Методика проведения экспериментальных исследований плоского шлифования с применением кругов с АРС и осцилляции заготовки

Abstract

Способ плоского шлифования с применением кругов с аксиально-смещенным режущим слоем (АРС) и осцилляции заготовки позволяет повысить производительность процесса обработки по сравнению с маятниковым шлифованием и получить на обработанной поверхности детали ненаправленный микрорельеф, что повышает ее износостойкость, маслоемкость и другие эксплуатационные характеристики. В работе приведена методика экспериментальных исследований процесса обработки. Цель экспериментальных исследований состоит в проверке основных положений и результатов проведенных теоретических исследований и данных, полученных при помощи разработанной программы имитационного моделирования. Исследуется влияние глубины шлифования, числа проходов инструмента, скорости осцилляции и угла наклона шлифовального круга с АРС на шероховатость получаемой поверхности детали, а также на производительность обработки. Обработка производится на плоскошлифовальном станке с применением пары шлифовальных кругов одной марки, из которых один круг прямого профиля, второй имеет аксиальное смещение. Заготовки для экспериментов проходили предварительную технологическую обработку с получением на рабочих поверхностях заданной шероховатости и соответствующей твердости. В процессе проведения исследований СОТС не используется в связи с отсутствием необходимости применения по результатам теоретических исследований, а также с целью устранения сбоев или снижения точности показаний применяемого датчика осцилляций. Для сообщения осцилляций заготовке применяется оригинальная конструкция установки, имеющая инерционный источник колебаний. Привод осуществляется от коллекторного электродвигателя с возможностью бесступенчатой регулировки скорости вращения. Для контроля скорости вращения двигателя и амплитуды осцилляций применяется биполярный датчик Холла, устанавливаемый в паре с магнитом на подвижную и неподвижную плиты установки соответственно. При помощи индикатора часового типа контролируется амплитуда колебаний магнитной плиты в вертикальном направлении. Шероховатость детали измеряется на профилографе-профилометре. Экспериментальные данные обрабатываются на ПЭВМ с применением многофакторного регрессионного анализа методом наименьших квадратов. Приведенная методика позволяет с достаточной степенью точности получить экс- периментальные данные процесса плоского шлифования с применением кругов с АРС и осцилляции заготовки и сопоставить их с результатами проведенных теоретических исследований процесса и установить адекватность полученных математических моделей и разработанной программы имитационного моделирования. A method of flat grinding with axially shifted cutting layer (ACL) and workpiece oscillation allow increase of the process efficiency compared with the pendulum grinding and obtain the undirected detail microrelief. The paper contents a method of experimental research of machining process. The purpose of experimental research is to verify the basic provisions and the results of theoretical research and the obtained data using the developed simulation-modeling program. Investigated influence for the received workpiece surface roughness and processing performance of the grinding depth, of number of passes, of oscillation speed and inclination of the ACL grinding wheel. Processing performed on the flat-grinding machine using a pair of grinding wheels of same mark, one of which has a straight profile, the second has an axial shift. Workpieces are pre-processed with specified roughness and hardness of surface. In the process of research, lubricate-cooling technical environment not used due to lack of need by results of theoretical research, as well as to eliminate failures or accuracy reduction of the oscillations sensor. For the workpiece oscillations used the original design of the set with an inertial vibration source. Set driven by the commutator motor with the infinitely variable speed control. For monitoring of the engine speed and the oscillation amplitude is applied bipolar Hall effect sensor, in a pair with the magnet and mounted on the one movable and one fixed installation plates. Vertical oscillations amplitude of magnetic plate monitored with a dial indicator. The roughness of the items measured on profilometer. Experimental data processed on a PC using a multivariate regression analysis with the least squares method. Presented method allows to reliably obtain experimental data of the flat grinding with using of ACL wheels and the workpiece oscillations and to compare them with the results of theoretical research and to establish adequacy of the developed mathematical models and simulation-modeling program.