Діагностика та умови підвищення ефективності процесу шліфування на основі енергетичних параметрів

Abstract

Метою роботи є створення нового теоретичного підходу до діагностики процесу шліфування на основі відокремлення частки енергії тертя шліфувального круга із оброблюваним матеріалом від загального енергетичного балансу процесу шліфування та встановлення за цих умов напрямів підвищення його ефективності. Для цього в роботі встановлено аналітичні залежності для визначення енергетичних параметрів процесу шліфування: умовного напруження різання (енергомісткості обробки) і коефіцієнта шліфування (відношення тангенціальної і радіальної складових сили різання), які протилежно пов'язані з умовним кутом зсуву оброблюваного матеріалу. Виходячи із цього, розрахунками доведено, що зменшуючи експериментально встановлену тангенціальну складову сили різання, можна завжди досягти рівності значень умовного кута зсуву оброблюваного матеріалу, які визначаються умовним напруженням різання і коефіцієнтом шліфування. Виконання цієї умови забезпечує відокремлення частки енергії тертя шліфувального круга із оброблюваним матеріалом від загального енергетичного балансу процесу шліфування, що є новим в теорії обробки матеріалів різанням. Розрахунками встановлено, що під час алмазно-іскрового шліфування частка енергії тертя приймає фактично нульове значення, оскільки, завдяки дії електричних розрядів в зоні різання, забезпечується висока ріжуча здатність алмазного круга на металевій зв'язці та виключається його тертя із оброблюваним матеріалом. Фактично нульове значення частки енергії тертя отримано і в умовах мікрорізання одиничним алмазним зерном. Все це вказує на достовірність запропонованого в роботі теоретичного підходу до діагностики процесу шліфування. Також встановлено, що в умовах звичайного абразивного шліфування частка енергії тертя може перевищувати частку енергії «чистого» різання. Це пов'язано із низькою ріжучою здатністю абразивного круга, оскільки значна частина абразивних зерен працює лише в режимі тертя з оброблюваним матеріалом. Показано, що розрахункові значення коефіцієнта тертя і коефіцієнта шліфування («чистого» різання) мало відрізняються та фактично відповідають значенням відомого відношення товщини мікрозрізу до радіусу вершини абразивного зерна, за якими процес стружкоутворення в зоні різання майже не відбувається. В цих випадках важливо застосовувати ефективні методи правлення та імпрегнування шліфувальних кругів, ефективні технологічні середовища для підвищення їх ріжучої здатності. Отже знання реально встановлених значень коефіцієнта тертя і коефіцієнта шліфування («чистого» різання) на основі запропонованого теоретичного рішення відкриває нові технологічні можливості підвищення ефективності процесу шліфування та створення високопродуктивних технологічних процесів обробки деталей машин.