10.14489/td.2025.12.pp.051-062

2025, 12 декабрь (December)

DOI: 10.14489/td.2025.12.pp.051-062

Козочкин М. П., Клачков В. А.
ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗЕЙ ПАРАМЕТРОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ СО СТАДИЯМИ ПРОЦЕССА ВЗАИМНОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ ПРИТИРКИ ДЕТАЛЕЙ ШАРНИРА
(с. 51-62)

Аннотация. Проводимые исследования направлены на создание автоматизированного оборудования для взаимной сферической притирки деталей шарниров. Процесс притирки был реализован на специальном стенде, позволившем изучать изменения параметров сигналов акустической эмиссии при прохождении разных стадий технологического процесса. Изучались связи параметров акустической эмиссии с ростом площади пятна контакта сферических поверхностей, изменением момента сил трения при вращении шарнира, состоянием алмазной пасты в контакте. Было установлено, что акустические сигналы могут использоваться при создании системы мониторинга при автоматизации технологического процесса.

Ключевые слова: акустическая эмиссия, сферические шарниры, взаимная притирка, свободный абразив, амплитудный спектр, пятно контакта, момент силы трения, акустический мониторинг.

Kozochkin M. P., Klachkov V. A.
STUDY OF THE RELATIONSHIPS BETWEEN ACOUSTIC EMISSION PARAMETERS AND THE STAGES OF THE MUTUAL SPHERICAL LAPPING PROCESS OF JOINT COMPONENTS
(pp. 51-62)

Abstract. The research is aimed at developing automated equipment for the mutual spherical lapping of joint components. The lapping process was implemented on a dedicated rig, allowing for the study of changes in acoustic emission signal parameters during various stages of the process. The relationships between acoustic emission parameters and the increase in the contact area of the spherical surfaces, the change in the friction torque during joint rotation, and the state of the diamond paste in the contact area were studied. It was found that acoustic signals can be used to create a monitoring system for automated process automation.

Keywords: acoustic emission, spherical joints, mutual lapping, loose abrasive, amplitude spectrum, contact patch, friction torque, acoustic monitoring.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

М. П. Козочкин, В. А. Клачков (ФГАОУ ВО «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

M. P. Kozochkin, V. A. Klachkov (Moscow State Technological University “Stankin”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Орлов П. Н. Технологическое обеспечение качества деталей методами доводки. М.: Машиностроение, 1988. 384 с.
2. Орлов П. Н. Алмазно-абразивная доводка деталей. М.: НИИМАШ, 1972. 201 с.
3. Бабаев С. Г. Притирка и доводка поверхностей деталей машин. М.: Машиностроение, 1976. 128 с.
4. Evans C. J., Paul E., Dornfeld D., et al. Material Removal Mechanisms in Lapping and Polishing // CIRP Annals. 2003. Vol. 52, No. 2. P. 611 ‒ 633.
5. Zhang F., Busnaina A. A., Ahmadi G. Particle adhesion and removal in chemical mechanical polishing andpost-CMP cleaning // Journal of the Electrochemical Society. 1999. Vol. 146, No. 7. P. 2665 ‒ 2669.
6. Shi F. G., Zhao B. Modeling of chemical-mechanical polishing with soft pads // Applied Physics. A: Ma-terialsScience & Processing. 1998. Vol. 67, No. 2. P. 249 ‒ 252.
7. Tseng W. T., Wang Y. L. Re-examination of pressure and speed dependences of removal rate during chemical-mechanical polishing processes // Journal of the Electrochemical Society. 1997. Vol. 144, No. 2. P. L15 ‒ L17.
8. Jin M., Wang L, Ye S., Qi H., et al. A novel functionally graded lapping and polishing method for the improvement of material removal uniformity // Journal of Manufacturing Processes. 2020. Vol. 50. P. 102 ‒ 110.
9. Ping Zhou, Zhigang Dong, Renke Kang, et al. A mixed elastohydrodynamic lubrication model for simulation of chemical mechanical polishing with double-layer structure of polishing pad // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2015. Vol. 77. P. 107 – 116. DOI: 10.1007/s00170-014-6438-7
10. Zhichao Geng, Ping Zhou, Lei Meng, et al. Prediction of Surface Profile Evolution of Workpiece and Lapping Plate in Lapping Process // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2021. Vol. 144, No. 8. P. 1 ‒ 40.
11. Григорьев С. Н., Козочкин М. П., Сабиров Ф. С., Синопальников В. А. Методы контроля и диагностики в машиностроении // Технология машиностроения. 2012. № 1. С. 45 ‒ 50.
12. Козочкин М. П. Виброакустический мониторинг фрикционного контакта при шлифовании // Трение и износ. 2017. Т. 38, № 4. С. 386 ‒ 391.
13. Kozochkin M. P., Porvatov A. N. Effect of Adhesion Bonds in Friction Contact on Vibroacoustic Signal and Autooscillations // Journal of Friction and Wear. 2014. Vol. 35, No. 5, Р. 389 – 395.
14. Grigoriev S. N., Kozochkin M. P., Porvatov A. N., et al. Features of Changes in the Parameters of Acoustic Signals Characteristic of Various Metalworking Processes and Prospects for Their Use in Monitoring // Appl. Sci. 2024. Vol. 14, No. 1. P. 367. DOI: 10.3390/app14010367
15. Пат. 2772527 РФ. МПК B24B 37/025. Станок для совместной автоматизированной притирки деталей шарниров шаровых / В. А. Клачков, М. П. Худяков. Заявка № 2021123262; заявл. 04.08.2021; опубл. 23.05.2022.
16. Гордеев В. Н. Кватернионы и бикватернионы с приложениями в геометрии и механике: учеб. пособие. Киев: Сталь, 2016. 316 с. ISBN 978-617-676-099-3.
17. Kozochkin M. P., Volosova M. A., Allenov D. G. Effect of wear of tool cutting edge on detail surface layer deformation and parameters of vibro-acoustic signals // Materials Science Forum. 2016. Vol. 876. Р. 50 ‒ 58. ISSN: 1662-9752
18. Завгородний В. И., Козочкин М. П., Маслов А. Р., Сабиров Ф. С. Влияние динамических характеристик инструмента и заготовки на результаты виброакустического контроля процесса резания // СТИН. 2010. № 6. С. 13 ‒ 17.
19. Козочкин М. П., Маслов А. Р., Порватов А. Н. Информационно-измерительные и управляющие системы силовых и виброакустических параметров // Измерительная техника. 2015. № 8. 2015. С. 5 ‒ 9.

Eng

1. Orlov, P. N. (1988). Technological quality assurance of parts by finishing methods. Mashinostroenie. [in Russian language].
2. Orlov, P. N. (1972). Diamond-abrasive finishing of parts. NIIMASH. [in Russian language].
3. Babaev, S. G. (1976). Lapping and finishing of machine part surfaces [in Russian language]. Mashinostroenie.
4. Evans, C. J., Paul, E., Dornfeld, D., et al. (2003). Material removal mechanisms in lapping and polishing. CIRP Annals, 52(2), 611–633. https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60207-9
5. Zhang, F., Busnaina, A. A., & Ahmadi, G. (1999). Particle adhesion and removal in chemical mechanical polishing and post-CMP cleaning. Journal of the Electrochemical Society, 146(7), 2665–2669. https://doi.org/10.1149/1.1391988
6. Shi, F. G., & Zhao, B. (1998). Modeling of chemical-mechanical polishing with soft pads. Applied Physics A: Materials Science & Processing, 67(2), 249–252. https://doi.org/10.1007/s003390050762
7. Tseng, W. T., & Wang, Y. L. (1997). Re-examination of pressure and speed dependences of removal rate during chemical-mechanical polishing processes. Journal of the Electrochemical Society, 144(2), L15–L17. https://doi.org/10.1149/1.1837556
8. Jin, M., Wang, L., Ye, S., Qi, H., et al. (2020). A novel functionally graded lapping and polishing method for the improvement of material removal uniformity. Journal of Manufacturing Processes, 50, 102–110. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2019.12.029
9. Zhou, P., Dong, Z., Kang, R., et al. (2015). A mixed elastohydrodynamic lubrication model for simulation of chemical mechanical polishing with double-layer structure of polishing pad. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 77, 107–116. https://doi.org/10.1007/s00170-014-6438-7
10. Geng, Z., Zhou, P., Meng, L., et al. (2021). Prediction of surface profile evolution of workpiece and lapping plate in lapping process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 144(8). https://doi.org/10.1115/1.4052986
11. Grigoriev, S. N., Kozochkin, M. P., Sabirov, F. S., & Sinopalkikov, V. A. (2012). Methods of control and diagnostics in mechanical engineering. Tekhnologiya Mashinostroeniya, (1), 45–50. [in Russian language]
12. Kozochkin, M. P. (2017). Vibroacoustic monitoring of frictional contact during grinding. Trenie i Iznos, 38(4), 386–391. [in Russian language]
13. Kozochkin, M. P., & Porvatov, A. N. (2014). Effect of adhesion bonds in friction contact on vibroacoustic signal and autooscillations. Journal of Friction and Wear, 35(5), 389–395. https://doi.org/10.3103/S106836661405008X
14. Grigoriev, S. N., Kozochkin, M. P., Porvatov, A. N., et al. (2024). Features of changes in the parameters of acoustic signals characteristic of various metalworking processes and prospects for their use in monitoring. Applied Sciences, 14(1), 367. https://doi.org/10.3390/app14010367
15. Klachkov, V. A., & Khudyakov, M. P. (2022). Machine for joint automated lapping of ball joint parts (Russian Federation Patent No. RU 2772527 C1) [in Russian language].
16. Gordeev, V. N. (2016). Quaternions and biquaternions with applications in geometry and mechanics. Stal. [in Russian language].
17. Kozochkin, M. P., Volosova, M. A., & Allenov, D. G. (2016). Effect of wear of tool cutting edge on detail surface layer deformation and parameters of vibro-acoustic signals. Materials Science Forum, 876, 50–58. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.876.50
18. Zavgorodnii, V. I., Kozochkin, M. P., Maslov, A. R., & Sabirov, F. S. (2010). Influence of dynamic characteristics of the tool and workpiece on the results of vibroacoustic monitoring of the cutting process. STIN, (6), 13–17. [in Russian language]
19. Kozochkin, M. P., Maslov, A. R., & Porvatov, A. N. (2015). Information-measuring and control systems for force and vibroacoustic parameters. Izmeritel'naya Tekhnika, (8), 5–9. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2025.12.pp.051-062

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2025.12.pp.051-062

and fill out the form