СНИЖЕНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ СИЛ РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПРИРОДНОГО КАМНЯ

Горобец И.А., Михайлов А.Н., Голубов Н.В., Навка И.П.
ДонНТУ г.Донецк, Украина

Перевод с английского: Горобец И.А, Мирошниченко О. А.

Источник: ModTech International Conference - New face of TMCR (11pt)Modern Technologies, Quality and Innovation - New face of TMCR (11pt) 21-23th May 2009 (11pt)

      В настоящее время суммарные запасы природного камня в Украине оцениваются примерно в 250 млн. м3 [1], стоимость которых составляет около 34 трлн. $. Для успешной реализации бизнеса добычи и обработки природного камня актуальной проблемой является повышение производительности процессов обработки камня. Одним из способов повышения производительности камнеобработки является поиск рациональной формы режущей кромки алмазных шлифовальных кругов, которые являются основным инструментом при обработке таких изделий.

      На кафедре «Технология машиностроения» ДонНТУ авторами была разработана методика проведения натурных экспериментальных исследований [2], создан натурный стенд для оценки влияния формы режущей кромки алмазных шлифовальных кругов на производительность обработки.

      Целью экспериментальных исследований являлась проверка результатов теоретических исследований процесса шлифования изделий из камня. Задачами экспериментальных исследований являлись: исследование влияния скорости шлифования и подачи на производительность шлифования.

      В соответствии с поставленными задачами в качестве измеряемых и контролируемых величин были приняты:

1. Входные величины: режимы резания, характеризующиеся скоростью главного движения V, скоростью подачи Vn, давлением инструмента Po.
2. Выходные величины: составляющие усилия резания Px, Pz, величина съема материала h.

      В качестве инструмента для шлифования гранита использовались круги алмазные шлифовальные АГШГ Д160 мм АС50 400/315 М6-14.50% ТУ 88 Украина 90. 513-81 производства ИСМ НАНУ. Один из кругов имел базовую форму, другой был заправлен в соответствии с параметрами полученными в результате проведения теоретических исследований.

      В качестве заготовок при проведении экспериментальных исследований был принят гранит двух марок: Капустинского месторождения (прочность при сжатии 180?210 МПа, плотность 2,69?2,73 г/см3 ) и Янцевского месторождения (прочность при сжатии 210?МПа, плотность 2,62?2,82 г/см3 ).

      Для проведения экспериментальных исследований был построен план в рамках полного факторного эксперимента 22 с пятью параллельными опытами. Уровнями варьирования входных величин факторного пространства, для каждого образца гранита и шлифовального круга, приняты: x1 частота вращения шпинделя, 1000-1600 об/мин; x2 подача, 400-800 мм/мин.

      Измеряемым параметром являлась величина съема материала y, мкм. Усилие предварительного прижима Р для всех экспериментов факторного пространства принималось равным 1400 Н. В процессе шлифования осуществлялось два полных рабочих хода инструмента с продольной подачей и фиксировались силы Рх и Рz. Фрагменты осциллограмм приведены на рис. 1-4

      Выполнив обработку материала, полученного экспериментальным путем, можно сделать следующие выводы:

1. При шлифовании гранита Капустинского месторождения кругом измененной геометрии сила Рх на 32% , а сила Рz на 60% меньше чем при шлифовании кругом базовой геометрии.
2. При шлифовании гранита Янцевского месторождения кругом измененной геометрии сила Рх на 15% , а сила Рz на 13% меньше чем при шлифовании кругом базовой геометрии.
3. При шлифовании кругом измененной геометрии существенно уменьшается неравномерность сил резания, так величина среднеквадратичного отклонения силы Рх, при шлифовании гранита Капустинского месторождения кругом измененной геометрии уменьшилась на 40%, силы Рz на 20%, а при шлифовании гранита Янцевского месторождения величина среднеквадратичного отклонения силы Рх уменьшилась на 310%, силы Рz на 53% .

      Таким образом, использование круга с предложенной геометрией позволяет существенно снизить не только величину усилий шлифования, но и их неравномерность, что позволит увеличить производительность и улучшить качество обработанной поверхности.

     Список литературы

1. Н. Шитикова. Золотая гранитная жила. - Украинский бизнес / ЭКСПЕРТ №41 (137) 22 октября 2007 (http://expert.ua/articles/16/0/4563/)
2. Горобец И.А., Михайлов А.Н., Голубов Н.В. Особенности экспериментальных исследований сил шлифования природного камня. /Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сб. научных трудов. – Донецк: ДонНТУ, 2004. Вып. 28. – С. 39 – 46.