Experimental study of the relationship between the vibro-acoustic parameters of the grinding process and the macro-roughness of the treated surface

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 3 2021 7 TECHNOLOGY при круглом наружном врезном шлифовании ( КНВШ ), велико . Однако влияние совокупности всех или большинства таких факторов на состо - яние обрабатываемой поверхности может быть учтено применением амплитудо - частотных ха - рактеристик технологической системы ( ТС ). На учете вибрационных характеристик про - цесса шлифования сегодня основывается множе - ство математических моделей , методик диагно - стики и прогнозирования состояний различных параметров технологической системы : техниче - ского состояния шлифовального оборудования [2]; текущего состояния шлифовального круга ( ШК ) [3–5]; качества обработанной поверхности [6]; отклонения от круглости с учетом кинемати - ки процесса при бесцентровом шлифовании [7, 8] и др . Негативное влияние высокоамплитудных ви - браций на ТС в целом ( повышение износа узлов и деталей станка , повышение вероятности их преждевременных отказов ) и на качество про - дукции в частности ( снижение параметров точ - ности , шероховатости , отклонений формы ) не вызывает сомнений и требует разработки спо - собов и приемов раннего их обнаружения [9] и последующего исключения или минимизации [10–12]. Из приведенных литературных источников как зарубежных , так и отечественных видно , что в современном мире решение большинства за - дач , связанных с планированием производства , прогнозированием состояний ТС , оптимизации режимов шлифования , нивелирования погреш - ностей обработки и прочее основываются на разработке математических моделей ( ММ ). Преимущество математического моделиро - вания при описании сложных процессов и си - стем производства состоит в том , что данный метод позволяет исследовать конкретный пара - метр объекта , абстрагируясь от несущественных его характеристик , позволяет избежать высоких затрат , требующихся при их непосредственном исследовании . Построение модели и установле - ние связи между фактором ( ами ) и откликом дает возможность выявить новые качественные ха - рактеристики объекта , неочевидные при других способах познания . Из сказанного следует , что целью настоящей работы является разработка математической мо - дели взаимосвязи виброакустических параме - тров процесса КНВШ с величиной макронеров - ностей шлифованного образца . Для достижения поставленной цели требует - ся решить следующие задачи : – постановка эксперимента ; – обработка результатов эксперимента ; – разработка ММ звуковой характеристики ; – разработка ММ отклонений от цилиндрич - ности ; – разработка обобщающей ММ взаимосвязи звуковой характеристики с отклонениями от ци - линдричности . Данное исследование проводится в рамках решения общей задачи по разработке методики прогнозирования периода стойкости ШК , ос - нованной на применении косвенного звукового критерия процесса шлифования , не требующего для своей регистрации и обработки значитель - ных вложений . Такая методика служит цели по - вышения эффективности операций шлифования в условиях многономенклатурного производства за счет рационального использования ресурса инструмента . Методика исследований Объектом экспериментального исследования является процесс КНВШ . Предмет исследова - ния – акустические характеристики процесса . Эксперимент ( рис . 1) проводился на кру - глошлифовальном станке 3 М 151 Ф 2 с примене - нием шлифовального круга 1 600×50×305 25 А F46 L 6 V 50 2 кл ГОСТ Р 52781–2007. Режимы обработки : – скорость вращения круга V = 50 м / с ; – скорость радиальной подачи круга S р в за - висимости от проводимого опыта составляет 0,2; 0,3; 0,5; 0,8 мм / мин ; – скорость вращения заготовки в центрах S к = 25 м / мин ; – ширина шлифования l ш = 10 мм ; – продолжительность обработки t 1 = 1 мин , t 2 = 2 мин , t 3 = 5 мин . Образцы , используемые для проведения экспе - римента , представляют собой диски из стали 45, диаметром 70 мм , твердостью 50…55 HRC э . При планировании эксперимента учитыва - лись существующие работы по исследованию износа шлифовальных кругов [13]. Технологи - ческие условия приняты на основе часто приме -