Методика проведения экспериментальных исследований плоского шлифования с применением кругов с АРС и осцилляции заготовки

А. А. Симаков, Ю. В. Василенко

Аннотация


Способ плоского шлифования с применением кругов с аксиально-смещенным режущим слоем (АРС) и осцилляции заготовки позволяет повысить производительность процесса обработки по сравнению с маятниковым шлифованием и получить на обработанной поверхности детали ненаправленный микрорельеф, что повышает ее износостойкость, маслоемкость и другие эксплуатационные характеристики.
В работе приведена методика экспериментальных исследований процесса обработки. Цель экспериментальных исследований состоит в проверке основных положений и результатов проведенных теоретических исследований и данных, полученных при помощи разработанной программы имитационного моделирования. Исследуется влияние глубины шлифования, числа проходов инструмента, скорости осцилляции и угла наклона шлифовального круга с АРС на шероховатость получаемой поверхности детали, а также на производительность обработки.
Обработка производится на плоскошлифовальном станке с применением пары
шлифовальных кругов одной марки, из которых один круг прямого профиля, второй
имеет аксиальное смещение. Заготовки для экспериментов проходили предварительную технологическую обработку с получением на рабочих поверхностях заданной шероховатости и соответствующей твердости. В процессе проведения исследований
СОТС не используется в связи с отсутствием необходимости применения по результатам теоретических исследований, а также с целью устранения сбоев или снижения точности показаний применяемого датчика осцилляций.
Для сообщения осцилляций заготовке применяется оригинальная конструкция установки, имеющая инерционный источник колебаний. Привод осуществляется от коллекторного электродвигателя с возможностью бесступенчатой регулировки скорости вращения. Для контроля скорости вращения двигателя и амплитуды осцилляций применяется биполярный датчик Холла, устанавливаемый в паре с магнитом на подвижную и неподвижную плиты установки соответственно.
При помощи индикатора часового типа контролируется амплитуда колебаний магнитной плиты в вертикальном направлении. Шероховатость детали измеряется на профилографе-профилометре. Экспериментальные данные обрабатываются на ПЭВМ с
применением многофакторного регрессионного анализа методом наименьших квадратов.
Приведенная методика позволяет с достаточной степенью точности получить экспериментальные данные процесса плоского шлифования с применением кругов с АРС
и осцилляции заготовки и сопоставить их с результатами проведенных теоретических
исследований процесса и установить адекватность полученных математических моделей и разработанной программы имитационного моделирования.

Ключевые слова


шлифование, микрорельеф, шероховатость, колебания, осцилляция, эксперимент, производительность, метод

Полный текст:

PDF

Литература


Zhou X., Xi F. Modeling and Predicting Surface Roughness of the Grinding Process. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2002, Vol. 42, pp. 969–977.

Hecker R.L., Liang S.Y. Predictive Modeling of Surface Roughness in Grinding. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2003, Vol. 43, pp. 755–761.

Salisbury E.J., Domala K.V., Moon K.S., Miller M.H., Sutherland J.W. A Three-Dimensional Model for the Surface Texture in Surface Grinding, Part 2: Grinding Wheel Surface Texture Model. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, 2001, Vol. 123 (4), pp. 582–590. DOI: 10.1115/1.1391428

Nguyen T.A., Butler D.L. Simulation of Surface Grinding Process, Part 2: Interaction of the Abrasive Grain With the Workpiece. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2005, Vol. 45 (11), pp. 1329–1336.

Tang J., Du J., Chen Y. Modeling and Experimental Study of Grinding Forces in Surface Grinding.Journal of materials processing technology, 2009, Vol. 209, pp. 2847–2854.

Brinksmeier E., Aurich J.C., Govekar E., Heinzel C. et al. Advances in Modeling and Simulation of Grinding Processes.Annals of the CIRP, 2006, Vol. 55(2), pp. 667–696.

Kozlov A.M. Povyshenie kachestva i tochnosti tsilindricheskikh detaley pri shlifovanii [Increasing of the Quality and Accuracy of Cylindrical Parts During Grinding]. Lipetsk, Lipetsk St. Tech. Univ. Publ., 2004. 181 p.

Vasilenko Yu.V., Voronkov A.V., Zabroda O.S. [Flat Vibrating Grinding with Reporting Vibrations to the Processed Work Material]. Fundamental and Applied Problems of Engineering and Technology, 2008, no. 3-3/271(546), pp. 8–9. (in Russ.)

StepanovYu.S. [Abrasive Tool for Forming of Alternating Deformations in the Surface Layer During Grinding]. Technology – 2000: Papers of intern. conf. Orel, Orel St. Tech. Univ. Publ., 2000, pp. 232–235. (in Russ.)

Simakov A.A., Vasilenko Yu.V. [Method of Increasing of Efficiency of Flat Vibrogrindingby Wheel Periphery]. Molodye uchenye – osnova budushchego mashinostroeniya i stroitel'stva. Kursk, South-West St. Univ. Publ., 2014, pp. 332–335. (in Russ.)

Voronkov A.V., Simakov A.A., Vasilenko O.A., Vasilenko Yu.V. [Roughness Experimental Research by Flat Grinding with Cross-Section Oscillation of Workpiece]. Fundamental and Applied Problems of Engineering and Technology, 2012, no. 3-3 (293), pp. 100–105. (in Russ.)

Rogov V.A., PoznyakG.G. Metodika i praktika tekhnicheskikh eksperimentov [Methodology and Practice of Technical Experiments]. Moscow, Akademiya Publ, 2005. 288 p.

Adler Yu.P., Markova E.V., GranovskiyYu.V. Planirovanie eksperimenta pri poiske optimal'nykh usloviy [Planning of Experiment when Searching for the Optimal Conditions]. Moscow, Nauka Publ., 1976. 280 p.

Spiridonov A.A. Planirovanie eksperimenta pri issledovanii tekhnologicheskikh protsessov [Planning of Experiment in the Investigation of Technological Processes]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1981. 184 p.

Kremen' Z.I., Yur'ev V.G., BaboshkinA.F. Tekhnologiya shlifovaniya v mashinostroenii [Grinding Technology in Mechanical Engineering]. St. Petersburg, Politekhnika Publ., 2007. 424 p.

Dal'skiy A.M., Kosilova A.G., Meshcheryakov R.K., SuslovA.G. Spravochnik tekhnologamashinostroitelya [Handbook of Mechanical Engineer]. Moscow, Mashinostroenie – 1 Publ., 2001. 912 p.

Filimonov L.N. Vysokoskorostnoe shlifovanie [High-Speed Grinding]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1979. 248 p.

Simakov A.A., Vasilenko Yu.V. [Inertial Unit for the Flat Vibrogrindings by the Grinding Wheel Periphery]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 2013, vol. 15, no. 4 (2), pp. 412–415. (in Russ.)

L'vovskiy E.N. Statisticheskie metody postroeniya empiricheskikh formul [Statistical Methods for Constructing of Empirical Formulas]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1988. 239 p.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.