Preview

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА С ЗАГОТОВКОЙ ПРИ НАЛОЖЕНИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-2-47-52

Полный текст:

Аннотация

Одним из эффективных средств повышения эффективности операций механической обработки заготовок является рациональное использование энергии ультразвуковых колебаний (УЗК). Для разработки рекомендаций по выбору направления и амплитуды УЗК в процессе шлифования выполнены исследования кинематики взаимодействия шлифовального круга с заготовкой. Предложены аналитические зависимости для расчета скорости перемещения абразивного зерна относительно заготовки, количества абразивных зерен, контактирующих с заготовкой, и параметра Ra шероховатости обработанной поверхности при шлифовании с УЗК. С использованием этих зависимостей выполнено численное моделирование для различных условий и режима шлифования. Установлено, что при наложении на заготовку колебаний в направлении, совпадающем с вектором рабочей скорости шлифовального круга, для уменьшения силы трения в зоне контакта круга с заготовкой необходимы колебания с частотой, выходящей за пределы частотного диапазона промышленных ультразвуковых установок. Наложение колебаний в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности, приводит к существенному увеличению высотных параметров шероховатости этой поверхности. При наложении колебаний в направлении, совпадающем с осью круга, обеспечиваются минимальные высотные параметры шероховатости, а за счет прерывистого контакта зерен с заготовкой возможно снижение коэффициента трения, поэтому УЗК целесообразно накладывать в этом направлении. Для наложения колебаний на заготовку использовали устройство, в котором она закрепляется между излучателем колебаний и опорой и является одним из звеньев колебательной системы. Экспериментальные исследования, выполненные при плоском шлифовании заготовок из сталей 3Х3М3Ф и 12Х18Н10Т, позволили установить, что наложение колебаний амплитудой 2Az=6…9 мкм в направлении, совпадающем с осью круга, обеспечивают снижение сил шлифования на 10…15 %, износа круга на 25…40 %, параметра шероховатости Ra на 12…15 %.

Об авторах

А. Н. Унянин
Ульяновский государственный технический университет
Россия

Унянин Александр Николаевич, доктор технических наук, доцент

432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32



А. В. Хазов
АО «Ульяновский механический завод»
Россия

Хазов Александр Васильевич, заместитель главного инженера

432008, г. Ульяновск, Московское шоссе, 94



Список литературы

1. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Машиностроение, 1970. 353 с.

2. Агапов С.И., Сидякин Ю.И. Нарезание зубчатых колес с использованием ультразвука. Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2010. 148 с.

3. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1980. 237 с.

4. Нерубай М.С. Физико-механические методы обработки. Куйбышев: КуАИ, 1979. 92 с.

5. Киселев Е.С., Ковальногов В.Н. Механическая обработка заготовок в условиях критического тепломассопереноса. М.: РАН, 2008. 250 с.

6. Смазочно-охлаждающие технологические средства и их применение при обработке резанием / под. ред. Л.В. Худобина. М.: Машиностроение, 2006. 544 с.

7. Агапов С.И., Головкин В.В. Повышение эффективности механической обработки путем применения ультразвука. Самара: СНЦ, 2010. 134 с.

8. Унянин А.Н. Влияние технологических факторов на локальные температуры при шлифовании с наложением ультразвуковых колебаний // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2016. № 1. С. 48–53.

9. Кумабэ Д. Вибрационное резание. М.: Машиностроение, 1985. 424 с.

10. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. Л.: Ленингр. ун-т, 1981. 144 с.

11. Королев А.В. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов: Сарат. ун-т, 1975. 191 с.

12. Tawakoli T., Azarhoushang B., Rabiey M. Ultrasonicassisted grinding of soft steel // Industrial Diamond Review. 2009. № 1. P. 40–41.

13. Волгин М.Ф., Калашников В.В., Нерубай М.С., Штриков Б.Л. Применение ультразвука и взрыва при обработке и сборке. М.: Машиностроение, 2002. 264 с.

14. Балдев Р., Раджендран В., Паланичами П. Применение ультразвука. М.: Техносфера, 2006. 576 с.

15. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / под ред. И.П. Голяминой. М.: Советская энциклопедия, 1979. 400 с.

16. Худобин Л.В., Унянин А.Н. Минимизация засаливания шлифовальных кругов. Ульяновск: УлГТУ, 2007. 298 с.

17. Филимонов Л.Н. Высокоскоростное шлифование. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. 248 с.

18. Королев А.В. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. Саратов: Сарат. ун-т, 1989. 191 с.

19. Унянин А.Н., Арзамасцев Я.А. Формирование микрогеометрии шлифованной поверхности при наложении на заготовку ультразвуковых колебаний // Машиностроение и техносфера XXI века: сборник трудов XIX международной научно-технической конференции. Т. 3. Донецк: ДонНТУ, 2012. С. 24–26.

20. Унянин А.Н., Терехин И.Ю. Способ плоского шлифования с наложением ультразвуковых колебаний: патент РФ № 2418671, 2008.

21. Унянин А.Н., Арзамасцев Я.А. Изнашивание шлифовального круга при наложении на заготовку ультразвуковых колебаний // Наукоемкие технологии в машиностроении и авиадвигателестроении: материалы IV Международной научно-технической конференции. Ч. I. Рыбинск: РГАТУ имени П.А. Соловьева, 2012. С. 291–296.


Для цитирования:


Унянин А.Н., Хазов А.В. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА С ЗАГОТОВКОЙ ПРИ НАЛОЖЕНИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2018;(2):47-52. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-2-47-52

For citation:


Unyanin A.N., Khazov A.V. THE STUDY OF KINEMATICS OF INTERACTION OF A GRINDING WHELL WITH A WORKPIECE WHEN APPLYING ULTRASONIC VIBRATIONS. Science Vector of Togliatti State University. 2018;(2):47-52. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-2-47-52

Просмотров: 16


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)