Уфа : УГАТУ, 2009
Т.12, № 4(33). С. 61–65 ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ МЕХ. И ФИЗ.-ТЕХН. ОБРАБОТКИ
УДК 621.9: 531.3:001.5
С. П. НИКИТИН МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ С УЧЕТОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УПРУГОЙ И ТЕПЛОВОЙ СИСТЕМ Статья представляет метод и математическую модель, используемые в анализе динамики взаимосвязи между операцией резки и тепловых процессов. В модели функционирования электрической аналогии используется метод, который позволяет указать динамические процессы различных физических типов. Динамическая система станка; теплодинамика процесса резания
Процесс шлифования занимает большое место в современном машиностроении как один из финишных методов обработки. Причем высокие скорости резания при шлифовании и формообразование в тонких приповерхностных слоях материала вызывают значительные механические и тепловые нагрузки, приводящие иногда к трещинам и прижегам на обработанных поверхностях. Это ухудшает качество обработки. С другой стороны, высокие температуры при шлифовании воздействуют на шлифовальный круг, приводят к выгоранию связки, затуплению зерен, повышенному износу, что снижает производительность и ухудшает условия обработки. 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА До настоящего времени тепловые и динамические процессы при шлифовальной обработке исследовались раздельно. Но при использовании предельных режимов резания и повышении требований к точности обработки постоянные времени этих процессов в зоне резания становятся сравнимыми. Поэтому динамическое поведение технологического оборудования можно предсказать только с учетом комплексного воздействия тепловых и упругих процессов. В данной работе предлагаются математическая модель и методика расчетов тепломеханических процессов при абразивной обработке как часть комплексной тепло-динамической системы шлифовального станка. Для построения математической модели использован метод Контактная информация:
[email protected]
электрической аналогии [2], который позволяет отразить как тепловые, так и процессы другой физической природы. 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Шлифование как процесс пластического деформирования и разрушения материалов детали и круга занимает промежуточное положение между резанием резцом [3, 4] (инструментом с определенной режущей кромкой) и трением. Поэтому при моделировании динамики процесса при шлифовании необходимо учесть особенности этого процесса. Математические модели должны учитывать, что изменения условий обработки (подача, ширина круга, зернистость и т. д.) влияют на силы резания через изменение фактического, а не номинального сечения срезаемого слоя. Схему контакта шлифовального круга с заготовкой можно представить в соответствии с рис. 1. Z VК
круг
t
заготовка
VИ Ии
RY
PZ
P
lд PY
CY
CZ
RZ
1 Рис. 1. Схема контакта шлифовального круга
Y
62
ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ МЕХ. И ФИЗ.-ТЕХН. ОБРАБОТКИ
Процесс удаления материала с заготовки на длине контакта lд обеспечивают отдельные зерна. Пока еще нет достаточной информации о процессах стружкообразования, силах и трении при резании абразивными и алмазными зернами. Но, ссылаясь на публикации [1, 9, 10] и информацию о виде стр