Изменение угла сдвига при повышении скорости шлифования | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Попов А. Ю., Реченко Д. С., Шагов Д. А., Голов Д. В., Артеменко Н. С. Изменение угла сдвига при повышении скорости шлифования // Молодой ученый. — 2015. — №22. — С. 174-177. — URL https://moluch.ru/archive/102/23536/ (дата обращения: 18.07.2018).

 

Процесс шлифования является весьма сложным и малоизученным. Основным инструментом при шлифовании являются абразивные круги, вставные головки и т. д. Этот инструмент состоит из мельчайших частиц — абразивных зерен. Форма этих зерен и их положение в связке круга различны, поэтому воздействие их на обрабатываемый материал неодинаково: часть зерен срезают металл острыми кромками, как режущими кромками инструмента, часть зерен скоблят или царапают обрабатываемый материал.

Рассматриваются вопросы изменения физики процесса шлифования твердосплавных материалов, в частности сменных твердосплавных пластин, применяемых при лезвийной обработке. На основе исследований процессов шлифования и затачивания изучено изменение угла сдвига и коэффициента трения при взаимодействии алмазных зерен с обрабатываемой поверхностью, позволяющие получать более полную информацию о процессе обработки.

Рис. 1. Схема работы алмазного зерна

 

Вектор скорости сдвига пластической деформации определяется по формуле:

,

где V — скорость резания, м/с; γ — передний угол зерна, град; φ — угол сдвига, град.

Передний угол зерна определяется по формуле:

,

где t — глубина резания при шлифовании, м; dср — средний диаметр зерна, м.

Угол сдвига (с учетом того, что сохраняется постоянства объема) определяется по формуле:

,

где ζ — коэффициент усадки стружки.

Удельная работа пластической деформации при сдвиге:

,

где S — площадь с которой снимается стружка, м2; А — удельная производительность.

Площадь срезаемого слоя определяется по формуле:

,

где μ — коэффициент трения.

 

Тогда получим, что удельная работа пластической деформации при сдвиге:

.

Удельная работа сдвига:

 — стружка сливная;

 — стружка ломаная.

Вектор скорости трения при сдвиге определяется по формуле:

.

Удельная работа трения при сдвиге:

,

где F — сила динамического трения.

Сила динамического трения еще определяется по формуле:

.

Тогда получим, что удельная работа трения при сдвиге:

.

Существует несколько допущений, с учетом которых возможно рассчитать величину усадки стружки.

Первое допущение заключается в том, что толщина стружки tc равна глубине шлифования t:

Второе допущение заключается в том, что скорость резания v равна скорости схода стружки V1:

Эти допущения позволяют создать модель шлифовального процесса с идеальными условиями.

Выполняем расчет усадки стружки по формуле:

, (1)

где ζ — коэффициент усадки стружки,  — угол наклона условной плоскости, γ — передний угол зерна.

Рис. 2. Зависимость величины усадки

 

На основе расчётов построен график, на котором отображается зависимость величины усадки стружки ζ от переднего угла зерна γ (Рис. 2).

На представленном графике отражен диапазон величин угла γ. При классических режимах обработки (скорость резания около 30 м/с) диапазон γ = 50–60º, соответственно, для этих углов усадка стружки имеет следующие значения ζ = 0,5 и ζ = 1,5.

Тогда угол наклона условной плоскости сдвига φ по формуле:

.

На рисунке 3 приведены схемы расположения углов шлифовального зерна при обработке.

 

C:\Users\user\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\50.pngC:\Users\user\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\60.png

а) γ = 50º б) γ = 60º

Рис. 3. Схема углов шлифовального зерна

 

При γ = 50 º получим φ ~ 27 º, а γ = 60 º получим φ ~ 12 º. Зная величину угла наклона условной плоскости φ вычисляем по формуле (1) величину усадки стружки ζ, получим соответственно ζ = 0,03 и ζ = 1,8.

При повышении скорости шлифования до значений около 300 м/с угол γ стремится к 30º вследствие изменения изнашивания шлифовальных зерен, а усадка стружки составит ζ = 1.

На рисунке 4 представлена схема распределения углов шлифовального зерна при высокоскоростном шлифовании.

I:\Статья\30.png

Рис. 4. Схема углов шлифовального зерна при высокоскоростном шлифовании

 

Изменение переднего угла γ при повышении скорости шлифования происходит вследствие изменения физики изнашивания шлифовальных зерен. Изменение угла сдвига происходит вследствие увеличения вектора скорости и уменьшения переднего угла. На практике установлен диапазон переднего угла в пределах γ = 25–35º. Тогда при γ = 30º получим φ ~ 30º. Данные условия процесса шлифования, когда передний угол γ = 30º и угол сдвига φ = 30º являются наиболее оптимальными с точки зрения геометрии. Шлифовальное зерно сохраняет свои прочностные свойства, а угол сдвига обеспечивает нормальный сход стружки, не изменяя ее толщины, что обеспечивает усадку стружки ζ = 1.

 

Литература:

 

  1.   Маслов, Е. Н. Теория шлифования материалов. / М.: Машиностроение. — 1974. — 320 с.
  2.   Филимонов, Л. Н. Высокоскоростное шлифование. / Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд. — 1979. — 248 с.: ил.Кузнецов, В. Д. Физика твердого тела. / Т. 3 Томск Кр. Знамя, 1944. — 274 с.: ил.
Основные термины (генерируются автоматически): шлифовальное зерно, передний угол, передний угол зерна, угол сдвига, формула, усадка стружки, скорость резания, пластическая деформация, динамическое трение, высокоскоростное шлифование.


Похожие статьи

Влияние степени пластической деформации на структуру...

Логарифмическую степень пластической деформации определяли согласно методике, изложенной в работе Кутяйкина В. Г. [6], используя изменение размеров зерен.

Измерения проводились под углом 45° к рабочей плоскости пуансона.

Создание твердосплавного инструмента сверхскоростным...

Ключевые слова: металлообработка, высокоскоростное шлифование, затачивание твердосплавного инструмента.

Повышение скорости резания до 250 м/с позволяет получать — ρ=0,1…1 мкм и менее, при

Параметры обработки и механизм изнашивания зерен.

Влияние остаточных напряжений на керамических связках...

Показано, что упрочнение повышает критическую скорость разрыва на 30–35 %.

АК из зерен 91А имеют меньшую величину остаточных напряжений, по сравнению с кругами из СВС-корунда.

Первый основан на пластической деформации абразивной массы в вязкотекучем...

Теоретическое исследование условия защемления стеблей...

α – угол наклона режущей кромки сегмента к оси его симметрии, град.; θ – угол между вектором скорости жатвенного агрегата (VЖ) и

Если угол защемления стебля в режущей паре (δ) менее 90º (неравенство (1)), то вектор силы трения (Т) направлен к нижнему основанию...

Теоретическое исследование отгиба стеблей в процессе их...

ХКР и ХНР – значение величины абсциссы перемещения сегмента ножа в конце и начале резания соответственно, м; β – угол расположения режущего аппарата относительно направления движения жатвенного агрегата, град.

Технологическое приспособление для поверхностного...

Контур контакта передней полусферы наконечника с деталью достаточно точно описывает дуга окружности (рис.1, б), соответствующая углу

Формообразование твердосплавного инструмента на...

ζ— угол наклона хорды AF к оси у. β— угол между осью х и линией АОС.

Петухов Ю. Е., Водовозов А. А. Анализ влияния скорости резания точек режущей кромки на стойкость

Создание твердосплавного инструмента сверхскоростным шлифованием для суперфинишной...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин...

Контур контакта передней полусферы наконечника с деталью достаточно точно описывает дуга окружности (рис.1, б), соответствующая углу

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Влияние степени пластической деформации на структуру...

Логарифмическую степень пластической деформации определяли согласно методике, изложенной в работе Кутяйкина В. Г. [6], используя изменение размеров зерен.

Измерения проводились под углом 45° к рабочей плоскости пуансона.

Создание твердосплавного инструмента сверхскоростным...

Ключевые слова: металлообработка, высокоскоростное шлифование, затачивание твердосплавного инструмента.

Повышение скорости резания до 250 м/с позволяет получать — ρ=0,1…1 мкм и менее, при

Параметры обработки и механизм изнашивания зерен.

Влияние остаточных напряжений на керамических связках...

Показано, что упрочнение повышает критическую скорость разрыва на 30–35 %.

АК из зерен 91А имеют меньшую величину остаточных напряжений, по сравнению с кругами из СВС-корунда.

Первый основан на пластической деформации абразивной массы в вязкотекучем...

Теоретическое исследование условия защемления стеблей...

α – угол наклона режущей кромки сегмента к оси его симметрии, град.; θ – угол между вектором скорости жатвенного агрегата (VЖ) и

Если угол защемления стебля в режущей паре (δ) менее 90º (неравенство (1)), то вектор силы трения (Т) направлен к нижнему основанию...

Теоретическое исследование отгиба стеблей в процессе их...

ХКР и ХНР – значение величины абсциссы перемещения сегмента ножа в конце и начале резания соответственно, м; β – угол расположения режущего аппарата относительно направления движения жатвенного агрегата, град.

Технологическое приспособление для поверхностного...

Контур контакта передней полусферы наконечника с деталью достаточно точно описывает дуга окружности (рис.1, б), соответствующая углу

Формообразование твердосплавного инструмента на...

ζ— угол наклона хорды AF к оси у. β— угол между осью х и линией АОС.

Петухов Ю. Е., Водовозов А. А. Анализ влияния скорости резания точек режущей кромки на стойкость

Создание твердосплавного инструмента сверхскоростным шлифованием для суперфинишной...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин...

Контур контакта передней полусферы наконечника с деталью достаточно точно описывает дуга окружности (рис.1, б), соответствующая углу

Задать вопрос