An002306. Грабченко А.И., Доброскок В.Л., Федорович В.А. 3D моделирование алмазно-абразивных инструментов и процессов шлифования: Учебн. пособие. - Харьков: НТУ [ХПИ], 2006. - 364 с.

  В учебном пособии излагаются основы 3D моделирования алмазно-абразивных инструментов и процессов шлифования. Рассматриваются современные тенденции объектно-ориентированного статистического моделирования применительно к алмазно-абразивным инструментам, напряженно-деформированному состоянию зоны шлифования, а также вопросы практического применения результатов 3D моделирования.
  Предназначено для студентов, магистров и аспирантов, преподавателей технических вузов, а также может быть полезным для специалистов-технологов.

СОДЕРЖАНИЕ
ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ В 3D МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ 9
1.1. Повышение эффективности алмазно-абразивной обработки 9
1.2. Моделирование алмазно-абразивных инструментов 12
1.3. Параметры рабочей поверхности алмазно-абразивных инструментов 16
1.4. Классификация методов формообразования рабочей поверхности алмазно-абразивных инструментов 17
1.5. Методология 3D моделирования алмазно-абразивных инструментов 23
1.6. Вопросы для самостоятельной подготовки 27
ГЛАВА 2. ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ АМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЛОЯ 29
2.1. Статистическое моделирование распределения размеров зерен в навеске шлифпорошка из сверхтвердых материалов 29
2.2. Модификация законов распределения для решения задач статистического моделирования 35
2.2.1. Законы распределений, использующиеся при описании рабочей поверхности алмазно-абразивных инструментов 36
2.2.2. Комплексная система анализа наборов распределений и композиций на их основе 52
2.3. Генерирование последовательностей случайных чисел при решении задач статистического моделирования 55
2.4. Вопросы для самостоятельной подготовки 66
ГЛАВА 3. СИСТЕМА 3D МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА 67
3.1. Структура и основные элементы системы 3D моделирования 67
3.2. Подобие при 3D моделировании алмазно-абразивных инструментов 71
3.3. Создание алмазосодержащего слоя 75
3.3.1. Формирование навески зерен с заданным законом распределения размеров 77
3.3.2. Имитационный контроль зернового состава навески 80
3.3.3. Распределение зерен в пространстве алмазосодержащего слоя 92
3.3.4. Статистический анализ элементов алмазосодержащего слоя 94
3.4. Формирование 3D модели рабочей поверхности кругов 100
3.5. Визуализация результатов 3D моделирования алмазно-абразивных инструментов 110
3.6. Статистический анализ законов распределения исследуемых признаков при 3D моделировании алмазно-абразивного инструмента 117
3.7. Взаимосвязь зернового состава навески с параметрами распределения размеров зерен 125
3.7.1. Регрессионный анализ взаимосвязи между параметрами распределения размеров зерен и процентным содержанием фракций 127
3.7.2. Определение параметров распределений размеров зерен в соответствии с ГОСТ 134
3.8. Вопросы для самостоятельной подготовки 141
ГЛАВА 4. 3D МЕТОДОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССА АЛМАЗНОГО ШЛИФОВАНИЯ 143
4.1. Шлифование как процесс взаимодействия элементов единой системы "обрабатываемый материал-зерно-связка"     143
4.2. Понятие о приспосабливаемости при алмазно-абразивной обработке 147
4.3. Методология изучения процесса шлифования с позиций приспосабливаемости двух взаимодействующих поверхностей 148
4.4. Исследование 3D параметров рабочей поверхности алмазных кругов и обработанной поверхности методом лазерного сканирования 157
4.5. Методика определения фактической площади контакта в системе "СТМ-зерно-связка" 163
4.6. Методика оценки степени приспосабливаемости при шлифовании 166
4.7. Исследование параметров РПК и обработанной поверхности методом цветометрического компьютерного сканирования 168
4.8. Методика исследования 3D напряженно-деформированного состояния зоны шлифования 171
4.9. Вопросы для самостоятельной подготовки 177
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗОНЫ ШЛИФОВАНИЯ 178
5.1. Методология 3D моделирования напряженно-деформированного состояния зоны шлифования 178
5.2. 3D напряженно-деформированное состояние системы "СТМ-зерно-связка" 183
5.2.1. 3D НДС зоны шлифования при точечном контакте зерна 185
5.2.2. 3D НДС зоны шлифования при линейном контакте зерна 189
5.2.3. 3D НДС зоны шлифования при плоском контакте зерна 193
5.3. Моделирование совместной работы различно ориентированных зерен при контакте с поликристаллом 198
5.4. Влияние параметров топографии поверхности круга на 3D напряженно-деформированное состояние зоны шлифования 202
5.5. Вопросы для самостоятельной подготовки 208
ГЛАВА 6. ТОПОГРАФИЧЕСКАЯ ПРИСПОСАБЛИВАЕМОСТЬ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В ЗОНЕ ШЛИФОВАНИЯ 210
6.1. Теоретический анализ топографической приспосабливаемости при шлифовании СТМ 210
6.2. Фактическая площадь контакта в системе "РПК-СТМ" и ее изменение в процессе приспосабливаемости 222
6.3. Экспериментальное исследование изменения параметров топографии поверхности круга и СТМ путем лазерного сканирования 228
6.4. Вопросы для самостоятельной подготовки 231
ГЛАВА 7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 3D МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА И ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ 232
7.1. Статистические механизмы формирования рабочей поверхности алмазно-абразивных инструментов 232
7.1.1. Алмазосодержащий слой и его характеристики 232
7.1.2. Поверхность связки и статистические механизмы ее трансформации 237
7.1.3. Статистический механизм формирования 3D модели рабочей поверхности 246
7.1.4. Распределение вершин зерен на рабочей поверхности алмазно-абразивного инструмента 248
7.1.5. Влияние неравномерности поверхности связки на распределение вершин зерен 256
7.2. 3D методология определения оптимальных характеристик алмазных кругов на этапах изготовления и эксплуатации 259
7.3. Влияние модуля упругости связки на эффективность взаимного микроразрушения элементов системы "СТМ-зерно-связка" 266
7.4. Анализ удельного расхода и износа алмазных зерен 275
7.5. Практическое использование методологии 3D моделирования. Обеспечение надежности лезвийного инструмента из СТМ на стадии его изготовления 279
7.6. Вопросы для самостоятельной подготовки 284
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Структура основных баз данных, входящих в систему 3D моделирования алмазно-абразивных инструментов 286
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Дополнительные экранные формы системы 3D моделирования алмазно-абразивных инструментов и примеры ее использования 297
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Модифицированные параметры распределения размеров зерен из алмаза и кубического нитрида бора 321
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Практические работы 327
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 340