ВВЕДЕНИЕ 5
1. Этапы повышения стойкости шлифовального круга на основе разветвлённой схемы получения технических решений 6
1.1. Этап 1. Определение вредных свойств технической системы 6
1.2. Этап 2. Определение прямых решений 6
1.3. Этап 3. Определение полезных свойств технической системы 9
1.5. Этап 5. Формулирование идеальных решений 11
1.6. Этап 6. Формулирование физических противоречий 12
1.7. Этап 7. Получение технических решений 14
ПР1. Повышение стойкости шлифовального круга с помощью уменьшения
нагрузки на абразивное зерно 17
ТР11. Шлифование с непрерывно изменяющейся скоростью резания 17
ТР12. Шлифование с постоянно управляемой глубиной резания 23
ТР13. Шлифование с применением кругов переменной зернистости 26
ТР14. Шлифование с применением вложенных друг в друга зерен по типу «матрешки» 28
ПР2. Повышение стойкости шлифовального круга с помощью увеличения
режущих кромок, воспринимающих нагрузку 30
ТР21. Подбор геометрической формы абразивного зерна 31
2.1.1. Классификация абразивных зерен произвольной формы 36
2.1.2. Пространственная ориентация абразивных зерен 43
2.1.3. Зависимость эксплуатационных параметров шлифовальных кругов
от формы и ориентации абразивных зерен 47
2.1.4. Перспективы и дальнейшие направления оптимизации геометрии
абразивных зерен 51
ТР22. Специальный абразивный инструмент с «активной» пористостью .. 62
ПР3. Повышение стойкости шлифовального круга с помощью увеличения
износостойкости зерен 63
ТР32. Модификация поверхности абразивных зерен 64
ТР33. Создание прерывистой поверхности абразивного инструмента 67
ПР4. Повышение стойкости шлифовального круга с помощью уменьшение
адгезии (молекулярного взаимодействия) 69
ТР41. Совмещенный способ очистки СОТС, 70
рекуперации и классификации абразивных зерен в процессе шлифования 70
ТР42. Электронно-ионные технологии, основанные на подаче в зону
резания ионизированного и озонированного воздуха 73
ТР43. Импрегнирование шлифовальных кругов 76
Заключение 80
Список литературы 82
Технический прогресс в современном машиностроении обусловлен быстро возрастающими требованиями к точности размеров и геометрической формы сложных по конструкции деталей, а также к высокому качеству их поверхности, особенно, если речь идет о труднообрабатываемых и дорого-стоящих материалах. В основном, такие сложные задачи решает только абразивная обработка. Однако из-за большого числа переменных параметров абразивного инструмента, появляются большие трудности в изучении теоретических и экспериментальных закономерностей данного процесса обработки.
В этой ситуации появляется актуальность дальнейшего изучения возможностей повышения экономических и качественных показателей шлифования. Совершенствование любой технической системы, как и всякой системы, требует системного анализа, согласно которому этот процесс должен осуществляться системно, упорядоченно, путем последовательного выполнения определенных шагов [1]. Поэтому в выпускной квалификационной работе рассматривается такая проблема, как повышение стойкости абразивного инструмента с помощью методов технического творчества, где применяется сложная разветвленная схема поиска решений. Разветвленная схема предполагает на отдельных этапах получение нескольких вариантов решения с оценкой их по определенным критериям и выбором оптимального варианта, который принимают за базу для выполнения следующих этапов. Совершенствование технической системы (ТС), т.е. процесса абразивной обработки будет проходить в следующие этапы: определение вредных свойств (ВС), влияющих на период стойкости абразивного инструмента; решение задачи напрямую (ПР), без применения методов технического творчества; определение полезных свойств (ПС) системы, которые следует сохранить; формулируются технические противоречия (ТП); формулируются идеальные решения (ИР); формулируются физические противоречия (ФП); получение технических решений (ТР); выбор оптимального технического решения [1].
Анализ полученных технических решений показывает, что наиболее оптимальным вариантом повышение стойкости абразивного инструмента является: ТР21 - применение абразивного инструмента с зернами дисковой и пластинчатой форм осевой ориентации. Перспективным путем совершенствования этого технического решения является разработка и проектирование абразивных инструментов с изменением углового положения абразивных зерен дисковой и пластинчатых форм в осевом направлении, в зависимости от режимов обработки, обрабатываемого материала, эксплуатационных характеристик используемого режущего инструмента.
Технические решения, как ТР11 - абразивная обработка с непрерывно изменяющейся скоростью резания при заданных периоде и амплитуде колебаний и ТР12 - абразивная обработка с постоянно управляемой глубиной резания с помощью управляющей программы, могут стать совместно основой для разработки новой управляющей программы процесса абразивной обработки. Эти технические решения имеют большие перспективы для дальнейшего их изучения, в области корреляционных зависимостей между скоростью круга и глубиной резания, а также от эксплуатационных характеристик применяемого инструмента и свойств обрабатываемого материала.
Технические решения ТР13 - применение кругов с переменной зернистостью, имеющие ступицу и периферийную рабочую часть, и ТР14- применение шлифовальных зерен, вложенные друг в друга по типу «матрешки», и композицию для их крепления к жесткой или гибкой основе имеют узкую специализацию применяемых инструментов и высокую трудоёмкость их изготовления.
Техническое решение ТР22 - применение специального абразивного инструмента с «активной» пористостью применительно больше для высоко-пористых кругов. Кроме того применение такого абразивного зерна в из электрокорунда и карбида кремния способствует увеличению массы круга, что может негативно сказаться на динамике процесса шлифования и дополнительных нагрузках на привод главного движения станка. Также, при применении такого инструмента, может произойти несвоевременное выкрашивания абразивных зерен мелкой фракции, что ухудшает его режущие свойства. Особенно это касается твердых абразивных кругов.
Техническое решение ТР31 - применение сборных композиционных шлифовальных кругов (СКТТТК), не смотря на сложность конструкции и повышенной вибрации в технологической системе, имеет перспективы для дальнейшего изучения новых совокупностей композиционных абразивных материалов, которые смогут повысить стойкость абразивного инструмента.
Технические решения ТР32 - модификация поверхности абразивных зерен и ТР43 - импрегнирование шлифовальных кругов требуют обширные исследования на влияние экологическую среду и переработку материалов, применяемых для повышения стойкости абразивного инструмента.
Техническое решение ТР33 - создание прерывистой поверхности абразивного инструмента требует специальных технологических операций, пред¬назначенных для получения специальных поверхностей в конструкции абразивного инструмента, что увеличивает сроки изготовления и стоимость.
Техническое решение ТР42 - подача в зону резания ионизированного и озонированного воздуха, имеет хороший экологический аспект и повышение стойкости абразивного инструмента, но применение такой технологии по¬влечет за собой проектирование новых конструкций и компоновок шлифовальных станков с ЧПУ, поэтому эта реализация требует большие технико¬экономические затраты.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
