Введение
1. Современное состояние проблем внутреннего шлифования в условиях пониженной жесткости технологической системы 12
1.1. Эксплуатационные и технологические требования к глубоким отверстиям малого диаметра 12
1.2. Характеристика процесса шлифования глубоких отверстий малого диаметра 14
1.3. Технологии методом шлифования в условиях пониженной жесткости технологической системы и их классификация 15
1.3.1. Применение шлифовальных головок с оправками из материала с большим модулем упругости 19
1.3.2. Применение однослойного стеклоабразивного инструмента с ориентированным рельефом 23
1.3.3. Использование шлифовальных головок конической формы 24
1.3.4. Повышение динамической жесткости 26
1.3.5. Уменьшение поперечной подачи за двойной ход 29
1.3.6. Повышение скорости резания 30
1.3.7. Применение прогрессивных абразив ных материалов 31
1.3.8. Применение прогрессивных сож 34
1.3.9. Увеличение продолжительности выхаживания 35
1.3.10. Шлифование методом пробных ходов 35
1.4. Методы повышения эффективности шлифования на основе
Прерывистого контакта инструмента с заготовкой 38
1.4.1. Шлифование прерывистыми кругами 38
1.4.2. Вибрационное шлифование 40
1.5. Влияние частоты и амплитуды колебаний на коэффициент трения 41
1.6. Анализ моделей процесса шлифования и микрорезания 43
1.7. О геометрии абразивного зерна 48
1.8. Критерии перехода от одного вида фрикционного взаимодействия к другому 51
1.9. К вопросу об износе шлифовального круга 55
1.10. Аналитические зависимости для расчета силы резания 58
1.11. Выводы 60
1.12. Постановка цели и задач исследования 62
2. Методология проведения исследований 63
2.1. Общая методология 63
2.2. Условия проведения эксперимента 65
2.3. Планирование эксперимента и методика обработки экспериментальных данных 65
2.4. Характеристика используемого оборудования 68
2.5. Данные об инструменте 69
2.6. Данные о заготовках 69
2.7. Данные о средствах измерения 71
3. Модель процесса внутреннего шлифования 72
3.1. Определение мгновенных положений оси круга 76
3.1.1. Выбор и обоснование математической модели 76
3.1.2. Описание ротора, как объекта исследования 78
3.1.3. Общее уравнение движения ротора 79
3.1.4. Формирование глобальных матриц 81
3.1.5. Формирование глобального вектор-столбца силовых воздействий 84
3.1.6. Формирование глобального вектор-столбца перемещений 85
3.1.7. Решение нелинейного уравнения и определение мгновенных положений оси круга 87
3.2. Формирование рельефа круга и заготовки 88
3.2.1. Геометрия и форма зёрен 88
3.2.2. Формирование профилей круга и заготовки 99
3.2.3. Корректировка исходных матриц с учётом погрешности формы 110
3.3. Взаимодействие круга и заготовки 113
3.3.1. Особенности принятой геометрической модели 115
3.3.2. Имитация кинематики и динамики процесса шлифования 120
3.3.3. Модель микрорезания единичным зерном 122
3.3.4. Износ шлифовального круга 138
3.3.5. Алгоритм изменения матриц заготовки и круга 147
3.4. Обработка результатов 149
3.5. Выводы 149
4. Концепция повышения эффективности внутреннего шлифования на основе управления положением инструмента 151
4.1. Использование оправок анизотропной изгибной жесткости (внутренняя анизотропия) 151
4.1.1. Изменение осевых моментов инерции сечений оправок 152
4.1.2. Определение матрицы масс конечного элемента анизотропной жесткости 159
4.1.3. Параметры, влияющие на траекторию движения оси ротора 160
4.1.4. Обоснование эффективности предлагаемых решений 165
4.1.5. Анализ амплитудно-частотных характеристик (ачх) 180
4.2. Использование опор с анизотропной жесткостью (внешняя анизотропия) 187
4.3. Управление режущей способностью зерен шлифовального круга в продольном сечении 188
4.4. Шлифование прерывистыми кругами 193
4.5. Выводы 194
5. Исследование процесса внутреннего шлифования гомд с использованием вычислительных и натурных экспериментов 195
5.1. Форма представления выходных параметров 195
5.2. Условия обработки 196
5.3. Проверка модели на адекватность 198
5.3.1. По приведенной режущей способности инструмента 199
5.3.2. По коэффициенту шлифования 199
5.4. Построение полиномиальных моделей регрессии 201
5.5. Оптимизация размера лысок 205
5.6. Влияние переменной изгибной жесткости на выходные параметры обработки 205
5.6.1. Шероховатость 205
5.6.2. Волнистость и отклонение формы 206
5.6.3. Приведенная режущая способность 208
5.6.4. Расходэльбора 214
5.6.5. Снижение брака 216
5.7. Исследование прерывистых шлифовальных кругов 220
5.8. Число активных зёрен круга и их работав зоне контакта 223
5.9. Выводы 224
6. Рекомендации производству 227
6.1. Общая методология применимости разработанных методов повышения эффективности 227
6.2. Рекомендации по применению прерывистых шлифовальных кругов 229
6.3. Рекомендации по закреплению кругов малого диаметра на оправке 231
6.4. Оснастка и технология правки в условиях пониженной жесткости 231
Основные выводы и результаты работы 234
Литература
