Ви є тут

Наукові і технологічні основи формування різального рельєфу шліфувальних кругів з метою підвищення ефективності обробки.

Автор: 
Шахбазов Яків Олександрович
Тип роботи: 
Дис. докт. наук
Рік: 
2007
Артикул:
3507U000403
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ II
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ВЗАЄМОДІЇ АЛМАЗНОГО ІНСТРУМЕНТА Й
АБРАЗИВНОГО КРУГА В ПРОЦЕСІ ФОРМУВАННЯ
ОПОРНОЇ ПОВЕРХНІ РЕЛЬЄФУ ЙОГО РОБОЧОГО ШАРУ
Проведений у розділі І аналіз показав, що переважним видом спрацювання абразивних кругів на операціях чистового шліфування є адгезійне й дифузійне та, у меншій ступені, абразивне спрацювання, що призводить до утворення площин спрацювання на зернах та збільшення їх радіуса при вершині. Ці явища викликають затуплення робочої поверхні кругів, погіршення якості обробленої поверхні та зниження продуктивності процесу шліфування. Визначення технологічних умов формування опорної поверхні абразивних кругів вимагає розв'язання проблеми встановлення ступеня руйнування їх робочої поверхні при формуванні рельєфу. На операціях чорнового шліфування, де основною вимогою передбачається продуктивне зрізання припуску з поверхні заготовки, режим формування рельєфу має забезпечувати високу розвиненість опорної поверхні абразивного круга. При шліфуванні самозагострювання кругів на цих операціях є бажаним явищем та досягається збільшенням глибини шліфування або значним притисканням круга до заготовки, що призводить до руйнувань зерен і зв'язки круга та збільшення відстані між зернами в межах опорної поверхні. На операціях напівчистового та чистового шліфування режим самозагострювання абразивного інструменту не дозволяє отримати малу шорсткість обробленої поверхні. Тому, на цих операціях, режим формування рельєфу має передбачити мінімальне руйнування поверхневого шару абразивного круга, чого можна досягти неповним руйнуванням абразивних зерен, коли частина зерна залишиться у межах опорної поверхні і буде виконувати процес різання. У цьому випадку буде мінімальна відстань між зернами в межах опорної поверхні абразивного круга та її питома величина, що сприятиме формуванню якісних параметрів обробленої поверхні на операціях чистового шліфування. Оскільки мікроруйнування абразивних зерен у процесі формування рельєфу призводить до значного зменшення радіуса при вершині зерна [157, 159], то можна очікувати й полегшення процесу стружкоутворення та поліпшення якості обробленої поверхні.
Формування опорної поверхні абразивного круга алмазним інструментом відбувається в контактній системі "кристал алмазу - абразивне зерно - зв'язка абразивного круга". В залежності від характеру руйнування цієї системи буде визначатися ступінь розвиненості робочої поверхні абразивного круга і придатність його до виконання операції шліфування. Якщо руйнування самих абразивних зерен відбувається при їх безпосередньому контакті з кристалом алмазу, то закономірності руйнування зв'язки абразивного круга, де відсутній контакт з кристалом алмазу, слід пов'язати проходженням ударної хвилі крізь абразивне зерно. У такому випадку, керування характером руйнування робочого шару абразивних кругів і їх опорною поверхнею можна досягти обмеженням концентрації контактного навантаження в межах абразивного зерна або передачею її до зв'язки абразивного круга. Вирішення цієї проблеми залежить від співвідношення між основними параметрами удару, як періоди тріщиноутворення та проходження ударної хвилі крізь абразивне зерно.
Для з'ясування шляхів керування опорною поверхнею абразивних кругів у процесі формування їх рельєфу, розглянемо основні закономірності ударного контактування в системі "кристал алмазу - абразивне зерно - зв'язка абразивного круга".
2.1. Базове рівняння контактної системи процесу взаємодії
абразивного круга й алмазного інструмента
Формування рельєфу абразивних кругів на керамічній зв'язці і їх опорної поверхні алмазним інструментом відбувається при швидкості абразивного круга, який використовуються для шліфування. Тому цей процес можна представити як взаємодію між кристалом алмазу та зернами абразивного круга при ударі. При таких умовах параметри рельєфу й опорної поверхні абразивних кругів будуть визначатися закономірністю процесу видалення абразивно-керамічного матеріалу алмазним інструментом - крихким руйнуванням абразивних зерен та їх вириванням зі зв'язки. В цьому випадку більш складним є встановлення механізму перехідних процесів від субмікроруйнування до крихкого руйнування абразивних зерен та керування цим явищем.
Відомо, що процес крихкого руйнування поверхневого шару абразивного круга відбувається під дією миттєвих сил, час взаємодії між кристалом алмазу та абразивним зерном становить біля 10-7с [131 ]. При цьому можливими різновидами крихкого руйнування будуть: субмікроруйнування, мікроруйнування або макроруйнування зерна абразивного круга та руйнування його зв'язки. Крихке руйнування поверхневого шару являє собою процес, що складається з декількох стадій: пружної деформації в системі "зерно - зв'язка"; тріщиноутворення, характерного для крихких матеріалів, і самого процесу руйнування. Руйнуванню абразивного зерна чи зв'язки передують пружні деформації. При цьому в зоні контакту кристала алмазу та абразивного зерна повинні бути створені зусилля, деформації і напруження, які забезпечують задані параметри руйнування. У зв'язку з цим, розрахунки пружних характеристик взаємодії зводяться до визначення сил, деформацій, напружень і часових параметрів процесу співудару.
При схематизації процесу співудару потрібно вирішити питання щодо пошуку еквівалентної форми абразивного зерна й кристала алмазу. З рекомендацій авторів [9, 65,68,69,] можна прийняти такі припущення: абразивні зерна приводять до форми сфери одного радіуса або замінюють еліпсоїдом обертання з постійним співвідношенням півосей; виступаючі різальні вершини замінюють еквівалентним конусом або пірамідою з кутом при вершині; поперечний переріз абразивного зерна розглядають як неправильний многокутник. Припустимо, що кристал алмазу та абразивні зерна мають форму конуса, а їх вершини радіусні у вигляді напівсфер з радіусами r1 i r. На рис.2.1. показана схема контакту абразивного зерна і кристала алмазу. У процесі взаємодії абразивне зерно переміщається на певну величину в напрямку колової швидкос