CC BY
12
2. Лакирев С. Г., Хилькевич Я.М., Сергеев С.В. Вибрационная механика
процессов сверления, бурения и новые динамические эффекты. -Челябинск: Челяб. гос. техн. ун-т, 1993.-286 с.
3. Патент РФ на изобретение № 2213618. Способ и устройство
измельчения материалов/С.Г. Лакирев, С.В. Сергеев, Б.А.Решетников, Е.Н. Гордеев, Р.Г. Закиров - Приоритет от 31.01.02.
4. А. с. №1664412 (СССР). Способ возбуждения круговых колебаний и
устройство для его осуществления / С.Г. Лакирев, Я.М.Хильке-вич, С.В.Сергеев - // Б.И.- 1991.- №27
Переладов А.Б., Кожевников И.В. Курганский государственный университет, г. Курган
ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ КОНТАКТА ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА С ЗАГОТОВКОЙ ДЛЯ СХЕМ КРУГЛОГО И ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАКЕТОВ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
В работе приводятся результаты исследований характера изменения одного из наиболее значимых параметров процесса шлифования - площади поверхности контакта шлифовального круга с заготовкой в зависимости от режимов обработки, степени износа инструмента для схем плоского и круглого наружного шлифования с поперечной подачей.
Процесс шлифования не является стационарным в течение периода стойкости шлифовального круга (ШК) и времени его работы до полного износа. Причинами этому, наряду с другими факторами, являются уменьшение размеров круга, изменение формы его рабочей поверхности (РП), что оказывает значительное влияние на выходные параметры процесса шлифования (ПШ) и, как следствие, производительность и качество обработки. Результатом влияния вышеуказанных факторов является изменение размеров и формы поверхности контакта ШК и заготовки, которые определяются так же типоразмером ШК, формой обрабатываемой поверхности, режимами и схемой шлифования. В научно-технической литературе практически отсутствует информация, посвященная данному вопросу в связи с чем было принято решение о проведении собственных исследований, в ходе которых использовались пакеты твердотельного моделирования "Inventor", "SolidWorks", позволяющие достоверно оценить параметры взаимодействия моделей тел любой формы и сложности.
Порядок создания модели:
1. Задаем форму, размеры и координаты положения в пространстве модели ШК. Осуществляем ее визуализацию (рис. 1,2).
2. Задаем форму, размеры и координаты положения в пространстве модели обрабатываемой заготовки. Осуществляем ее визуализацию.
3. Осуществляем выделение поверхности контакта (ПК) ШК с заготовкой и ее визуализацию (рис. 3,4).
4. Фиксируем полученные в результате моделирования результаты.
В качестве факторов исследуемой модели приняты следующие:
- высота (Т), диаметр (D), форма и величина заборного конуса (R) ШК;
Рис. 1. Трехмерная модель взаимодействия ШК заготовки
при реализации схемы плоского шлифования 1 - обрабатываемая поверхность; 2 - поверхность резания; 3 - обработанная поверхность; 4 - поверхность контакта
ШК с заготовкой; R - радиус на поверхности заготовки, сформированный в результате предыдущего хода заборным конусом ШК
Рис. 2. Форма профиля РП ШК (осевое сечение)
Рис. 3. Обозначение параметров поверхности контакта ШК с заготовкой
-обрабатываемая поверхность: плоскость, внешний цилиндр;
- глубина шлифования технологическая), поперечная подача (Э) инструмента (заготовки).
Влияние упругих, тепловых деформаций, других внешних факторов не учитывалось. Форму износа РП ШК после проведенного обзора и собственных исследований было решено описывать дугой с радиусом Р=0...Ртах. Таким образом, форма осевого сечения РП ШК задавалась (рис. 2):
- отрезками АВ и ВР (Р=0);
-дугами АС, ЕА1 и отрезком СЕ (Р=0,5Ртах);
-дугой АА'(Р=Ртах).
Влияние факторов Т на выходные параметры учитывалось с учетом масштабного коэффициента. Полученные в ходе моделирования результаты позволили оценить изменение формы и площади ПК при изменении Р Оз, Р, Э для схем плоского и наружного круглого шлифования периферией ШК (таблицы 1,2).
Анализ результатов моделирования позволил определить значения р 1_ (максимальная длина контакта ШК с заготовкой), ^(средняя глубина шлифования для всей поверхности контакта), (максимально возможная глубина шлифования, определяемая длинной 1_ в различных сечениях ПК).
Вышеописанная методика была применена на практике при исследованиях изменения площади контактного взаимодействия ШК с заготовкой для операции центрового круглого шлифования рабочих поверхностей прокатных валков (рис. 5,6,7).
Таблица 1
Значения Р, ? и ?тах для схемы круглого шлифования (8=5 мм/об.заг., ¡=0,05 мм, Т=50 мм)
Ощ, мм Эз, мм Я т- 2 г, ММ ММ ^-р. мм
100 2 и=о 1.546 0.05 0.033
100 2 К=Кпии/2 3.007 0.024 0.016
100 2 т;]\ 3.309 0.018 0.012
100 26 и=о 5.076 0.05 0.033
100 26 К=Кпии/2 9.836 0.024 0.016
100 26 т;]\ 11.378 0.018 0.012
100 50 и=о 6.454 0.05 0.033
100 50 К=Кпии/2 12.497 0.024 0.016
100 50 т;]\ 14.455 0.018 0.012
350 2 и=о 1.572 0.05 0.033
350 2 К=Кпии/2 3.023 0.024 0.016
350 2 т;]\ 3.496 0.018 0.012
350 26 и=о 5.496 0.05 0.033
350 26 10.655 0.024 0.016
350 26 т;]\ 12.323 0.018 0.012
350 50 и=о 7.393 0.05 0.033
350 50 14.327 0.024 0.016
350 50 т;]\ 16.571 0.018 0.012
600 2 и=о 1.559 0.05 0.033
600 2 К=Кпии/2 3.022 0.024 0.016
600 2 т;]\ 3.495 0.018 0.012
600 26 и=о 5.577 0.05 0.033
600 26 К=Кпии/2 10.808 0.024 0.016
600 26 т;]\ 12.501 0.018 0.012
600 50 и=о 7.593 0.05 0.033
600 50 К=Кпии/2 14.716 0.024 0.016
600 50 т;]\ 17.02 0.018 0.012
80
ВЕСТНИК КГУ, 2005. №2.
Таблица 2
Значения F, ^ и tmax для схемы плоского шлифования А=0,05 мм, Т=50 мм)
Рис. 5. Гоафик зависимости F от Dl¡р, Dв 10 мм/об. заг, t=0,05 мм, Т=80 мм, R=0)
Рис. 6. Гоафик зависимости площади F от Dl¡р, Dв 10 мм/об. заг., t=0,05 мм, Т=80 мм, R=Rmax/2)
Рис. 7. График зависимости F от D. Dв 10 мм/об. заг., t=0,05 мм, Т=80 мм, R=Rmax)
Полученные результаты отражают общие зависимости изменения вышеуказанных параметров работы ШК с учетом принятых допущений и могут быть использованы, например, для расчета числа режущих зерен, находящихся в определенный момент времени в контакте с заготовкой, определения реальной глубины шлифования в любой точке поверхности контакта, силовых расчетов операций шлифования, оценки теплонапряженности процесса обработки.
Поляков А.Н., Кравцов А.Г. Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАНКА
В статье представлено краткое описание и результаты вычислительных экспериментов разработанной автоматизированной системы прогнозирования тепло-вых характеристик станка на основе экспериментального модального анализа. Система позволяет с достаточной точностью прогнозировать тепловое состояние станка и его температурные перемещения.
Важнейшим резервом повышения выходной точности металлорежущих станков является обеспечение их теплоустойчивости. Обеспечение теплоустойчивости станка необходимо на различных этапах его жизненного цикла. Оптимальное проектирование станка по критериям теплоустойчивости - необходимое условие создания качественной продукции. Однако окончательная доводка станка осуществляется по результатам приемо-сдаточных испытаний, когда станок непрерывно функционирует под рабочей нагрузкой в течение 30 - 48 ч. Поэтому для изготовления теплоустойчивых станков особенно актуальным является разработка автоматизированных систем теплового диагностирования, используемых как на этапах доводки станка, так и его эксплуатации.
В основе построения системы теплового диагностирования станка лежит задача прогнозирования его тепловых характеристик. Прогнозирование тепловых характеристик станка позволяет решить задачу сокращения
Окр, мм ^ого мм R т- 2 г, мм ^шве мм ^р, мм
100 5 Я=0 11,181 0,05 0,041
К=Кшах/2 21,655 0,0243 0,013
Кшах 25,062 0,018 0,010
15 Я=0 33,544 0,05 0,041
К=Кгаах/2 44,818 0,05 0,028
Кшах 49,388 0,042 0,023
25 Я=0 55,906 0,05 0,039
К=Кгаах/2 67,174 0,05 0,028
Кшах 71,764 0,05 0,026
350 5 Я=0 13,694 0,05 0,039
К=Кгаах/2 26,519 0,0243 0,021
Кшах 46,907 0,018 0,018
15 Я=0 62,751 0,05 0,039
К=Кщах/2 83,784 0,05 0,025
К-тах 92,447 0,042 0,023
25 Я=0 104,585 0,05 0,039
К=К™х/2 125,713 0,05 0,028
Ктах 134,459 0,05 0,026
600 5 Я=0 27,387 0,05 0,039
К=К™х/2 53,034 0,0243 0,014
Ктах 61,338 0,018 0,010
15 Я=0 82,160 0,05 0,041
К=К™х/2 109,784 0,05 0,028
Ктах 121,109 0,042 0,023
25 Я=0 136,913 0,05 0,041
К=К™х/2 164,570 0,05 0,031
Ктах 170,550 0,05 0,029
□ 45-50
□ 40-45
□ 35-40
□ 30-35
□ 25-30
Dкр, мм
540
1800 Dв, мм
50
F, мм"2
45
