Введение
Часть I. Научные основы проектирования абразивных инструментов. 60
1. Математическое описание взаимосвязей: характеристики поверхностного слоя (ПС) - структурные параметры матрицы АИ 60
1.1. Структура матрицы круга, ее основные элементы и параметры 61
1.2. Определение перечня характеристик ПС 71
1.3. Размеры абразивных зерен и геометрические параметры их вершин 73
1.4. Прочность абразивных зерен 78
1.5. Разработка математической модели для расчета прочности удержания зерна на рабочей поверхности абразивного круга 84
1.6. Экспериментальное определение плотности распределения абразивных зерен на глубине рабочего слоя шлифовального круга 95
1.7. Расчет объема среднестатистической поверхностной поры 104
2. Математические модели связей: показатели процесса шлифования - характеристики ПС - параметры структуры матрицы 106
2.1. Определение числа режущих зерен на рабочей поверхности АИ, обеспечивающего заданный уровень производительности шлифования 107
2.2. Расчет минимально необходимого объема поверхностной поры, размера матричных пор и их объемной доли в круге 112
2.3. Расчетная модель объемного содержания связки в матрице 116
2.4. Вывод зависимости для ориентировочного расчета зернистости шлифовального инструмента 117
2.5. Разработка математической модели силы резания на зерне шлифовального круга 121
3. Экспериментальное определение параметров кинематического взаимодействия ПС АИ с обрабатываемой поверхностью заготовки 140
3.1. Методика компьютерного моделирования рельефа рабочей поверхности АИ и кинематики его взаимодействия с обрабатываемой поверхностью 142
3.2. Результаты эксперимента 147
3.3. Разработка математической модели для расчета уровня шероховатости обработанной поверхности 149
4. Методика оптимального проектирования АИ по заданным условиям реализации операции шлифования 161
4.1. Постановка задачи оптимизации и выбор целевой функции 161
4.2. Формирование комплекса ограничений целевой функции 170
4.3. Моделирование технологических ограничений целевой функции 175
4.3.1. Ограничения, накладываемые техническими требованиями к детали 175
4.3.2. Математическое моделирование ограничений по техническим характеристикам станка 183
4.3.3. Ограничения на параметры режима шлифования 187
4.4. Алгоритм проектирования оптимальной системы: вид операции шлифования - характеристики АИ - интенсивность съема припуска - параметры режима шлифования" 195
Часть II. Научные основы технологии изготовления абразивного инструмента 212
1. Исследование поведения порошковой системы "абразивные зерна - связка - наполнитель" на различных стадиях получения АИ и выбор материала наполнителя 213
1.1. Исследование дисперсной системы абразивные зерна - ПСЧ при формовании 213
1.2. Выбор материала ПСЧ, как наполнителя 222
2. Разработка химического и шихтового состава керамических связок для изготовления АИ с использованием плавящихся ПСЧ 229
2.1. Общие положения 229
2.2. Исследование влияния шихтового состава системы "керамическая связка - наполнитель" на ее огнеупорность и растекаемость 232
2.3. Исследование влияния химического состава керамических связок на огнеупорность и растекаемость 245
3. Исследование физико-механических характеристик абразивных композиций системы "абразивное зерно наполнители - керамическая связка" 255
3.1. Анализ характеристик прочности абразивных композиций 255
3.2. Выбор модели разрушения композиции и планирование экспериментальных исследований 257
3.3. Расчет удельной энергии на образование новой поверхности композиции 262
3.4. Определение модуля упругости и предела прочности композиции на изгиб 272
3.5. Расчет размера эквивалентного дефекта и разработка методики выбора оптимальной связки 27о
4. Методика расчета рецептур и контроля прочностных характеристик АИ 285
4.1. Расчет рецептур электрокорундовых АИ на керамической связке 285
4.2. Методика контроля прочностных характеристик готового АИ 285
4.3. Особенности расчета рецептуры и контроля прочностных свойств АИ из карбидно-кремниевых шлифовальных материалов 298
5. Технологические особенности изготовления алмазных шлифованных инструментов на органической связке с использованием ПСЧ 309
5.1. Анализ влияния зерен алмазов и ПСЧ на прочность алмазного слоя 309
5.2. Оптимизация параметров структуры рабочего слоя алмазных кругов 323
5.3.Исследование работоспособности опытных кругов 331
Практическое использование результатов исследования и их внедрение в промышленность 342
Общие выводы и основные результаты 373
Список литературы 381
Приложения 402
