Шандыбина Людмила Александровна
Донецкий национальный технический университет
Факультет: "Механический"
Специальность: "Технология машиностроения"
Тема магистерской работы: "Повышение производительности обработки изделий из природного камня за счет использования многоинструментальных систем"
Реферат к статье на тему: "ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И КАЧЕСТВА ПРИ ЧИСТОВОМ И ТОНКОМ ШЛИФОВАНИИ"
Новоселов Ю.К. (СевГТУ, г. Севастополь, Украина)// Прогрессивные технологии и системы машиностроения. Международный сб. научных трудов: Специальный выпуск - Материалы V международной научно-техн. конф. "Машиностроение и техносфера на рубеже ХХI века" в г. Севастополе 8-11 сентября 1998 г. в 3-х томах. Т.2 - Донецк: ДонГТУ. Вып.6, 1998. - 320 с.
Технологические процессы обработки наиболее ответственных деталей машин и приборов, как правило, заканчиваются операциями чистового и тонкого шлифования. С одной стороны, в структуре технологического процесса эти операции являются наиболее ответственными, так как в значительной мере определяют параметры качества изделия, с другой - они наиболее чувствительны к различного рода возмущениям и требуют точной настройки и строгого соблюдения технологических условий. Учитывая непрерывное совершенство конструкций станков, абразивного инструмента, использование новых материалов, поиск наиболее рациональных условий выполнения операций экспериментальными методами не всегда себя оправдывает. Для этого необходимы модели, адекватные реальным процессам, позволяющие решать задачи оптимизации и оптимального управления. При теоретическом анализе направлений повышения производительности и качества операция рассмотрена как динамическая система, функционирующая в производственной среде и имеющая вектора входных, выходных переменных, управляющих и возмущающих воздействий. Построена комплексная динамическая модель процесса, включающая описание отдельных подсистем и их взаимодействий. Модель учитывает отсутствие у абразивных зерен регулярной геометрии, разновысотность их положения на рабочей поверхности инструмента, изменение взаимного расположения инструмента и заготовки за период съема припуска. Модель позволяет рассчитывать шероховатость обработанной поверхности, скорость съема припуска, отклонения формы и эксцентриситет поверхности при любых алгоритмах изменения режима резания. При определении оптимальной характеристики абразивного инструмента модель дополнена техническими ограничениями и критерием эффективности. При шлифовании на заданных режимах инструмент должен обеспечивать получение предусмотренных техническими условиями параметров шероховатости поверхности, физико-механического состояния поверхностного слоя, параметров точности.
Для выбора оптимальной характеристики в качестве критерия эффективности приняты приведенные затраты на выполнение технологической операции. Учитывая, что параметры характеристики абразивного инструмента меняются дискретно и число возможных вариантов конечно, оптимальная характеристика может быть определена на основе вычисления и сопоставления критерия эффективности для всех возможных вариантов.
Для процессов шлифования с обеспечением высокой размерной стойкости оптимальное решение может достигаться как на границе, так и внутри области, определяемой системой неравенств. При шлифовании в режиме самозатачивания расчет упрощается и может производиться в такой последовательности: из условия обеспечения заданной шероховатости поверхности определяется зернистость; из условия размещаемости стружки в межзерновом пространстве вычисляется структура: из условия получения заданного качества поверхностного слоя определяется твердость инструмента. Высокопроизводительные циклы шлифования рассчитываются по предложенной математической модели методом винтового покоординатного спуска. Эффективность предложенных методик подтверждена численными расчетами характеристик инструмента и циклов шлифования на ЭВМ и результатами экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и производственных условиях. При обработке, кругами расчетных характеристик обеспечивается при высокой производительности процесса, шероховатость поверхности по параметру Ra от 6,3 до 0,02 мкм с необходимыми параметрами кривой опорной поверхности. Оптимизация цикла шлифования позволяет повысить производительность на 30...50%. На основе предложенных моделей разработаны также методы управления отклонениями формы поверхностей изменением динамических характеристик технологической системы, что обеспечивает уменьшение волнистости шлифованных поверхностей в 1,5..,2 раза и повышение стойкости инструмента между правками до 2 раз. Разработанные методики, оптимальные характеристики абразивного инструмента и высокопроизводительные циклы шлифования внедрены на предприятиях подшипниковой, автомобильной, приборостроительной промышленности.