Визначення закономірностей формування похибки профілю при шліфуванні виробів-оболонок з крихких неметалевих матеріалів

Людмила Павлівна Калафатова, Світлана Юріївна Олійник

Анотація


До складнопрофільних тонкостінних оболонок з крихких неметалічних матеріалів (КНМ), що використовуються в аерокосмічній техніці, пред’являються високі вимоги щодо якості поверхні, точності профілю та товщини оболонки, які забезпечуються при механічній обробці - алмазному шліфуванні. Сучасне обладнання дає можливість впроваджувати ефективні схеми різання і застосовувати адаптивне управління ходом технологічного процесу. Тому дослідження, пов’язані з встановленням аналітичного зв’язку між явищами, що виникають під час механічної обробки таких виробів, і похибками їх форми та геометрії, актуальні. Більшість досліджень пов’язано з вирішенням завдання зменшення дефектності поверхневого шару КНМ матеріалів, викликаної механічної обробкою. Ряд досліджень присвячений питанню підвищення ефективності обробки оболонок за рахунок зниження вібрацій в технологічній системі формоутворення виробів. Однак відсутні комплексні дослідження, що дозволяють оцінити сумарну похибку алмазного шліфування тонкостінних оболонок в залежності від умов обробки. Це вимагає створення математичної моделі механізму утворення похибки профілю оболонок з КНМ, у тому числі з ситалу, при їх алмазному шліфуванні, яка враховує умови обробки і потрібна для розробки прогресивних технологічних процесів. У статті представлена узагальнююча математична модель формування сумарної похибки профілю тонкостінної оболонки з ситалів з урахуванням факторів, що впливають на рівень коливань елементів технологічної системи шліфування і точність обробки. Представлено математичний опис процесу виникнення похибки внутрішнього контуру тонкостінної оболонки при її алмазно-абразивній обробці. Модель враховує нерівномірність припуску, яка виникає на стадії отримання заготовки, а також змінну жорсткість заготовки і пристосування. Модель дозволяє аналізувати чинники, що визначають похибки шліфування деталей і виявити способи зменшення їх впливу на точність сформованого виробу.

Ключові слова


алмазне шліфування; крихкі неметалеві матеріали; тонкостінні оболонки; похибка профілю; математична модель; точність обробки

Повний текст:

PDF

Посилання


Suzdal'cev, E.I., Rusin, M.Ju., Kurakin, V.I. and Hamicaev, A.S. (2014), «Analiz sootvetstvija prochnosti steklokeramiki OTM 357 trebovanijam k konstrukcii obtekatelja», Ogneupory i tehnicheskaja keramika, No. 7, pp. 9–12.

Romashin, A.G., Gajdachuk, V.E., Karpov, Ja.S. and Rusin, M.Ju. (2003), Radioprozrachnye obtekateli letatel'nyh apparatov. Proektirovanie, konstrukcionnye materialy, tehnologija proizvodstva, ispytanija, Izd. centr «HAI», Har'kov, 240 p.

Gusev, V.V. and Kalafatova, L.P. (2012), Tehnologicheskoe obespechenie kachestva obrabotki izdelij iz tehnicheskoj keramіki, monografija, GVUZ «DonNTU», Doneck, 252 p.

Rogov, V.A., Suzdal'cev, E.I. and Shkarupa, M.I. (2009), «Osobennosti upravlenija kachestvom poverhnosti pri mehanicheskoj obrabotke steklokristallicheskih izdelij», Steklo i keramika, No. 12, pp. 5–7.

Kalafatova, L.P, Pokolenko, D.V. and Fenik, L.N. (2007), «Issledovanie tochnosti formoobrazovanija izdelij iz sitallov pri shlifovanii», Naukovі pracі DonNTU, No. 4 (124), pp. 96–108.

Pokolenko, D.V. (2014), Pіdvishhennja efektivnostі obrobki antennih obtіchnikіv іz sitalіv za rahunok udoskonalennja tehnologії almaznogo shlіfuvannja, avtoref. diss. kand. tehn. nauk, spec. 05.02.08 Tehnologіja mashinobuduvannja, DonNTU, Donec'k, 20 p.

Glebov, V.V., Ignat'ev, D.A. and Egorov, M.E. (2010), «Upravlenie kolebatel'nym povedeniem instrumenta pri shlifovanii hrupkih nemetallicheskih materialov», Trudy nizhegorodskogo tehnicheskogo universiteta im. R.E. Alekseeva, No. 4 (83), pp. 85–92.

Gusev, V.V., Kalafatova, L.P. and Pokolenko, D.V. (2007), «Vlijanie dinamiki processa almaznogo shlifovanija na formirovanie poverhnostnogo sloja izdelij iz sitallov», Novі materіali і tehnologії v metalurgії ta mashinobuduvannі, No. 2, pp. 14–17.

Olіjnik, S.Ju. (2014), Zabezpechennja jakostі obrobki tonkostіnnih sitalovih obolonok shljahom pokrashhannja dinamіchnih harakteristik tehnologіchnoї sistemi shlіfuvannja, avtoref. diss. kand. tehn. nauk, spec. 05.02.08 Tehnologіja mashinobuduvannja, DonNTU, Krasnoarmіjs'k, 20 p.

Huang, H. and Ling, Y. (2007), «Grinding characteristics of engineering ceramics in high speed regime», Int. J. Abrasive Technology, Vоl. 1, No. 1, pp. 78–93.

Krishna Gopala, A. (2010), «Optimization of surface grinding operations using a differential evolution approach», J. Mater. Process. Technol., Vol. 183, No. 2–3, pp. 202–209.

Gusev, V.V., Kalafatova, L.P. and Olejnik, S.Ju. (2011), «Obosnovanie raschetnoj shemy dlja issledovanija dinamicheskogo sostojanija tehnologicheskoj sistemy almazno-abrazivnoj obrabotki tonkostennyh obolochek iz sitalla», Suchasni tehnologії v mashinobuduvannі, No. 6, pp. 14–23.

Gusev, V.V., Kalafatova, L.P. and Olejnik, S.Ju. (2012), «Issledovanie dinamicheskogo sostojanija tehnologicheskoj sistemy almazno-abrazivnoj obrabotki tonkostennyh obolochek iz sitallov», Vіsnik SevNTU, Vol. 128, pp. 60–67.

Kalafatova, L.P., Olejnik, S.Ju. and Pokolenko, D.V. (2016), «Matematicheskaja model' dlja opredelenija zakonomernostej formirovanija pogreshnosti obrabotki pri shlifovanii obolochek slozhnogo profilja iz sitalla», Іnformacіjnі tehnologії v osvіtі, naucі ta virobnictvі, zb-k nauk. prac', Vol. 2 (13), ONPU, Odesa, pp. 89–99.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Анализ соответствия прочности стеклокерамики ОТМ 357 требованиям к конструкции обтекателя / Е.И. Суздальцев, М.Ю. Русин, В.И. Куракин, А.С. Хамицаев // Огнеупоры и техническая керамика. – 2014. – № 7. – С. 9–12.
  2. Радиопрозрачные обтекатели летательных аппаратов. Проектирование, конструкционные материалы, технология производства, испытания : учеб. пособие / А.Г. Ромашин, В.Е. Гайдачук, Я.С. Карпов, М.Ю. Русин. – Харьков : Изд. центр «ХАИ», 2003. – 240 с.
  3. Гусев В.В. Технологическое обеспечение качества обработки изделий из технической керамики : монография / В.В. Гусев, Л.П. Калафатова. – Донецк : ГВУЗ «ДонНТУ», 2012. – 252 с. 
  4.  Рогов В.А. Особенности управления качеством поверхности при механической обработке стеклокристаллических изделий / В.А. Рогов, Е.И. Суздальцев, М.И. Шкарупа // Стекло и керамика. – 2009. – № 12. – С. 5–7.
  5. Калафатова Л.П. Исследование точности формообразования изделий из ситаллов при шлифовании / Л.П. Калафатова, Д.В. Поколенко, Л.Н. Феник // Наукові праці ДонНТУ. – 2007. – № 4 (124). – С. 96–108.
  6. Поколенко Д.В. Підвищення ефективності обробки антенних обтічників із ситалів за рахунок удосконалення технології алмазного шліфування : автореф. дис. … канд. техн. наук : спец. 05.02.08 «Технологія машинобудування» / Д.В. Поколенко ; ДонНТУ. – Донецьк, 2014. – 20 с.
  7. Глебов В.В. Управление колебательным поведением инструмента при шлифовании хрупких неметаллических материалов / В.В. Глебов, Д.А. Игнатьев, М.Е. Егоров // Труды нижегородского технического университета им. Р.Е. Алексеева. – 2010. – № 4 (83). – С. 85–92.
  8. Гусев В.В. Влияние динамики процесса алмазного шлифования на формирование поверхностного слоя изделий из ситаллов / В.В. Гусев, Л.П. Калафатова, Д.В. Поколенко // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2007. – № 2. – С. 14–17.
  9. Олійник С.Ю. Забезпечення якості обробки тонкостінних ситалових оболонок шляхом покращання динамічних характеристик технологічної системи шліфування : автореф. дис. … канд. техн. наук : спец. 05.02.08 «Технологія машинобудування» / С.Ю. Олійник ; ДонНТУ. – Красноармійськ, 2014. – 20 с.
  10. Huang Han Grinding characteristics of engineering ceramics in high speed regime / Han Huang, Ling Yin // Int. J. Abrasive Technology. – 2007. – Vоl. 1, No. 1. – Pp. 78–93.
  11. Krishna Gopala A. Optimization of surface grinding operations using a differential evolution approach / A.Krishna Gopala // J. Mater. Process. Technol. – 2010. – Vol. 183, No. 2–3. – Pp. 202–209.
  12. Гусев В.В. Обоснование расчетной схемы для исследования динамического состояния технологической системы алмазно-абразивной обработки тонкостенных оболочек из ситалла / В.В. Гусев, Л.П. Калафатова, С.Ю. Олейник // Сучаснi технології в машинобудуванні. – 2011. – № 6. – С. 14–23.
  13. Гусев В.В. Исследование динамического состояния технологической системы алмазно-абразивной обработки тонкостенных оболочек из ситаллов / В.В. Гусев, Л.П. Калафатова, С.Ю. Олейник // Вісник СевНТУ. – 2012. – Вип. 128. – C. 60–67.
  14. Калафатова Л.П. Математическая модель для определения закономерностей формирования погрешности обработки при шлифовании оболочек сложного профиля из ситалла / Л.П. Калафатова, С.Ю. Олейник, Д.В. Поколенко // Інформаційні технології в освіті, науці та виробництві : зб-к наук. праць. – Одеса : ОНПУ, 2016. – Вип. 2 (13). – С. 89–99.




DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2017-2(80)-18-24

Copyright (c) 2017 Людмила Павлівна Калафатова, Світлана Юріївна Олійник

Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.