Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Повышение эффективности шлифования путем управления процессом взаимодействия абразивного зерна и обрабатываемого металла

Диссертация: Повышение эффективности шлифования путем управления процессом взаимодействия абразивного зерна и обрабатываемого металла
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

I? ид металлических налимов на круге или оплавленных шариков в шламе несет в себе память о фазовых превращениях в кернах, возможных, согласно чакону Клапейрона-Клаузиуса, в состоянии повышенного давления, которое мгновенно оказывается на керн в момент его максимального > плот-нения и разогрева. Обоснована возможность перемещения керна с переходными прочностными свойствами и отделение его… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Состояние проблемы и постановка задач исследования
    • 1. 1. Способ лезвийного обрабатывания металла и математическая модель резания на основе обобщенной реологической модели
    • 1. 2. Схема стружкообразования единичным режущим зерном
    • 1. 3. Вероятностный фактор в образовании поверхности при плоском шлифовании с участием двух подсистем: «инструмент — деталь»
    • 1. 4. Условия шлифования с участием трех подсистем: «инструмент
  • — деталь — промежуточная диспергируемая среда (ПДС)»
    • 1. 5. Цели и задачи исследования
  • 2. Механизм диспергирования металла абразивным зерном
    • 2. 1. Распределение нагрузок в зоне контакта абразивного зерна с металлом
    • 2. 2. Механизм образования микростружки при взаимодействии абразивного зерна и обрабатываемого металла

    2.3 Экспериментальные исследования проверки адекватности разработанных физических моделей процесса абразивного диспергирования металла. ф 3. Теплофизические процессы в контакте «абразивное зерно — обрабатываемый металл».

    3.1. Теплофизика процесса шлифования.

    3.2. Тепловые процессы, сопровождающие диспергирование металла абразивным зерном.

    4. Реализация предложенной модели в проектировании скоростных режимов шлифования.

Повышение эффективности шлифования путем управления процессом взаимодействия абразивного зерна и обрабатываемого металла (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Процесс абразивной обработки металла шлифовальным кругом достаточно широко и полно изучен. Анализ информации позволяет сделать вывод о том, что взаимодействие абразивного зерна с металлом при шлифовании представляется как взаимодействие резца с тупым передним углом и трансформацией задней поверхности резца в опорную площадку. При этом принимается допущение, что все пластические деформации при образовании стружки проходят перед передней гранью резца.

В связи с отсутствием математической модели механизма стружкооб-разования, учитывающей геометрию режущего профиля круга, выбор формы абразивных зерен и технологии производства абразивного инструмента основан на эмпирических рекомендациях.

Нами предлагается гипотеза о дополнительной схеме действия абразивного зерна с учетом промежуточного элемента — режущего керна из уплотненного металла, образованного наклепом его нарастающего объема при продвижении площадки затупления с ударной скоростью — 1/10° (мм/с) под некоторым углом атаки к линии дуги контакта зерна с обрабатываемым металлом.

Предложенной гипотезой можно объяснить, например, наличие в шламе вместе с мелкодисперсной стружкой, или в налипах на поверхности круга, фрагментов монолитного металла.

Установленные некоторыми исследователями в зонах обработки (при типовых технологических режимах) температуры, сопоставимые по величине с точкой плавления, можно также объяснить сверхскоростным отводом тепла от детали проходящими монолитными кернами, имеющими повышенную, по сравнению со стружкой, теплопроводность и теплоемкость.

I?ид металлических налимов на круге или оплавленных шариков в шламе несет в себе память о фазовых превращениях в кернах, возможных, согласно чакону Клапейрона-Клаузиуса, в состоянии повышенного давления, которое мгновенно оказывается на керн в момент его максимального > плот-нения и разогрева.

Анализ технологического процесса, с учетом 1акой дополнительной схемы, должен способствовать оптимизации технологических режимов шлифования при их интенсификации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Проведен анализ существующих представлений о механизме резания металла единичным абразивным зерном с учетом фактических данных по распределению нагрузок и деформаций в системе «инструмент — деталь».

2. Представлена гипотеза о механизме диспергирования металла абразивным зерном посредством третьего элемента — режущего керна из обрабатываемого металла, упрочненного скоростным (ударным) сжатием под площадкой затупления.

3. Обоснована возможность перемещения керна с переходными прочностными свойствами и отделение его от основного металла, благодаря известному явлению дислокации на границе равновесия напряжений сдвига в композите или монолитном материале с зонами различной прочности.

4. Показано, что налипание термопластицированного металла на зерновых поверхностях шлифовального круга или наличие оплавленных фрагментов металла в шламе при шлифовальной обработке является доказательством взаимодействия двух конкурирующих факторов: во-первых, интенсификация режимов обработки вызывает повышение температуры и терморазмягчение металла в зоне контакта с инструментом, и, как следствие, налипание пластификата на инструментво-вторых, повышение скорости съема с одновременным скоростным повышением давления в зоне контакта по закону Клапейрона-Клаузеуса повышает порог фазовых превращений и обеспечивает выброс снятого металла в твердом перегретом состоянии с последующим оплавлением его вне зоны контакта с инструментом.

5. Результаты данной диссертационной работы могут быть положены в основу оптимизации технологического процесса шлифования в условиях его максимальной интенсификации, что позволит существенно повысить его эффективность и качество.

6. Управление процессом взаимодействия абразивного зерна и обрабатываемого металла в соответствии с представленной в данной диссертационной работе моделью повышает эффективность шлифования в среднем в 1,6 раза.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Абразивная и алмазная обработка металлов: Справочник / Под. ред. A.1.I. Резникова. М.: Машиностроение, 1977. — 390 с.
  2. Алмазно-абразивная доводка деталей. Технология металлообрабатывающего производства. М.: НИИМАШ, 1972. 198 с.
  3. А.П., Лебедев В. А. Методы обработки деталей абразивно-алмазным инструментом и свободным абразивом. Ростов н/Д: РИСХМ, 1980. -50 с.
  4. А.К. Введение в теорию шлифования материалов. Киев: 11аукова думка, 1978. 207 с.
  5. Д.Р. Движение абразивного сегмента в процессе шлифования // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Шлифабразив-2003». Волжский: ВолжскИСИ, 2003. С. 140 — 143.
  6. Ю.В. Управление качеством поверхностного слоя детали при обработке абразивными гранулами: Дис. .д-ра техн. наук. 05.02.98. Иркутск: РИСХМ, 1976. 543 с.
  7. В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1992. 132 с.
  8. Г. М. Абразивно-алмазная обработка. М.: Машиностроение, 1969.-335 с.
  9. В.А., Верещагин A.b. Справочник шлифовщика. М.: Машиностроение, 1988. 477 с.
  10. A.B. Исследование образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1975. -191 с.
  11. С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974. 280 с.
  12. П.У., Бухановский В. Г., Фомовская О. П. Исследование засаливания абразивного зерна при микрорезании // Межвуз. научн. сб.: Сма-зочно-охлаждающие жидкости в процессах абразивной обработки. Саратов: РИСХМ, 1983.-С. 16−20.
  13. В.В. Шлифование металлов. Москва Свердловск: Маш-гиз, 1962.-280 с.
  14. Г. Б. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1969.172 с.
  15. E.H. Теория шлифования материалов. М.: Машиностроение, 1974.-320 с.
  16. Ь.Н., Постникова П. В. Основные направления в развитии теории резания абразивным, алмазным и эльборовым инструментом. М.: Машиностроение, 1975. 36 с.
  17. E.H. Теория шлифования металлов. М.: Машиностроение, 1974.-220 с.
  18. Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1979. 232 с.
  19. В.А. Шлифование адгезионно-активных металлов. М.: Машиностроение, 2000. 262 с.
  20. В.И. Теоретические основы процесса шлифования. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. 144 с.
  21. П.Н., Нестеров Ю. И., Полухин В. А. Процессы доводки прецизионных деталей пастами и суспензиями. М.: Машиностроение, 1975. -53 с.
  22. С.А., Милевкий Н. П., Терещенко Л. М. Алмазно-абразивная обработка металлов и твердых сплавов. М.: Машиностроение, 1977. 263 с.
  23. Прогрессивные методы абразивной обработки металлов / Под ред. И. П. Захаренко, В. И. Лавриненко, С. М. Дехтяренко. Киев: Техника, 1990. -152 с.
  24. И.И., Рахчеев В. Г. Исследование процесса микрорезания при круглом шлифовании // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Шли-фабразив-2003». Волжский: ВолжскИСИ, 2003. С. 166- 169.
  25. М.Р., Ашкеров Ю. В., Лохов Ю. М. Механизм резания металлических поверхностей зерном абразива с учетом пластического течения // Он I ико-мечаническая промышленность. 1983. № 3. С. 30 — 33.
  26. Справочная книга по отделочным операциям в машиностроении / 11од ред. И. Г. Комачева. Л.: Лениздат, 1966. — 543 с.
  27. И.Х. Моделирование процессов абразивной обработки // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Шлифабразив-2000». Волжский: ВолжскИСИ, 2000. С. 220 — 221.
  28. A.M., Евстигнеев М. И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1974. 256 с.
  29. М.А., Клименко А. А. Исследование влияния механических свойств материалов на процесс царапанья абразивными зернами // В сб. докл. на Междунар. конф.: Шлифабразив 99. Волжский: ВолжскИСИ, 1999.
  30. А.Н. Фрикционное взаимодействие единичного абразивного зерна с заготовкой // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Шлифабра-зив-2003». Волжский: ВолжскИСИ, 2003. С. 159 — 166.
  31. JI.H. Высокоскоростное шлифование. Л.: Машиностроение, 1979. -238 с.
  32. И.Е., Сафронов В. Г. Исследование процесса хонингования. М.: ПИИМАШ, 1969.
  33. И.Х. Механика контактного взаимодействия при алмазной обработке. К.: Наукова думка, 1978. 224 с.
  34. В.М. Механо-химические модели процесса финишной абразивной обработки металла брусками // В сб~ Процессы и оборудование абразивно-алмазной обработки. М.: НИСХМ, 1983. С. 61 — 64.
  35. В.М., Быкадорова О. Г. О механизме диспергирования металла абразивным зерном // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Шлифабразив-2003». Волжский: ВолжскИСИ, 2003. С. 38 — 39.
  36. В.М. Влияние свойств СОЖ на характер взаимодействия бруска и обрабатываемой поверхности металла при суперфинишировании / В кн.: Вопросы теории и прогрессивной технологии абразивной обработки. Л.: ВНИИАШ, 1977. С. 85 — 92.
  37. В.А. Шлифование и нормирование высокопрочных материалов. М.: Машиностроение, 1972. 272 с.
  38. В.М. Повышение эффективности абразивной обработки // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Шлифабразив-2000». Волжский: ВолжскИСИ, 2000. С. 162 — 163.
  39. В.М. Механо-химические процессы и эффективность сма-зочно-охлаждающих технологических сред при суперфинишировании, хо-нинговании и доводке. Дис.. д-ра техн. наук. Волжский, 1997. 211 с.
  40. П.И., Зайцев А. Г. Повышение качества шлифовальных поверхностей и режущих свойств абразивно-алмазного инструмента. Минск: Наука и техника, 1972.-380 с.
  41. A.M. Резание металлов. Л.: Машиностроение, 1973. 396 с.
  42. Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов. М.: Высш. шк., 1985. 301 с.
  43. Е.Б. Математическое моделирование процесса резания на основе обобщенной реологической модели // Современное машиностроение: Сб. науч. тр. Вып. 3. СПб: Изд-во Санкт-Петербургского ин-та машиностроения, 2000. С. 243 — 252.
  44. А.Л., Дмитриев B.C., Климов М. М., ГЦучев К.Г., Боков А. И. Физические основы обработки металлов резанием. Ростов н/Д, 1996.347 с. ,. .. -----— — • •
  45. Е.М. Резание металлов. Пер. с англ. Г. И. Айзенштока. М.: Машиностроение, 1980. 263 с.
  46. Т.Н., Еременко МЛ., Жигалко Н. И. Основы резания материалов и режущий инструмент. М.: Вышэйшая школа, 1981. 559 с.
  47. Абразивные инструменты с полимерными и керамическими связующими. Свердловск, 1982. 409 с.
  48. Т.Н., Бокучава Г. В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение, 1967.-215 с.
  49. А.П., Мальникова Е. П. Исследование технологических характеристик абразивных инструментов и гранулированных сред на нетрадиционных связующих // Инструмент.
  50. А.К., Сукенник И. П. Алмазный правящий инструмент на гальванической связке. Киев: Наукова думка, 1976. 204 с.
  51. В.Н. Оптимизация условий эксплуатации абразивного инструмента. М.: НИИМАШ, 1984. 56 с.
  52. B.C., Андреев В. В. Определение объема межзеренного пространства при алмазном шлифовании.
  53. Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 570 с.
  54. Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятностей и ее инженерное приложение. М.: Наука, 1988. 480 с.
  55. Вероятностно-статистические основы процессов шлифования и доводки. Л.: Изд-во СЭПИ, 1973. 153 с.
  56. В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Высш. шк., 1972. 368 с.
  57. A.B., Новоселов Ю. К. Теорико-вероятностные основы абразивной обработки. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1984. — 160 с.
  58. Х.В., Харач Г. М., Артомоновский Б. П., Непомнящий Е. Ф. Вероятностный анализ процессов изнашивания. М.: Наука, 1968. — 56 с.
  59. В.А. Шлифование адгезионно-активных материалов. М.: Машиностроение. 2000. — 262 с.
  60. B.C., Рудзит Я. А. Параметры шероховатости поверхности. М.: Изд-во стандартов, 1979. 162 с.
  61. Ю.К. Динамика деформирования поверхностей при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1979. — 227 с.
  62. М.О. Шероховатость, наклеп и остаточные напряжения при механической обработке. М.: Машгиз, 1956. 292 с.
  63. П.И., Гун Г.Я., Галкин A.M. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов: Справочник. М.: Металлургия, 1983. -352 с.
  64. Ю.Т. Образование регулярных-микрорельефов на деталях, их эксплуатационные свойства. Л.: Машиностроение, 1972. 238 с.
  65. М.Е. Металловедение и термическая обработка. М.: Машгиз, 1963.-416 с.
  66. М.Е. Теория термической обработки. М.: Металлургия, 1084.-328 с.
  67. В.Ф. Шлифование при повышенных скоростях резания. Киев: Техника, 1974. 172 с.
  68. И.С. Краткий справочник технолога-термиста. Москва, Киев: Машгиз, 1963. -286 с.
  69. Лахтин 10.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1976.-406 с.
  70. Рентгенография в физическом металловедении / Под ред. Ю.А. Ба-гаряцкого. М.: Металлургия, 1961. 236 с.
  71. А. Рентгеновская металлография. М.: Металлургия, 1965.306 с.
  72. Я.С. Физическое металловедение. М.: Металлургиздат, 1955.- 120 с.
  73. Д.Г. Формирование свойств поверхностных слоев при абразивной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1975. 127 с.
  74. Расчет дефектного слоя при шлифовании / Якимов A.B., В.П. Ла-ришин, A.M. Скляр, E.H. Кавальчук // Станки и инструмент. № 9. 1986. -С. 26−27.
  75. А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1981. 279 с.
  76. Сталеплавильное производство: Справочник. Т.1 / Под ред. A.M. Са-маркина. М.: Металлургия, 1964. 528 с.
  77. М. Термостатика и термодинамика. Пер. с англ. / Под ред. A.B. Лыкова. М.: Энергия, 1970. -- 502 с.
  78. Теория сварочных процессов / Под ред. В. В. Фролова. М.: Высш. шк., 1988. -559.
  79. П.И. и др. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах. Минск: Вышейша школа, 1990. 512 с.
  80. U.M. Внешнее трение твердых тел. М.: 11аука, 1977. 220 с.
  81. U.M. Трение в условиях пластического контакта. М.: Наука, 1968.- 103 с.
  82. В.П., Сорокин Г. М., Колокольчиков М. Г. Природа контактных деформаций при свободном ударе твердой абразивной частицы по стали // Изв. вузов: 11ефть и газ. № 4. 1981. С. 69 — 73.
  83. H.A. Теория соударения твердых тел. Киев: Науко-ва думка, 1969. — 249 с.
  84. Г. М. О связи потерь энергии при ударе с износом металлов: 1ауч. тр. Ом! 1И'Га. Т. 57. Омск: РИСХМ, 1965.-С. 67- 76.
  85. Ю.А. Основы теории инженерного эксперимента. Ч. 1. р. 1.: Учеб. пособие. Ростов н/Д: РИИЖТ, 1989. 68 с.
  86. H.H., Миркин А. И. Рентгеноструктурный анализ: Практическое руководство. М.: Машгиз, 1960. 94 с.
  87. ., Троянкина JI.IV Теория трещин. Ленишрад: Судостроение. 1976. 42 с.
  88. Черепанов IMI., Ершов Л. В. Механика рафушения. М.: Машиностроение, 1977. 224 с.
  89. В.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977.- 358 с.
  90. A.B., Шпиро Г. С. Сопротивление материалов. М.: Высш. liik., 1969.-734 с.
  91. Ф.К. Пособие для повторения физики. Пер. с нем. A.B. Беркова. М.: Энергоиздат, 1981.-256 с.
  92. H.H., Ширкевич М. Г. Справочник по элементарной физике. М.: Наука, 1982.-208 с.
  93. Полный энциклопедический справочник. М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2002. 928 с.
  94. JI.H. Механика сплошной среды. Т. II. М.: Наука, 1976. 576 с.
  95. Г. Гидродинамика. М.: Иностр. лит-ра, 1963. 244 с.
  96. В.М. Исследование и разработка технологии переработки шламов для использования в строительном производстве и других отраслях: Отчет о научно-исследовательской работе № 627 87 / Волжский: Вол-гИСИ, 1988.-31 с.
  97. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник / Под ред. А. Н. Резникова. М: Машиностроение, 1971.-391 с.
  98. В.А. Шлифование жаропрочных сплавов. М.: Машиностроение, 1964.- 191 с.
  99. Т.С. Цеховые методы контроля волокнистости / В сб.: Точность измерений в машиностроении. М.: Машгиз, 1955.
  100. S. Цехин Л. Д., Короткой Л. П. Тенденции совершенствования шлифовального инструмента // В сб. науч. тр.: Автоматизация и механизация технологических процессов. Кемерово: Кем. техн. ин-т пищ. пром-ти, 1999. -С. 126 — 127.
  101. A.A., Короткое A.II. Влияние формы абразивного зерна на режущую способность и износ шлифовальных кругов // Вестник Кузбас. Гос. техн. ун-та. Кемерово, 1999. № 2. — С. 17−19.
  102. A.A., Короткое А. Н. Взаимосвязь геометрических параметров абразивного инструмента с эффективностью процесса резания при плоском шлифовании // Тр. XII науч. конф. ф-ла Томского политех, ун-та, 27 28 апреля 1999 г. — Юрга, 1999. — С. 115 — 116.
  103. A.A., Короткое А. Н. Совершенствование процесса классифицирования свободного абразива для повышения работоспособности шлифовальных инструментов // В сб. науч. тр.: Механизация горных работ. — Кемерово: Кузбас. гос. техн, ун-т., 1997. С. 20 — 21.
  104. О.Г., Шумячер В. М. О механизме диспергирования металла абразивным зерном / В сб. ст.: Междунар. науч.-техн. конфер. «Шлифабразив-2003». Волжский, 2003. — С. 38 — 39.
  105. О.Г., Шумячер В. М. О механизме стружкообразования при шлифовании // Вестник. 2004. — № 1 (2). — Саратов: СГТУ. — С. 52 — 58.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!