133 "Галузеве машинобудування"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/55415
Переглянути
1 результатів
Результати пошуку
Документ Підвищення ефективності двостороннього шліфування торців роликів підшипників орієнтованими кругами з конічними калібрувальними ділянками(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кальченко, Дмитро ВолодимировичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 133 Галузеве машинобудування. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 2023. Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності двостороннього шліфування торців роликів підшипників орієнтованими кругами з конічними калібрувальними ділянками. У першому розділі проведено огляд наявних методів вивчення та підвищення ефективності процесів шліфування торцевих поверхонь деталей зі схрещеними осями інструменту та деталі, а також тривимірного моделювання правки шліфувальних кругів, інструментальних поверхонь, процесів зняття припуску та формоутворення оброблювальної поверхні деталі. Абразивна обробка набула стрімкого розвитку завдяки роботам наукових центрів, лабораторій та великої кількості вчених, зокрема: А.К. Байкалов [9-10], С.М. Братан [11-12] Ю.Н. Внуков [13], А.П. Гавриш [14], А.І. Грабченко [15-18], В.Л. Доброскок [19-20], В.В. Кальченко [21-22], В.І. Кальченко [23-26], В.Г. Клименко [27], С.М. Корчак[28-29], В.І. Лавріненко [30-32], Г.Б. Лур'є [33], П.Г. Матюха [34-35], Ф.В. Новиков [36-38], О.А. Пермяков [39], Ю.В. Петраков [40-41], Н.С. Равська [7, 42], С.П. Радзевич [43], А.М. Резніков [44], П.Р. Родін [45], М.Ф. Семко [46-47], Ю.А. Сизий [48-49], М.Д. Узунян [50-51], В.А. Федорович [52-54] Л.М. Філімонов [56-57], Степанов М.С. [57-58], А.В. Якимов [59-61]. Об’єктами наукових досліджень вищевказаних авторів виступають процеси шліфування з паралельними і схрещеними осями круга та деталі, визначення величини шару, який зрізається, сил різання, технологічні процеси підвищення якості оброблюваних поверхонь деталей, взаємозалежність режимів обробки та величини вібрацій, тривимірне моделювання шліфувальних кругів, систем формоутворення верстатів, керування та вплив різальної здатності інструментів на температуру, сили різання при обробці, способи підвищення точності обробки із забезпеченням високої продуктивності тощо. Мета та основні завдання дослідження сформульовані в результаті аналізу наукових праць. У другому розділі дисертаційної роботи описується методика виконання експериментальних досліджень. Експериментальні дослідження процесу шліфування торцевих поверхонь роликів підшипників проводилися на модернізованому двосторонньому торцешліфувальному верстаті 3342 АДО. Дослідження температури безпосередньо у місці контакту інструмента та деталі, а також її розподілу під час шліфування проводились за допомогою термопари типу «хромель-капель» і тепловізора HTI Thermal Imaging Camera HT-18. Для визначення профілю абразивного круга був використаний оптиковолоконний датчик. Вимірювання величини потужності проводилось аналізатором потужності С.А 8220. Шорсткість обробленої поверхні деталі визначалась за допопмогою портативного профілометра Pocket Surf ІІІ. Для визначення оптимальних значень величини швидкості подачі деталі, припуску на обробку та кута повороту круга у вертикальній площині, за умови максимальної продуктивності використовувався метод математичного планування експерименту. Був обраний повний факторний експеримент, де фактори варіюються на двох рівнях – типу 23. Параметром оптимізації Y виступала продуктивність обробки Q. У третьому розділі розроблено математичні просторові моделі формоутворення торців круглих деталей при шліфуванні кругами з конічними калібрувальними ділянками, доведено що за розробленою схемою шліфування геометрична похибка довжини деталі дорівнює нулю. Також, у результаті більш рівномірного розподілу припуску вздовж чорнової різальної кромки шліфувального круга покращується якість поверхневого шару торців деталей. Здійснено тривимірне математичне моделювання процесу правки шліфувальних кругів з конічною калібрувальною ділянкою з метою двостороннього шліфування бічних поверхонь циліндричних деталей. Проведено розрахунок довжини калібрувальної ділянки, визначено її мінімально допустиме значення, при якому досягається висока точність торця. Доведено, що величина калібрувальної ділянки залежить лише від діаметру деталей, що оброблюються, та не залежить від величини припуску, що зрізається. На базі просторових математичних моделей процесів зняття припуску і формоутворення при правці круга проведено дослідження поверхні шліфувального круга. Розраховано температуру в зоні різання та сили, що вникають при двосторонньому торцевому шліфуванні циліндричних деталей при обробці за запропонованим способом. У четвертому розділі наведені результати експериментального дослідження процесів зняття припуску, зносу інструмента, точності отриманих поверхонь та температури при шліфуванні орієнтованими кругами задля перевірки достовірності теоретичних результатів дослідження процесу шліфування торцевих поверхонь роликів підшипників орієнтованими кругами. З метою забезпечення високої продуктивності шліфування та визначення оптимальних значень швидкості подачі деталі, припуску на обробку та кута повороту круга у вертикальній площині проведено математичне планування експерименту. Експериментальні дослідження підтвердили підвищення точності формоутворення деталі за рахунок зняття максимального припуску при шліфуванні чорновою ділянкою круга, а мінімального – калібрувальною. Аналіз температурних показників в зоні шліфування показав, що структура поверхневого шару оброблюваної деталі не змінюється, а отже, забезпечується її висока якість. Експериментально визначено потужність під час шліфування торців роликів підшипників. Повний факторний експеримент включає три фактори, які варіюються на двох рівнях. Перевірка значимості коефіцієнтів регресії показала, що вплив на продуктивність обробки при двосторонньому торцевому шліфуванні торців роликів підшипників здійснюють швидкість подачі деталі, припуск на обробку та кут повороту круга у вертикальній площині, а також їх взаємодія, а взаємодія швидкості подачі деталі з припуском на обробку не впливають на результати експерименту. Найбільший вплив на продуктивність здійснює величина припуску. Наукова новизна одержаних результатів: 1. Вперше запропоновано новий спосіб двостороннього шліфування торців роликів підшипників спеціально орієнтованими і профільованими кругами з конічною калібрувальною ділянкою, який зводить до нуля геометричну похибку обробки. 2. Вперше визначені кути орієнтації шліфувальних бабок верстату, при яких геометрична похибка обробки буде дорівнювати нулю і формоутворення торцевої поверхні буде забезпечуватись методом копіювання твірної конуса, яка перпендикулярна оброблюваній поверхні і лежить в площині, що проходить через вісь обертання круга. 3. Вперше розроблені математичні моделі, на базі яких отримані залежності осьового переміщення шліфувального круга від координат алмазного олівця, який обертається разом з барабаном подачі виробів верстату, з метою утворення прямолінійної калібрувальної ділянки. 4. Вперше при запропонованому методі обробки торцевих поверхонь припуск зрізається тільки чорновою ділянкою шліфувального круга, а остаточна точність формуватиметься методом копіювання на конічній ділянці круга при виході із зони обробки, що забезпечує мінімальні сили та теплонапруженність процесу. Практичне значення одержаних результатів: 1. Запропонована схема правки шліфувальних кругів для отримання конічних калібрувальних ділянок забезпечує одночасне формоутворення двох кругів та може икористовуватись не тільки на верстатах, оснащених системами ЧПК, але і без них. За рахунок одночасної правки двох кругів зменшується час підготовки до роботи і, відповідно, підвищується загальна продуктивність роботи обладнання. 2. При правці чорнової та чистової ділянок круга кутова швидкість барабану подачі постійна, що забезпечує формування різної шорсткості вздовж радіусної прямої та покращує умови в зоні різання. При правці калібрувальної ділянки кутова швидкість поступово зменшується, це забезпечує постійну розвиненість цієї частини поверхні та підвищує якість шліфування торців. 3. На базі розроблених загальних модульних просторових моделей правлячого інструменту та процесу правки шліфувальних кругів для отримання конічної калібрувальної ділянки запропоновано програмне забезпечення для реалізації від системи ЧПК. 4. Визначено мінімально допустиму довжину калібрувальної ділянки шліфувального круга при двосторонній обробці торців круглих деталей. 5. Авторство наукових розробок здобувача підтверджується отриманим патентом на корисну модель. 6. Розроблені і впроваджені у виробництво практичні рекомендації з використання наукових розробок на ТОВ «Датчикове підприємство» «ЗАВОД РАПІД» (м. Чернігів), ПрАТ «Чексіл-Автосервіс» (м. Чернігів), ТОВ «Італтекс Меріно» (м. Чернігів). Очікуваний економічний ефект від впровадження результатів роботи становить близько 300 тис. грн. за рік. 7. Результати і методики дисертації використовуються в навчальному процесі кафедри автомобільного транспорту та галузевого машинобудування Національного університету «Чернігівська політехніка».