РОЗДІЛ 2
ФОРМОУТВОРЕННЯ І ОСОБЛИВОСТІ ВЗАЄМОДІЇ МАІ ПРИ МАО БНТП НА УСТАНОВКАХ ТИПУ
"КІЛЬЦЕВА ВАННА" В УМОВАХ ВЕЛИКИХ ЩІЛИН
Стан поверхневого шару різального інструменту в значній мірі впливає на процеси
зносу деформування та його руйнування при експлуатації, в наслідок того, що
властивості поверхневого шару в значній мірі визначаються і залежать від
механічної, термічної, хіміко-термічної та інших видів оброблень, яким
піддається інструмент на заключних етапах виготовлення.
Експлуатаційні властивості РІ, особливо твердосплавного, у значній мірі
визначаються і залежать від геометрії у тому числі мікрогеометрії поверхні,
фізичним і напруженим станом поверхневого шару робочих елементів, тощо.
Зазначені фактори взаємопов'язані і відокремити їх в реальному процесі не
можливо. Поверхневий шар матеріалу формується при виготовлені деталі, в першу
чергу при її механічній обробленню, а потім змінюється відповідно з тими
взаємодіями, яким вона піддається при наступному обробленню і експлуатації.
МАО в умовах великих магнітних щілин це насамперед оброблення при активній
фрикційно-ударній взаємодії оброблюваної поверхні з магнітно-абразивним
інструментом (МАІ), що формується в процесі оброблення. Умовно таку взаємодію
можна розділити на наступні процеси:
ударний, аналогічний взаємодії при використанні струминних методів оброблення
[23],
фрикційний, аналогічний взаємодії при терті шорсткуватих поверхонь [86].
мікрорізання, аналогічне процесам, що виникають при шліфуванні [3] і терті [23]
При взаємодії оброблюваної поверхні з МАІ, в поверхні і в поверхневому шарі
відбуваються наступні зміни:
Зміна мікрорельєфу поверхні, що відбувається або в результаті
пружного-пластичного і пластичного деформування поверхні і поверхневого шару
або в процесі мікрорізання.
Зміна напруженого стану поверхневого шару деталей [52, 87, 88].
Структурні і фазові перетворення в поверхневому шарі [89, 90].
Друга і третя групи змін, що відбуваються в процесі МАО і підтверджена
експериментально [81, 87], є наслідками комплексу ефектів, що виникають при
пластичній й пружно-пластичній деформації оброблюваних поверхонь та дії на
матеріал деталі сил магнітного походження – перемагнічування,
магніто-стрикційних, тощо.
Зміни геометрії і мікрогеометрії поверхні, напруженого стану, мікроструктурних
показників поверхневого шару виробів будуть визначатися кінематикою процесу
оброблення, особливостями взаємодії частинок МАІ і їх угрупувань з поверхнею
деталей, фізичними явищами, пов’язаними як з механічним руйнуванням тонкого
поверхневого шару, так і особливостями перемагнічування і т.і.
2.1. Аналіз кінематики процесу МАО БНТП в умовах великих магнітних щілин
Реалізувати процес МАО багатогранних твердосплавних пластин можна на установках
типу МАРС [25] або "кільцева ванна", коли деталь робить переважне обертання
навколо власної осі і переміщення через робочу зону (магнітну щілину). При
однобічному обертанні пластини навколо власної вісі зі швидкістю теоретично
може оброблятися тільки половина грані багатогранної пластини. У той час як
друга половина буде знаходитися в «тіні». Тому необхідно деталі задавати
додаткових рух - переміщення через робочу зону зі швидкістю для більш
рівномірного оброблення грані пластини (рис.2.1). В роботах Ф.Ю. Сакулевича та
його учнів доведено, що стабільність і рівномірність процесу МАО деталей типу
тіла обертання у зазначених вище умовах забезпечують траєкторії їх переміщення
в робочих зонах, що число вузлових точок, тобто з малим цикловим кутом, у
вигляді епіциклоїду. Причому, відповідно до розрахунків виконаних у [25]
найбільша ефективність досягається при величині . Розповсюдження отриманих
результатів на умови оброблення багатогранних деталей недоцільно, тому що вони
не враховують особливостей форми деталей і спрямовані виключно на забезпечення
максимальної продуктивності МАО простих деталей, а не на забезпечення
рівномірності.
Для багатогранних твердосплавних пластин процес оброблення неприйнятний через
специфіку зв'язану з нерівномірним впливом МАІ по довжині кожної оброблюваної
грані особливо для випадку трьохгранних, квадратних і несиметричних, наприклад,
ромбовидних пластин. Для здійснення ефективного МАО необхідне виконання двох
умов:
- наявність рівномірного притискання МАІ до оброблюваної деталі, що може
реалізовуватися за рахунок магнітних сил для умов малих робочих щілин і великої
магнітної індукції, або за рахунок достатніх швидкостей і оптимальної
траєкторії переміщення деталей, в середовищі МАІ, які забезпечують відносно
динамічне притискання частинок МАІ до поверхні, що оброблюється;
- наявність тангенціальних сил, що забезпечують зняття, вигладжування або
пластичне деформування поверхневого шару.
Рис. 2.1. Схема оброблення твердосплавної пластини: - центр обертання пластини
в "кільцевій ванні", - вісь пластини; 1 – оброблювана деталь
Розглянемо умови МАО в "кільцевій ванні" БНТП, при яких пластина обертається
навколо власної вісі зі швидкістю та через робочу зону зі швидкістю для більш
рівномірного оброблення грані пластини (рис.2.1)
Для оцінки ступеню рівномірності оброблення по грані багатогранної пластини
визначимо характер розподілу відносної кінетичної енергії , яку отримує кожна
точка на грані пластини довжиною L, як:
(2.1)
де - - маса укладена в нескінченно малому об'ємі і дорівнює , з припущенням, що
щільність абразивного середовища є постійною величиною;
- периферія точки на грані пластини;
- шлях пройдений точкою на грані пластини за проміжок часу
Величину можна визначити як: .
Вибираємо дві системи координат: система координат з центром в т.; система
ко
- Киев+380960830922