Експериментальне дослідження процесу глибинного шліфування нахиленими тонкими абразивними кругами зовнішніх циліндричних поверхонь деталей

dc.citation.epage87
dc.citation.journalTitleАвтоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні
dc.citation.spage76
dc.citation.volume55
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “ Львівська політехніка ”
dc.contributor.affiliationLviv Politechnic National University
dc.contributor.authorЛитвиняк, Я. М.
dc.contributor.authorЮрчишин, І. І.
dc.contributor.authorНовіцький, Ю. Я.
dc.contributor.authorLytvyniak, Ya.
dc.contributor.authorYurchyshyn, I.
dc.contributor.authorNovitskyi, I.
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-03-22T11:49:47Z
dc.date.available2023-03-22T11:49:47Z
dc.date.created2021-11-22
dc.date.issued2021-11-22
dc.description.abstractМета. Експериментальне дослідження процесу глибинного шліфування зовнішніх циліндричних поверхонь деталей тонкими абразивними кругами, нахиленими до обробленої поверхні. Методика. Дослідження здійснено із застосуванням методів теорії різання, планування експериментів, статистичного опрацювання результатів експериментів. Результати. Запропоновано новий технологічно гнучкий спосіб глибинного шліфування нахиленими тонкими абразивними армованими кругами за підвищеної колової швидкості обробки зовнішніх циліндричних поверхонь деталей із покриттями підвищеної зносостійкості та твердості або деталей, отриманих із важкооброблюваних матеріалів. Експериментально встановлено вплив режимів різання на величину ефективної потужності та головної складової сили різання під час оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь деталей. Встановлено для попутного та зустрічного напрямків колових швидкостей оброблюваної циліндричної деталі та тонкого абразивного круга емпіричні співвідношення між режимами обробки та енергосиловими параметрами процесу обробки. Наукова новизна. Експериментальними дослідженнями впливу режимів обробки тонкими нахиленими абразивними кругами зовнішніх циліндричних поверхонь деталей встановлено, що для попутної обробки збільшення глибини різання та колової швидкості обертання деталі супроводжується зростанням ефективної потужності та головної складової сили різання, а зростання поздовжньої подачі – зменшенням. Для зустрічної обробки у разі збільшення подачі та колової швидкості деталі ефективна потужність та головна складова сили різання зростають, а у разі збільшення глибини різання зменшуються. Для досліджуваного процесу обробки важливим є сумісний, одночасний вплив декількох чинників режимів обробки. Оброблення належить до процесів із низьким енергоспоживанням. Для всіх комбінацій режимів різання ефективна потужність різання не перевищує 0,2 кВт. Низька ефективна потужність різання разом із незначноюплощеюконтакту абразивного круга з оброблюваною деталлю визначають незначний вплив на оброблену поверхню температури нагрівання в зоні обробки, що забезпечує збереження механічних характеристик поверхневого шару, отриманого на попередніх стадіях виготовлення деталі. Практична значущість. Запропоновано використовувати на операціях чорнового круглого шліфування або на чорнових переходах токарної операції оброблення нахиленими тонкими абразивними кругами циліндричних поверхонь деталей із важкооброблюваних матеріалів або з товстошаровими зносостійкими покриттями, що мають значні попередні поверхневі нерівності. Процес обробки може реалізовуватись на верстатах токарної групи, оснащених додатковим, змінним високошвидкісним електричним приводом обертання тонкого абразивного круга. Низькі енерговитрати процесу обробки циліндричних деталей нахиленими тонкими абразивними кругами визначають перспективність його практичного використання. Застосування цього способу обробки забезпечує: використання абразивних армованих кругів низької вартості, зменшення основного часу оброблення за рахунок більших глибин різання та зменшення кількості робочих проходів, зростання продуктивності, зниження собівартості обробки, підвищення універсальності процесу, завдяки можливості обробляти циліндричні поверхні деталей, що утворені із різноманітних матеріалів ізістотно відмінними фізико-механічними властивостями.
dc.description.abstractAim. Experimental investigation of grinding of external cylindrical surfaces of parts by thin abrasive wheels that are inclined to working surface. Methods. The investigation was carried out using the methods of cutting theory, the planning of experiments, statistical processing of experimental results. Results. The thin reinforced abrasive wheels (heightened circular speed gives for these wheels) are proposed to use to work up outer cylindrical surfaces of parts with covering heightened wear resistance and hardness or the details that were received of hard-to-machine materials. The influence of the cutting modes in the production process by thin abrasive wheels on the amount of effective power and the main component of the cutting force during the processing of external cylindrical surfaces of parts were experimentally determined. The empirical relations between production modes and power parameters of the production process were defined for oncoming directions and passing directions of circular speed for the machined cylindrical part and thin abrasive wheel. Scientific novelty. The ratio of production mode by thin inclined abrasive wheels on the effective cutter power and the main component of the cutting force during the processing of external cylindrical surfaces of parts, which were experimentally received, determines that accompanying processing by the increase of cutting depth and circular speed of rotation is accompanied to increase of effective cutter power and the main component of cutting force, and the increase of the longitudinal feed is accompanied to reduce them, but effective cutter power and the main component of cutting force increase during the growth of a feed and circular speed of the part for counter processing, however, these values reduce during the increase of cutting depth. The compatible, paired influence of several factors of processing modes on the power parameters of the process is important during the production process by the inclined thin abrasive wheel. The production process concerns processes with low energy consumption. The effective cutting power does not exceed 0.45 kW for all combinations of cutting modes. Low effective cutting power together with a small contact area of the abrasive wheel with the workpiece determine a small effect on the treated surface of the heating temperature in the processing area that ensures the preservation of the mechanical characteristics of the surface layer, which was obtained in the previousstages of manufacturing the part. Low energy consumption of the production process of cylindrical parts by inclined thin abrasive wheels determines the availability of its practical use. Practical significance. The production process of cylindrical workpiece surface of hard-to-process materials or with thick-layer wear-resistant coatings, which have significant previous surface irregularities, by inclined thin abrasive wheels was proposed to use on operations of rough round grinding or on rough transitions of turning operation. The studied machining process can be implemented on lathes that are equipped with the additional, replaceable high-speed electric drive of rotation of a thin abrasive wheel. The use of the method of processing the outer cylindrical surfaces by thin abrasive wheels provides: the use of low cost cutting tools, reduction of the main processing time due to the greater depths of cutting, increase productivity and reduce the cost of processing and versatility of the process, due to the ability to process the cylindrical surfaces of parts that are formed from a variety of materials with significantly different physical and mechanical properties.
dc.format.extent76-87
dc.format.pages12
dc.identifier.citationЛитвиняк Я. М. Експериментальне дослідження процесу глибинного шліфування нахиленими тонкими абразивними кругами зовнішніх циліндричних поверхонь деталей / Я. М. Литвиняк, І. І. Юрчишин, Ю. Я. Новіцький // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2021. — Том 55. — С. 76–87.
dc.identifier.citationenLytvyniak Ya., Yurchyshyn I., Novitskyi I. (2021) Eksperymentalne doslidzhennia protsesu hlybynnoho shlifuvannia nakhylenymy tonkymy abrazyvnymy kruhamy zovnishnikh tsylindrychnykh poverkhon detalei [Experimental investigation of grinding of external cylindrical surfaces of parts by inclined thin abrasive wheels]. Industrial Process Automation In engineering and Instrumentation : Ukrainian interdepartmental scientific and technical collection (Lviv), vol. 55, pp. 76-87 [in Ukrainian].
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.23939/istcipa2021.55.076
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/57759
dc.language.isouk
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofАвтоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні (55), 2021
dc.relation.ispartofIndustrial Process Automation In engineering and Instrumentation : Ukrainian interdepartmental scientific and technical collection (55), 2021
dc.relation.references1. Обработка резанием деталей с покрытиями / Клименко С. А., Коломиец В. В., Хейфец М. Л., Пилипенко А. М., Мельничук Ю. А., БурыкинВ. В.; под общей ред. С. А. Клименко. К.: ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2011. 353 с. Режим доступу: https://www.twirpx.com/file/936484/.
dc.relation.references2. Черняк Я. П. Опыт наплавки деталей и узлов строительной техники //Автоматическая сварка. 2013. № 3. С. 56–59. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/as_2013_3_1
dc.relation.references3. Исследование термической стойкости наплавленного метала предназначенного для восстановления прокатных / А. А. Бабинец, И. А. Рябцев, И. А. Кондратьев и др. валов // Автоматическая сварка. 2014. № 5. С. 17–21. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/as_2014_5_1.
dc.relation.references4. Титаренко В. И. Установки на базе токарных станков для наплавки прокатных валков / В. И. Титаренко, В. Н. Лантух, А. С. Кашинский // Автоматическая сварка. 2013. № 4. С. 50–55. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/as_2013_4_1.
dc.relation.references5. Голякевич А. А. Опыт применения электродуговой наплавки порошковой проволокой на предприятиях Украины // Автоматическая сварка / А. А. Голякевич, Л. Н. Орлов, Л. С. Малинов, В. И. Титаренко. 2016. № 9. С. 37–41. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/as_2016_9_1.
dc.relation.references6. Харламов Ю. А. Обробка деталей при відновленні і зміцненні. Луганськ : СНУ ім. Даля, 2007. 500 с. Режим доступу: https://books.google.com.ua/.
dc.relation.references7. Технологія ремонту та відновлення (Фінішна алмазно-абразивна обробка еластичними інструментами у ремонтному виробництві) / С. А. Клименко, В. В Бурикін, Л. Г. Полонський, В. Г. Cніцар. Житомир: ЖДТУ,2014. 122 с. Режим доступу: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis64r_81/cgiirbis_64.exe/.
dc.relation.references8. Бурыкин В. В. Финишные технологии обработки деталей с покрытиями / В. В. Бурыкин, Ю. А. Харламов, В. М. Ночвай // Вісник ЖДТУ. Житомир. 2017. № 2(80). C. 29–33. Режим доступу: DOI: https://doi.org/ 10.26642/tn-2017-2(80)-29-33/.
dc.relation.references9. Клименко С. А. Шероховатость поверхности деталей с напыленными аморфно-кристаллическими покрытиями на основе железа, обработанных инструментом с ПКНБ / С. А. Клименко, Ю. А. Мельнийчук // Вестник Брянского государственного технического университета. 2018. № 11 (72). C. 32–38. Режим доступу: https://doi.org/10.30987/issn.1999-8775/.
dc.relation.references10. Тонконогий В. М. Моделювання та експериментальне дослідження процесів теплопередачі при шліфуванні деталей з плазмовим покриттям / В. М. Тонконогий, О. В. Рибак // Різання та інструмент в технологічних системах. Харків: НТУ “ХПІ”. 2019. Вип. 90. С. 100–108. Режим доступу: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/43881.
dc.relation.references11. Красота М. В., Шепеленко И. В., Матвиенко А. А., Аль Соодани Салем М. Муташаир. Анализ эффективности существующих и перспективных методов обработки деталей с покрытиями // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. Кіровоград., КНТУ. 2014. Вип. 27. С. 99–108. Режим доступу: http://dspace.kntu.kr.ua/jspui/handle/123456789/1322.
dc.relation.references12. Лебедев В. Г. Рациональные температуры при шлифовании наплавленных и напыленных на рабочие поверхности деталей сталей, сплавов и химических соединений / В. Г. Лебедев, Н. Н. Клименко, Т. В. Чумаченко // Вісник НТУ “ХПІ”. 2014. № 7 (1050). C. 37–41. Режим доступу: http://repository. kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/8370.
dc.relation.references13. Технология шлифования в машиностроении / З. И. Кремень, В. Г. Юрьев, А. Ф. Бабошкин; под общ. ред. З. И. Кремня. СПб.: Политехника, 2007. 424 с.: ил. Режим доступу: https://www.twirpx. com/file/2257586.
dc.relation.references14. Anatoly V. Usov, Vladimir M. Tonkonogyi, Predrag V. Daši´c and Olga V. Rybak. Modelling of Temperature Field and Stress–Strain State of the Workpiece with Plasma Coatings during Surface Grinding. Machines, 2019, 7, 20. Режим доступу: doi:10.3390/machines7010020.
dc.relation.references15. Rowe, W. B. Principles of modern grinding technology / W. Brian Rowe. William Andrew is an imprint of Elsevier. First edition 2009. 416 р. Режим доступу: https://www.elsevier.com/books/principles-of-modern-grindingtechnology/rowe/978-0-8155-2018-4.
dc.relation.references16. Пляскин И. И. Оптимизация технических решений в машиностроении. М.: Машиностроение, 1982. 176 с. Режим доступу: https://www.twirpx.com/file/872444/.
dc.relation.references17. Стоцько З. А. Моделювання технологічних систем: навч. посіб. 2-ге вид., перероб. і допов. Львів: Вид-во Львів. політехніки, 2013. 186 с. Режим доступу: https://vlp.com.ua/node/10765/.
dc.relation.referencesen1. Cutting of coated parts / Klimenko S. A., Kolomiets V. V., Kheifets M. L., Pilipenko A. M., Melnichuk Yu. A., Burykin V. V.; Edited by S. A. Klimenko. K.: ISM them. V. N. Bakul National Academy of Sciences of Ukraine, 2011. 353 p.
dc.relation.referencesen2. Chernyak Ya. P. Experience of surfacing of parts and assemblies of construction equipment // Automatic welding / Ya. P. Chernik, 2013. No. 3. P. 56–59.
dc.relation.referencesen3. Babinets A. A. Investigation of thermal resistance of deposited metal intended for restoration of rolling shafts // Automatic welding / A. A.Babinets, I. A. Ryabtsev, I. A .Kondrat'ev et al. 2014. No. 5. P. 17–21.
dc.relation.referencesen4. Titarenko V. I. Installations based on lathes for surfacing of rolling rolls // Automatic welding / V. I. Titarenko, V. N. Lantukh, A. S. Kashinsky. 2013. No. 4. С. 50–55.
dc.relation.referencesen5. Golyakevich A. A. Experience of using electric arc surfacing with flux-cored wire at Ukrainian enterprises // Automatic welding / A. A. Golyakevich, L. N. Orlov, L. S.Malinov, V. I. Titarenko. 2016. No. 9. С. 37–41.
dc.relation.referencesen6. Kharlamov Yu. A. Processing of details at restoration and strengthening / Yu. A. Харламов. – Luhansk: SNO named after Dalia, 2007. 500 p.
dc.relation.referencesen7. Technology of repair and restoration (Finishing diamond-abrasive treatment with elastic tools in repair production) / S. А. Klimenko, V. V. Burikin, L. G. Polonsky, V. G. Cnicar. Zhytomyr. ЖДТУ, 2014. 122 с.
dc.relation.referencesen8. Burykin V. V., Kharlamov Yu. A., Nochvay V. M. Finishing technologies for processing parts with coatings // Bulletin of ZhDTU. Zhytomyr. 2017. No. 2 (80). S. 29–33.
dc.relation.referencesen9. Klimenko S. A., Melniychuk Yu. A. Surface roughness of parts with sprayed amorphous-crystalline coatings based on iron processed with a PCNB tool // Bulletin of the Bryansk State Technical University. 2018. No. 11 (72). S. 32–38.
dc.relation.referencesen10. Tonkonogy V. M, Rybak O. V. Modeling and experimental research of heat transfer processes during grinding of parts with plasma coating // Cutting and tools in technological systems. Kharkiv: NTU “KhPI”. 2019. Vip. 90. P. 100–108.
dc.relation.referencesen11. Krasota M. V., Shepelenko I. V., Matvienko A. A., Al Soodani Salem M. Mutashair. Analysis of the effectiveness of existing and promising methods of processing parts with coatings // Machinery in agricultural production, industrial engineering, automation. Kirovograd., KNTU. 2014. Vip. 27. P. 99–108.
dc.relation.referencesen12. Lebedev V. G., Klimenko N. N., Chumachenko T. V. Rational temperatures during grinding of deposited and sprayed on the working surfaces of parts of steels of alloys and chemical compounds// Bulletin of NTU “KhPI”. 2014. No. 7 (1050). S. 37–41.
dc.relation.referencesen13. Kremen’ Z. I. Grinding technology in mechanical engineering / Z. I. Kremen’, V. G. Yuriev, A. F. Baboshkin; under total. ed. 3. I. Kremnya. SPb.: Polytechnic, 2007. 424 p.: ill.
dc.relation.referencesen14. Anatoly V. Usov, Vladimir M. Tonkonogyi, Predrag V. Daši´c and Olga V. Rybak. Modelling of Temperature Field and Stress–Strain State of the Workpiece with Plasma Coatings during Surface Grinding. Machines, 2019, 7, 20, ; doi:10.3390/machines7010020.
dc.relation.referencesen15. Rowe, W. B. Principles of modern grinding technology / W. Brian Rowe. William Andrew is an imprint of Elsevier. First edition 2009. 416 р.
dc.relation.referencesen16. Plyaskin I. I. Optimization of technical solutions in mechanical engineering. M.: Mashinostroenie, 1982. 176 p.
dc.relation.referencesen17. Stotsko Z. A. Modeling of technological systems: textbook. manual./ Ministry of Education and Science of Ukraine, Nat. Lviv Polytechnic University.2nd ed., revised. and add.-Lviv: Lviv Publishing House. Polytechnic, 2013. 186 p.
dc.relation.urihttps://www.twirpx.com/file/936484/
dc.relation.urihttp://nbuv.gov.ua/UJRN/as_2013_3_1
dc.relation.urihttp://nbuv.gov.ua/UJRN/as_2014_5_1
dc.relation.urihttp://nbuv.gov.ua/UJRN/as_2013_4_1
dc.relation.urihttp://nbuv.gov.ua/UJRN/as_2016_9_1
dc.relation.urihttps://books.google.com.ua/
dc.relation.urihttp://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis64r_81/cgiirbis_64.exe/
dc.relation.urihttps://doi.org/
dc.relation.urihttps://doi.org/10.30987/issn.1999-8775/
dc.relation.urihttp://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/43881
dc.relation.urihttp://dspace.kntu.kr.ua/jspui/handle/123456789/1322
dc.relation.urihttp://repository
dc.relation.urihttps://www.twirpx
dc.relation.urihttps://www.elsevier.com/books/principles-of-modern-grindingtechnology/rowe/978-0-8155-2018-4
dc.relation.urihttps://www.twirpx.com/file/872444/
dc.relation.urihttps://vlp.com.ua/node/10765/
dc.rights.holder© Національний університет „Львівська політехніка“, 2021
dc.rights.holder© Литвиняк Я. М., Юрчишин І. І., Новіцький Ю. Я., 2021
dc.subjectабразивний інструмент
dc.subjectтонкий абразивний круг
dc.subjectкругле шліфування
dc.subjectглибинне шліфування
dc.subjectматематичне планування експериментів
dc.subjectкут нахилу абразивного круга
dc.subjectрежими різання абразивними кругами
dc.subjectобробка шліфуванням на токарному верстаті
dc.subjectпопутне шліфування
dc.subjectзустрічне шліфування
dc.subjectобробка деталей після відновлення
dc.subjectabrasive tool
dc.subjectthin abrasive wheel
dc.subjectmathematical planning of experiments
dc.subjectgrinding
dc.subjectinclination angle of abrasive wheel
dc.subjectcutting modes by abrasive circles
dc.subjectround grinding
dc.subjectgrinding on a lathe
dc.subjectassociated grinding
dc.subjectcounter grinding
dc.subjectrestoration of cylindrical parts
dc.subjectprocessing of details after restoration
dc.subject.udc621.923
dc.titleЕкспериментальне дослідження процесу глибинного шліфування нахиленими тонкими абразивними кругами зовнішніх циліндричних поверхонь деталей
dc.title.alternativeExperimental investigation of grinding of external cylindrical surfaces of parts by inclined thin abrasive wheels
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
2021v55_Lytvyniak_Ya-Experimental_investigation_76-87.pdf
Size:
1.3 MB
Format:
Adobe Portable Document Format

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.83 KB
Format:
Plain Text
Description: