Аналитическое определение и анализ энергетических параметров процесса шлифования

Abstract

В работе аналитически установлено, что условное напряжение резания (энергоемкость обработки) при шлифовании в общем виде определяется соотношением радиальной составляющей силы резания, обусловленной трением связки круга с обрабатываемым материалом, и суммарной радиальной составляющей силы резания. Показано, что увеличение данного соотношения в пределах от 0 до 1 вызывает неограниченное увеличение условного напряжения резания (энергоемкости обработки), что и является причиной его чрезвычайно высоких значений при шлифовании, достигаемых на практике. Получена аналитическая зависимость для определения условного напряжения резания (энергоемкости обработки) с учетом упругих перемещений, возникающих в технологической системе, фактической глубины шлифования и количества проходов круга. Теоретически обоснованы основные условия уменьшения условного напряжения резания (энергоемкости обработки), состоящие в обеспечении примерного равенства фактической и номинальной глубин шлифования, применении относительно мягких кругов, полностью или частично компенсирующих возникновение упругих перемещений в технологической системе за счет работы круга в режиме самозатачивания.

В роботі аналітично встановлено, що умовне напруження різання (енергоємність обробки) при шліфуванні в загальному вигляді визначається співвідношенням радіальної складової сили різання, зумовленої тертям зв'язки круга з оброблюваним матеріалом, та сумарної радіальної складової сили різання. Показано, що збільшення даного співвідношення в межах від 0 до 1 викликає необмежене збільшення умовного напруження різання (енергоємності обробки), що і є причиною його надзвичайно високих значень при шліфуванні, які досягаються на практиці. Встановлено аналітичну залежність для визначення умовного напруження різання (енергоємності обробки) з урахуванням пружних переміщень, що виникають в технологічній системі, фактичної глибини шліфування й кількості проходів круга. Теоретично обґрунтовано основні умови зменшення умовного напруження різання (енергоємності обробки), які полягають в забезпеченні приблизної рівності фактичної та номінальної глибин шліфування, застосуванні відносно м'яких кругів, що повністю або частково компенсують виникнення пружних переміщень у технологічній системі за рахунок роботи круга в режимі самозагострювання.

It is analytically established that the conditional cutting stress (energy intensity of machining) in grinding in general form is determined by the ratio of the radial component of the cutting force due to friction of the ligament of the circle with the material being processed and the total radial component of the cutting force. It is shown that an increase in this ratio in the range from 0 to 1 causes an unlimited increase in the nominal cutting stress (energy intensity of the treatment), which is the reason for its extremely high grinding values achieved in practice. An analytical dependence is obtained to determine the conditional cutting stress (energy intensity of processing), taking into account the elastic displacements arising in the technological system, the actual grinding depth and the number of circle passes. Theoretically substantiated the main conditions for reducing the nominal cutting stress (energy intensity of processing), consisting in providing an approximate equality of the actual and nominal depths of grinding, applying relatively soft circles that completely or partially compensate for the appearance of elastic displacements in the technological system due to the work of the circle in the self-sharpening mode.