ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.92
DOI: 10.18503/1995-2732-2022-20-3-94-102
Аннотация
Процесс шлифования является одним из старейших видов обработки, он по-прежнему является одним из наиболее применяемых способов обработки материалов для изготовления изделий с высоким качеством поверхности и точностью размеров. Однако он является одним из самых сложных и наименее понятных процессов по двум основным причинам. Во-первых, абразивные зерна, присутствующие на поверхности ин-струмента, ориентированы случайным образом. Во-вторых, они подвергаются сложному взаимодействию в зоне обработки. Кроме того, в процессе шлифования, вследствие больших скоростей и низкой теплопроводно-сти шлифовального круга, мгновенная температура в зоне контакта может достигать температуры плавления стали, что приводит к изменению структуры поверхностного слоя детали. Удалить дефектный слой не пред-ставляется возможным, потому что размер детали находится в допуске, следовательно, брак является неиспра-вимым, то есть все предыдущие затраты на обработку бесполезны. Температура является одним из главных ограничивающих критериев при назначении режимов резания на операции шлифования. Используемые в статье методы основывались на фундаментальных положениях теории технологии машиностроения, теории резания при лезвийной и абразивной обработке, законах теории теплопроводности твердых тел. Разработана математическая модель расчета температуры в зоне контакта шлифовального круга и заготовки при круглом врезном шлифовании. Разработанная математическая модель учитывает количество абразивных зерен на пятне контакта, физические свойства материала заготовки и шлифовального круга, режимы резания. Полученная модель может в дальнейшем использоваться для проектирования высокоэффективных циклов для операций круглого врезного шлифования в качестве основной для реализации ограничения по бесприжоговости обработки.
Ключевые слова
шлифование, шлифовальный круг, тепловой поток, пятно контакта, абразивные зерна
Для цитирования
Дегтярева-Кашутина А.С., Болдырев И.С. Математическая модель определения температуры в зоне кон-такта при круглом врезном шлифовании // Вестник Магнитогорского государственного технического универ-ситета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №3. С. 94-102. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-3-94-102
1. Baidakova N.V., Orlova T.N. Influence of Abrasive Grain Geometrical Characteristics on the Grinding Quality // Procedia Engineering, 2017, vol. 206, pp. 194-199, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.10.459.
2. The Influence of Abrasive Grit Morphology on Wheel Topography and Grinding Performance / J. Palmer, D. Curtis, D. Novovic, H. Ghadbeigi// Procedia CIRP, 2018, vol. 77, pp. 239-242. https://doi.org/10.1016/ j.procir.2018.09.005.
3. Новоселов Ю.К., Богуцкий В.Б., Дзюбаба Р.Н. Прог¬нозирование параметров шероховатости поверх¬ности при абразивной обработке // Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч. 1. С. 262-269.
4. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1978. 128 с.
5. Lishchenko N.V., Larshin V.P. The influence of lubricating fluid coolant action on grinding temperature // Science Vector of Togliatti State University. 2015. №3-1. С. 68-74.
6. Дьяконов А.А. Исследование прочностных характе¬ристик материалов при скорости деформации и температурном режиме шлифования // Металло¬обработка. 2007. №4. С. 2-5.
7. Grinding force and power modeling based on chip thickness analysis / R.L. Hecker, S.Y. Liang, X.J. Wu, et al. // Int J AdvManufTechnol 2007. Vol. 33. P. 449. https://doi.org/10.1007/s00170-006-0473-y
8. Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифо-вании и управление качеством поверхности. М.: Машиностроение, 1978. 167 с.
9. Корчак С.Н. Производительность процесса шли-фования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974. 280 с.
10. Переладов А.Б., Камкин И.П., Анохин А.В. Исследование статистико-вероятностных характе¬ристик рабочей поверхности шлифовального круга // Известия вузов. Машиностроение. 2014. №3 (648). С. 67-71.
11. Носенко В.А., Даниленко М.В., Васильев В.В. Методика определения характера распределения контактирующих вершин зерен на поверхности шлифовального круга с учетом многопроходности процесса // Известия Волгоградского государ-ственного технического университета. 2021. Т. 1 (248). С. 23-26.
12. Байкалов А.К. Введение в теорию шлифования материалов. Киев: Наукова думка, 1978. 207 с.
13. Parametric evaluation and three-dimensional modelling for surface topography of grinding wheel/ W. Liu, Zh. Deng, Y. Shang, L. Wan // International Journal of Mechanical Sciences. 2019. Vol. 155. Pp. 334-342. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2019.03.006.
14. Королев А.В. Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразив¬ной обработке. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1975. 191 с.
15. Киселев Е.С. Теплофизика правки шлифовальных кругов с применением СОЖ. Ульяновск: УлГТУ, 2001. 170 с.
16. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. 144 с.
17. Переверзев П.П. Теория и методика расчета опти-мальных циклов обработки деталей на круглошли¬фовальных станках с программным управлением: дис. … д-ра техн. наук. Челябинск, 1999. 295 с.
18. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. М.: Машиностроение, 1974. 320 с.
19. Клочко В.И. Эффективность высокоскоростного шлифования разных сталей и сплавов с учетом точности и качества обработки: дис. … канд. техн. наук. Челябинск, 1984. 207 с.