Поиск по сайту

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ОПЕРАЦИЙ ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ВЫСОКОПОРИСТЫМИ CBN-КРУГАМИ

Солер Яков Иосифович , Динь Ши Май

2017 / Том 21 №12 (131) 2017 [ Машиностроение и машиноведение ]

ЦЕЛЬ. Данная работа посвящена совершенствованию процесса плоского шлифования деталей различной жесткости из титанового сплава ВТ22 с учетом стабильности процесса. МЕТОДЫ. Оптимизация проведена по параметрам качества деталей (шероховатости, отклонений от плоскостности, микротвердости и относительной опорной площади поверхности) и их стандартам отклонений с учетом их жесткости. Диапазоны варьирования технологических параметров приняты следующие: s _пр = 5-18 м/мин, s _п = 2-10 мм/ дв.ход, t = 0,005-0,02 мм, z = 0,1-0,3 мм. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Оптимизация для абсолютно жестких деталей с учетом стабильности процесса обеспечила снижение стандартов отклонений основных параметров качества до 1,66 раза по сравнению с оптимизацией без учета мер рассеяния (с целевой функцией «в диапазоне») при практически одинаковом основном времени перехода. По сравнению с податливыми деталями (при жесткости j = 350-11 220 Н/мм) отмечено наибольшее повышение высотных шероховатостей их поверхности на 1-2 категориальные величины (КВ) и стандартов отклонений до 2-х раз. Кроме этого, при оптимальном решении для нежестких деталей основное время обработки снижается в 1,17 раза для чернового этапа и в 1,23-3,31 раза для чистового этапа по сравнению с шлифованием абсолютно жестких деталей. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности чистового и окончательного этапов шлифования титановых деталей высокопористыми нитридборовыми кругами, которые дополнительно повышают производительность процесса. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ. Нежесткие детали из титановых сплавов следует шлифовать в продольном направлении ее варьирования. Установлено, что оптимальный режим шлифования позволяет снизить основное время операции до 4,87 раза по сравнению с стандартными нормативами. Полученные результаты следует использовать при робастном проектировании шлифовальных операций.

Ключевые слова:

шлифование, оптимизация, стабильность процесса, нежесткие детали, топография поверхности

Библиографический список:

Общемашиностроительные нормативы времени на операции, выполняемые на шлифовальных и доводочных станках, с применением автоматизированной системы технического нормирования // Крупносерийное и среднесерийное производство: в 3 ч. М.: Изд-во ЦБПНТ при НИИ Труда. 1985. Ч. 1: Указания по эксплуатации. 208 с.
Режимы резания на работы, выполняемые на шлифовальных и доводочных станках с ручным управлением и полуавтоматах: Справочник / Д.В. Ардашев, Д.Е. Анельчик, Г.И. Буторин и и др. Челябинск: Изд-во АТОКСО. 2007. 384 с.
Ардашев Д.В. Информационно-методическая база режимно-инструментального оснащения операций абразивной обработки для современных условий мирового машиностроения // Фундаментальные исследования. 2013. № 6. С. 813–817.
Чаплыгин Б.А., Буторин Г.И. Новое поколение общемашиностроительных нормативов режимов резания на работы, выполняемые на шлифовальных и доводочных станках // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2012. № 1. С. 61–66.
Исаков Д.В. Методика построения информационной базы для проектирования шлифовальных операций // Обработка материалов резанием. 2009. № 2 (50). С. 9–15.
Исаков Д.В. Методика испытаний шлифовальных кругов с целью получения данных для проектирования шлифовальных операций // Обработка материалов резанием. 2010. № 3 (57). С. 2–11.
Старков В.К. Физика и оптимизация резания материалов. М.: Машиностроение. 2009. 640 с.
Sathyanarayanan G., Lin I.J., Chen M.K. Neural network modeling and multiobjective optimization of creep feed grinding of superalloys // Int J Prod Res. 1992. № 10 (30). С. 2421–2438.
Liao T.W., Chen L.J. A neural network approach for grinding processes: Modeling and optimization. Int J Mach Tools Manuf. 1994. № 7 (34). Р. 919–937.
Хавина И.П., Лимаренко В.В. Оптимизация технологических процессов механообработки с применением нейронных сетей // Системи обробки інформації. 2015. № 10. С. 258–260.
Brinksmeier E., Aurich J.C., Govekar E. et al. Advances in modeling and simulation of grinding processes // CIRP Annals-Manufacturing Technology. 2006. № 2 (55). P. 667–696.
Binu Thomas, Eby David, Manu R. Modeling and optimization of surface roughness in surface grinding of SiC advanced ceramic material // All India manufacturing technology, design and research conference. 2014. P. 1(311)–7(311).
Солер Я.И., Нгуен В.Л. Оптимизация производительности процесса плоского шлифования и качества закаленных деталей из стали 30ХГСА с различной податливостью // Вестник ИрГТУ. 2017. Т. 21. № 2. С. 32–43. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-2-32-43
Моргунов А.П., Ластовский П.Н. Обеспечение заданных требований точности размерной обработки тонкостенных деталей летательных аппаратов // Омский научный вестник. 2009. № 3 (83). С. 79–82.
Киселев Е.С., Стрельцов П.А., Назаров М.В. Особенности изготовления нежестких деталей при высокоскоростной обработке заготовок из труднообрабатываемых материалов на станках с ЧПУ // Механики XXI веку. 2016. № 15. С. 103–107.
Федоров Д.Г., Скуратов Д.Л. Экспериментальное исследование качества поверхностного слоя и сил резания при плоском шлифовании титанового сплава ВТ6 // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2015. № 3 (14-2). С. 400–408.
Soler Y.I., Mai D.S., Kazimirov D.Y. Technological opportunities for increasing a bearing surface of flat parts made from VT22 alloy during pendulum grinding // ARPN Journal of engineering and applied sciences. 2016. № 17 (11). P. 10190–10200.
Носенко В.А., Носенко С.В. Технология шлифования металлов: монография. Старый Оскол: ТНТ. 2013. 616 с.
Soler Ya.I., Nguyen C.K. Modeling of the surface microrelief during multi-pass grinding of parts of variable rigidity from alloy 1933T2 // Journal of fundamental and applied sciences. 2017. № 9 (1S). P. 1327–1340.
Солер Я.И., Май Д.Ш. Повышение эффективности использования карбидкремниевых абразивных кругов при плоском шлифовании титанового сплава ВТ20 // Вестник ИрГТУ. 2016. № 8 (115). С. 43–55. DOI: 10.21285/1814-3520-2016-8-43-55