещенко Л. М. Алмазно-абразивная обработка металлов и твёрдых сплавов.-М: Машиностроение, 1977.- 263 с.

53. Разрушение. Т. 1: Микроскопические и макроскопические основы механики разрушения. / Редактор Г. Либовиц.- М.: Мир, 1976.- 616 с.

54. Разрушение. Т. 7: Разрушение неметаллов и композиционных материалов. / Редактор Г. Либовиц.- М.: Мир, 1976.- 634 с.

55. Редько С. Г. Процессы теплообразования при шлифовании металлов.-Саратов, 1962.-231 с.

56. Резников А. Н. Краткий справочник по алмазной обработке изделий и инструментов.- Куйбышев: Куйбышев, кн. изд., 1967.- 201 с.

57. Резников А. Н., Резников Л. А. Тепловые процессы в технологических системах,- М.: Машиностроение, 1980.- 288 с.

58. Резников А. Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов.- М.: Машиностроение, 1981.- 279 с.

59. Резников А. Н. Теплофизика резания.- М.: Машиностроение, 1969.-288 с.

60. Розенберг А. М., Ерёмин А. Н. Элементы теории процесса резания металлов.- Свердловск: Машгиз, 1956.- 317 с.

61. Рыжов Э. В. и др. Качество поверхности при алмазно-абразивной обработке.- Киев: Наукова думка, 1979.- 244 с.

62. Сагарда А. А. Закономерности микрорезания единичным алмазным зерном // Синтетические алмазы. К.: УкрНИИМАШ, 1969.- вып. 2(2).- С. 9-13.

63. Сагарда А. А., Полупан Б. И., Мацкевич В. П., Григорова Л. С. К вопросу о микрорезании жаропрочных и титановых сплавов. // Сверхтвёрдые материалы.-1981.- № 1.- С. 23-27.

64. Сагарда А. А., Химач О. В. Контактная температура и силовые зависимости при резании алмазным зерном.// Синтетические алмазы.- 1972.-№ 2,- С. 5-6.

65. Силин С. С., Рыку нов Н. С. Исследование процесса шлифования методами теории подобия.- Труды РАТИ, 1974.- № 2.- С. 12-20.

66. Скоростная алмазная обработка деталей из технической керамики./ Н. В. Никитков, В. Б. Рабинович. В, Н. Субботин, Н. Н. Шипилов; Под ред. 3. И. Кремня.- Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние., 1984.- 131 с. (Б-чка шлифовщика).

67. Спаский М. Р., Лохов Ю. Н. Закономерности износа пластичных поверхностей при обработке полировальником с закреплённым абразивом // Сверхтвёрдые материалы, 1994.- № 1.- С. 38-43.

68. Старов В. Н. Системные исследования: Монография.- М., 1999.- 101 е.-Деп. в ВИНИТИ № 3726-В99.

69. Старов В. Н., Ерёмин М. Ю. Экспериментально-расчётная методика исследования механики скоростного микрорезания // Теория, постановка ирезультаты агроинженерного эксперимента: Сб. научных трудов / Воронеж, аграрн. ун-т.- Воронеж, 1999.-С.107-112.

70. Старов В. Н. Повышение эффективности процессов дискретного шлифования неметаллов // Техника машиностроения, 1999.- № 2.- С. 51-56.

71. Старов В. Н. Рациональная эксплуатация алмазного инструмента при шлифовании хрупких материалов.// Современные направления повышения точности механической обработки в машиностроении: Тез. докл. Конф. Приволж. Дом НТП.- Пенза, 1983.- С. 4.

72. Старов В. Н. Система классификации форм выступов шлифовальных прерывистых кругов и механизм формирования их топологии.- М., 1996.- 11 с.-Деп. в ВИНИТИ № 1017-В96.

73. Старов В. Н., Смоленцев В. П. Динамика контактных процессов шлифования,- М.: Деп. в ВИНИТИ № 3756-В96, 1996.-185 с.

74. Степанов И. Г. Расчёт длины дуги контакта абразивного зерна с заготовкой при торцевой шлифовании //Сверхтвёрдые материалы, 1994.-вып. 1.-С. 38-43.

75. Филлимонов Л. Н. Высокоскоростное шлифование.- Л: Машиностроение, 1979.-248 с.

76. Химач О. В. О силовых зависимостях при резании единичным зерном.- В кн.: Синтетические алмазы. К., Наукова думка, 1972.- вып. 6 (24).-С. 52-55.

77. Хрульков В. А. Алмазные инструменты в прецизионном приборостроении М.: Машиностроение, 1977.- 223 с.

78. Хрульков В. А., Головань А. Я. Обрабатываемость алмазным инструментом твёрдых и хрупких материалов // Обработка машиностроительных матенриалов алмазным инструментом.- М.: Наука, 1966.264 с.

79. Хрульков В. А., Головань А. Я. Особенности алмазного шлифования и доводки деталей из металлокерамических твёрдых сплавов // Алмазный инструмент и процессы алмазной обработки.- М.: МДНТП, 1964.

80. Цеханов Ю. А., Ерёмин М. Ю., Старов В. Н. Микрорезание и дискретные процессы шлифования. // Теория и практика машиностроительного оборудования: Тез. докл. Международн. Научн.-техн. конф. / Воронеж, гос. техн. ун-т,- Воронеж, 1996.- С. 71-72.

81. Цеханов Ю. А., Старов В. Н., Ерёмин М. Ю. Метод определения сил микрорезания при скоростном шлифовании. // Методы и средства научных исследований процессов механизации с/х: Сб. научных трудов / Воронеж, гос. аграрн. ун-т.- Воронеж, 1996.- С. 192-196.

82. Шальнов В. А. Шлифование и полирование высокопрочных материалов.- М.: Машиностроение, 1972.- 176 с.

83. Эффективность применения прерывистых алмазных кругов при обработке изделий хрусталя // Стекло и керамика.- 1982.- № 2.- С. 29-30.

84. Якимов А. В. Абразивно- алмазная обработка фасонных поверхностей.- М.: Машиностроение, 1984.- 223 с.

85. Якимов А. В. Оптимизация процесса шлифования.- М: Машиностроение, 1975.- 176 с.

86. Ящерицын П. И. и др. Исследование путей совершенствования алмазно-абразивного инструмента // Синтетические алмазы ключ к техническому прогрессу, 1979.- С. 57-68.

87. Ящерицын П. И., Зайцев А. Г. Повышение качества шлифованных поверхностей и режущих свойств абразивно-алмазного инструмента.-Минск: Наука и техника, 1972.-184 с.

88. Ящерицын П. И., Зайцев А. Г., Старов В. Н. Алмазное шлифование горячепрессованных ферритов прерывистыми кругами // Известия БССР, серия физико-технических наук.-1989.- № 4.- С. 44-50.

89. Ящерицын П. И., Зайцев А. Г., Старов В. Н. Исследование динамики алмазного шлифования ферритов // Известия АН БССР. Серия физико-технических наук.- Минск, 1977.- № 4.- С. 55-59.

90. Ящерицын П. И., Зайцев А. Г., Цеханов Ю. А., Полотняк С. Б. Напряжение в связке вокруг алмазных зёрен шлифовального инструмента // Вести АН БССР, серия физико-технических наук.- 1977.- № 4.- С. 55-59.

91. Ящерицын П. И. Повышение эксплуатационных свойств шлифовальных поверхностей.- Минск: Наука и техника, 1966

92. Ящерицын П. И. Технологическая наследственность и эксплуатационные свойства шлифованных деталей.- Минск: Наука и техника, 1971.-210 с.

93. Seiki Metsui, Katsuo Syoji. Statistical approach to grinding mechanism on a few experiments.- Technol. Repts Tokoku Univ., 1975, 40, № 2.- P. 353-369.

94. Для определении средних значений радиуса округления и углов при вершине зёрен использовали обобщённые данные по линейно геометрическим параметрам алмазных зёрен, некоторые из которых приведены в таблице 1.1.

95. Скорость погружения зёрен в обрабатываемый материал при плоском шлифовании периферией круга определяет выражение:1. Уд-^ср!, (П.4)где Уд-скорость подачи заготовки (мм/с); ^глубина резания (мм); Бср-средний диаметр круга (мм).

96. Количество режущих зёрен в круге 2 УДР составляет величину:хт 0,4тг01л1т \у*К* ^^1. N =-1—- —-. (П.6)

97. Р х?р ргЯ-Е) Среднее значение силы микрорезания при шлифовании равно:1. Ре2=6^, (П.7) тгде: 5 безразмерный коэффициент, учитывающий влияние связки.

98. Дугу контактирования абразивного зерна с материалом детали при плоском шлифовании периферией круга определяют так 38.:1±—1. V 60VDv р у1. Dcpt. (П.8)

99. Тогда время контактного взаимодействия т определим из уравнения:= Ьпл/УР = К1 ± Уд/60УР )л/^.Др • (П.9)

100. Выражение для определения тангенциальной составляющей силы резания может быть представлено в виде суммарного воздействия сил активных режущих элементов макрорельефа, находящихся в площади контактного взаимодействия, то естьрпрф=§1см (П10)т у

101. В итоге получаем уравнение, определяющее тангенциальную составляющую силы резания для плоского шлифования периферией круга:рпрФ =50>4иРЬп1е ÍJW^K* 7 " -2 1/У0(1-е)1. П.11)-ср V Рг

102. Определим усилия в зоне резания при плоском шлифовании торцом круга. Приближённая формула расчёта площади контактирования при торцевом шлифовании, если В-ширина заготовки имеет вид:8™Р=ВЬ. (П. 12)

103. Длина дуги контактирования при торцевом шлифовании 38. определяется из условия (рис. П.1):ср = К-0Сд|1 + Уд /(60Ур1. П.13)здесь Л-радиус абразивного инструмента (мм).

104. Время контактного взаимодействия при плоском шлифовании торцом круга с учётом принятых обозначений:= Ьср / Ур = 0,5Вс р а^ + У2 /(60Ур )2 . / Ур.1. П. 14)

105. Рис. П.1. Схема плоского шлифования торцом круга 38.

106. Скорость погружения зёрен в обрабатываемый материал ш в выражении (П.2) при плоском шлифовании торцом круга определяет уравнение 59.:Vш =В1. П. 15)

107. Касательную составляющую силы в зоне резания при плоском шлифовании торцом круга находят по формуле:тор О^ВЫерх 1|Ур(1-Е)

108. Тогда выражение для плоского шлифования торцом круга с ПРП, согласно (П.1); (П.2) и (П.6);(П.7) имеет вид:прп я0ДЗК87сРсрВ1с I1. Ргтор=5-^г^---. (П. 18)1. Р хсрт ГрО-Е)

109. Для расчёта тангенциальной составляющей силы резания получим выражение:прп 0,4тсж5РВ1с Р-РФ-5 х2р у Ур(1-Е)' (П'20)

110. Реализация расчётно-экспериментального метода определения динамических воздействий при микрорезании материалов различной структуры позволяет внести уточнения в методику инженерного расчёта контактных температур в зоне резания.

111. Для определения локальных температур под абразивными зёрнами и температуры шлифования с использованием методики А. Н. Резника 59. создан алгоритм расчёта. Его базовые объекты приведены в таблице П. 1.