CC BY
15
Б И Б Л И ОГРАФИ Ч ЕСКИЙ СПИСОК
1. Лившиц, Б. Г. Металлография / Б. Г. Лившиц. - М.: Металлургиздат, 1963. - 422 с.
2. Birol, Y. Технология изготовления композита TiC - AI / Birol Yucel // J. Mater. Sei. - 1999. - 34. -№7.-C. 1653 - 1657.
3. Чернышева, Т. А. Взаимодействие металлических расплавов с армирующими наполнителями / Т. А. Чернышова, Л. И. Кобелева, П. П. Шебо, А. В. Панфилов. - М.: Наука, 1993.-272 с.
4. Крейдер, К. Композиционные материалы с металлической матрицей. Т.4 / К. Крейдер. - М.: Машиностроение, 1978. - 503 с.
5. Семенов, Б. И. Освоение композитов - путь к новому уровню качества материалов / Б. И. Семенов // Литейное производство. - 2000. - № 8.- С. 6-11.
6. Лагунов, В.- С. Композиционные триботехнические материалы и технология их изготовления / В. С. Лагунов, Э. X. Мштушев, Д. В. Лагунов // Машиностроитель. - 1997. — № 9. - С. 2-6.
7. Бернштейн, М. Л. Текстурные превращения при термомеханической обработке / М. Л. Бернштейн, Т. В. Морозова // Металловедение и термообработка металлов. - 1988. -№ 2. — С. 7 - 10.
8. Справочник по термомеханической и термической обработке . металлов / M. Е. Смагоринский, А. А. Булянда, С. В. Кудряшов . -СПб.: Политехника, 1992.-416 с.
9. Курганова, Ю. А. Влияние параметров структуры, условии нагружения и предварительной
термообработки на трибохарактеристики КМ / Ю. А. Курганова, Т. А. Чернышова, Л. И. Кобелева, Т. В. Люлькина, Ю. Н. Берлет // Металлы. - 2000. - № 6. -С. 108- 11 1.
10. Чернышова, Т. А. Структура межфазных границ и механическое поведение композиционного материала на основе алюминия, армированного частицами карбида кремния / Т. А. Чернышова, Л. И. Кобелева, А. В. Панфилов, Т. В. Корж // Перспективные материалы. - 1997.С. 27-33.
Курганова Юлия Анатольевна, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры << Материаловедение и обработка металлов давлением» УлГТУ, начальник лаборатории отдела главного металлурга приборостроительного завода ОАО «УТЕС», г. Ульяновск. Имеет публикации в области практического использования КМ и изучения возможностей дисперсноупрочнённых атомо-матричных материалов.
Чернышова Татьяна Александровна, старший научный сотрудник И МЕТ им. А. А. Байкова РАН, г. Москва, профессор, доктор технических наук. Имеет публикации по теории КМ, рассмотрению свойств и межфазных взаимодействий.
Ко корин Максим Валерьевич, аспирант, ведет исследования структурнонеоднородных материалов.
УДК 621.922.079(088.8) Е. А. КАРЕВ, И. Н. ТУЛИСОВ
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КРУГЛОГО НАРУЖНОГО ШЛИФОВАНИЯ ПУТЁМ ОСЕВОЙ ОСЦИЛЛЯЦИИ ЗАГОТОВОК
Рассмотрена возможность повышения эффективности круглого наружного врезного шлифования за счёт использования осевой осцилляции заготовок.
Известен ряд направлений повышения эффективности круглого наружного шлифования (КНШ): скоростное шлифование, шлифование со скрещивающимися осями инструмента и заготовки, кругами с прерывистой рабочей поверхностью, композ иционными кругам и, вибрационное (осциллирующее) шлифование, применение высокоэффективны}; СОЖ; шлифование с наложением ультразвуковых колебании и др. Существенный интерес представляет вибрационное шлифование, сущность которого заключается в следующем: на шлифовальную бабку или непосредственно на шлифовальный круг, или на стол с заготовкой накладывают дополнительное, направленное вдоль оси заготовки, вибрационное (осциллирующее) движение.
Е. А. Карев, И. Н. Тулиеов, 2004
В результате относительного возвратно-поступательного перемещения шлифовального круга и заготовки каждое режущее абразивное зерно вращающегося круга будет царапать материал не по направлению вектора окружной скорости круга а под некоторым углом к нему со скоростью V, которая является результирующей двух скоростей - Ук и скорости вибрации (осцилляции) Ув. При такой схеме обработки абразивное зерно будет осуществлять микрорезание большим количеством граней, чем при обычном шлифовании, благодаря чему появится возможность более полного использования режущей способности каждого зерна, уменьшить теплонапряжённость процесса шлифования и силы резания, увеличить период стойкости инструмента, снизить шероховатость шлифованной поверхности. Однако использование таких схем сопряжено со
t ч
V
А-А
4 5 6 7 я
3 2 1
Рис. 1. Схема установки для осциллирующего шлифования: I - V - соответственно передняя бабка, левый центр, правый центр, задняя бабка, заготовка
следующими трудностями: - сложность конструкции устройства для создания осциллирующих перемещений, накладываемых на шлифовальную бабку или на стол станка, имеющие большие массы; большие затраты энергии; вероятность снижения геометрической точности шлифованных поверхностей из-за неправильного подбора частоты и амплитуды колебаний. В связи с этим авторами предложено устройство для осевой осцилляции заготовки, установленной в плавающих (пружинных) в осевом направлении центрах (рис. 1). Каждый центр состоит из корпуса 1, смонтированного неподвижно в передней I или задней II бабке, подвижного центра 2, пружины 3, разъёмного кольца 4, мембраны 5, фиксатора 6, толкателя 7, вибратора 8. Вибратор 8 (электромагнитный, электрогидравлический,
механической или любой другой) передаёт осциллирующее движение толкателю 7. который перемещает подвижные центра 2 и заготовку V с определённой частотой f и амплитудой колебаний А. Пружины 3 служат для возврата заготовки и подвижных центров в исходное положение. Жёсткость пружин должна быть рассчитана таким образом, чтобы заготовка не вылетела из центров при максимально возможных значениях сил шлифования.
Исследована эффективность КНШ с осевой осцилляцией заготовок с различными частотами f и амплитудами А.
Эксперименты проводили на
круглошлифовальном станке 3 М152МВФ2. Шлифовали заготовки диаметром 45 мм из стали ШХ15, HRC 62 ... 65, широко применяемой для изготовления подшипников качения, кругами 1 -600x25*305 24А25СМ17К5. Использовали правящий карандаш С5 ГОСТ 607-80. Окружная скорость круга VK = 35 м/с, заготовки - V3 = 35 м/мин, скорость
КО
мкм 0,89
0.7S
Ra °'67
0,56
0.45
4,0
м км 3,4
А
2,s
1 о
Ar
1,6
1.0
8,4
МКМ 8,0
А
7,6
6,8
6,4
0,3 0,4 0,5 ' 0,6 0,7 0,8 мм/мин 1,0
-
Рис. 2. Влияние скорости врезной подачи У* на шероховатость шлифованной поверхности (Ла, а), отклонение от круглости Аг (б), радиальный износ круга ДЯ (в): 1, 2, 3, 4 - соответственно круглое наружное шлифование в жёстких центрах без выхаживания, в жёстких центрах с выхаживанием, в плавающих (подпруженных) центрах без выхаживания при ({ = 2 Гц, А = 1,4 мм) и в плавающих центрах без выхаживания ^ = 7 Гц, А = 0,8 мм)
врезной подачи = 0,3; 0,5; 1,0 мм/мин (в соответствии с рекомендациями [1, 2]). Характеристики осцилляции: частота f = 2 Гц при амплитуде А = 1,4 мм и 7 Гц при амплитуде 0,8 мм (в соответствии с возможностями вибратора). В последующих экспериментах диапазоны частот и амплитуд предполагается расширить.
Правку круга проводили после каждой прошлифованной шейки по следующему циклу: скорость продольной подачи карандаша 0,2 м/мии;
л о
JJ
3 прохода с подачей S2x = 0,06 мм/дв.ход; 2 прохода с подачей 0,04 мм/дв.ход и 3 прохода выхаживания. 3 %-ный водный раствор продукта Лквол-б подавали в зону шлифования поливом с расходом 22 дм3/мин.
В качестве показателей эффективности операции шлифования использовали: среднее арифметическое отклонение профиля шлифованной поверхности Ra, мкм; отклонение or крутости Дг> мкм; радиальный износ шлифовального круга AR, мкм.
Установлено, что при шлифовании в жёстких центрах без выхаживания с увеличением скорости врезной подачи Vs от 0,3 до 1,0 мм/мин параметр Ra возрастает с 0,64 до 0,95 мкм (кривая 1 на рис. 2). При шлифовании в жёстких центрах с выхаживанием Ra возрастает с 0,45 до 0,50 мкм (кривая 2). При шли ф о в ан ни без в ы х аж и в ан ия з агото в о к, закреплённых в пружинных центрах (f = 2 Гц, А = 1,4 мм), параметры шероховатости также возрастают с увеличением Vs соответственно с 0,54 до 0,75 мкм (кривая 3), что несколько превышает значения, полученные при шлифовании в жёстких центрах с выхаживанием. Увеличение частоты осцилляции с 2 до 7 Гц обеспечило получение практически таких же результатов, как и при шлифовании с выхаживанием в жёстких центрах. Отклонения от крутости Дг и размерный износ шлифовального круга AR оказались одинаковыми при шлифовании с выхаживанием заготовок, закреплённых в жёстких центрах, и при осциллирующем шлифовании без выхаживания.
Таким образом, экспериментальные исследования п о каз ал и, что и с п о л ьз о в а н и е ос цил л и ру-ю ще го шлифования заготовок обеспечивает возможность сокращения цикла шлифования за счёт исключения этапа выхаживания, что, разумеется, позволяет повысить производительность обработки. Однако для оптимизации условий осциллирующего шлифования необходимы более детальные исследования.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2 т.: Т. 1 / А. Д. Локтев, И. Ф. Гущин, В. Л. Батуев и др. - М.: Машиностроение, 1991.-460 с.
2. Корчак, С. Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей / С. Н. Корчак. - М.: Машиностроение, 1974.-280 с.
Карев Евгений Алексеевич, кандидат технических наук, и.о. профессора кафедры «Технология машиностроения» Ул/УУ. Ведет исследования в области применения СОЖ при абразивно-алмазной обработке.
Тупи сов Игорь Николаевич, аспирант кафедры « Техн о л огня маш ин о стпр о ен ия ». Провод ит исследования в области абразив но-алмаз ной обработки.
УДК 621.81
И. Ф..ДЬЯКОВ, Р. М. САДРИЕВ
РАСЧЁТНАЯ МОДЕЛЬ ПРОЧНОСТНОЙ НАДЁЖНОСТИ ДЕТАЛИ
Приведена расчетная модель прочностной надёжности детали по энергетическим характеристикам и рекомендации по оценке её материала.
Оценка прочностной надёжности деталей машин начинается с выбора расчётной модели, представляющей собой совокупность условий и зависимостей, описывающих объект исследования.
При выборе модели учитывают наиболее значимые факторы и отбрасывают те, которые не оказывают существенного влияния на условия функционирования элемента конструкции. Для одной и той же детали мэжет быть предложено несколько расчётных моделей, которые отличаются различной глубиной (точностью) описания объекта и условиями его работы. Одну расчётную модель можно использовать для описания ряда конструкций.
В частности, предлагается модель, представленная на рис. I.
Оптимальный выбор материала
А
© И. Ф. Дьяков, Р. М. Садриев, 2004
Рис. 1. Модель прочностной надёжности детали
