И.И. Рашоян, аспирант
Самарский государственный технический университет

Исследованию процесса микрорезания единичным зерном шлифовального круга посвящен ряд работ. Наиболее глубокие исследования данного процесса выполнены Е.Н. Масловым [1]. Актуальность таких исследований объясняется тем, что толщина слоя, снимаемого одним зерном круга, является объективным показателем, характеризующим эффективность процесса шлифования. Этот показатель определяет силу резания, износ круга, мгновенную температуру в зоне резания, шероховатость шлифованной поверхности и многое другое.

Согласно исследованиям [1] средняя величина толщины снимаемого слоя (a_zс) при круглом шлифовании определяется по формуле

где V_d - скорость вращения детали, м/мин; V_k - скорость вращения круга, м/с; l_ср - средний шаг между зернами, мм; t_ф - фактическая глубина резания, мм; d- диаметр детали, мм; D - диаметр шлифовального круга, мм; S - продольная подача, мм/об, В - ширина шлифовального круга, мм, a - коэффициент, равный 1 для наружного круглого шлифования и -1 для внутреннего шлифования.

Для вычисления средней толщины срезаемого слоя при шлифовании методом поперечной подачи в вышеуказанной работе принимается, что S=B. но это условие не соответствует действительности, т.к. продольная подача при врезном шлифовании равна нулю. С другой стороны, величина a_zс, определенная по приведенной формуле, не отвечает реальным размерам стружек, которые намного превышают расчетные значения. Значит, по вышеуказанной формуле определяется средняя глубина внедрения шлифующих зерен в материал, но не толщина стружек.

Проведя кинематический анализ процесса внедрения зерен в заготовку при любом способе шлифования, можно заметить, что форма сечения элемента, образованного траекториями резания (царапанья) двух соседних шлифующих зерен очень близка по форме треугольнику (рис 1). Исходя из этого предположения, уточним формулу для определения средней глубины внедрения зерен в материал при круглом врезном шлифовании.

Рис. 1. Схема измерения глубины внедрения зерна шлифовального круга в заготовку

Как известно, площадь треугольника равна полусумме произведения основания треугольника на высоту. Основанием в данном случае является длина кривой контакта зерна с заготовкой, а высотой - искомая глубина внедрения зерна. Длина кривой контакта определяется по следующим формулам [1]:

-для наружного шлифования

-для внутреннего шлифования

Средняя площадь сечения элемента АВС, образованного двумя последовательными траекториями резания (царапанья), равна

Отсюда, средняя глубина внедрения одного зерна в заготовку при круглом шлифовании определяется по уточненной автором формуле

Средний шаг между зернами на периферии шлифовального круга в продольном направлении с большей степенью точности находится из зависимости

где l_срv - среднее расстояние между зернами в единице объема шлифовального круга, j _с - средний структурный угол, характеризующий упаковку зерен в круге [2].

В результате проведенного анализа процесса микрорезания при круглом врезном шлифовании получена уточненная формула по определению средней глубины внедрения зерна (a_zс), что позволяет более реально оценить процесс удаления материала. Величина a_zс не является толщиной реальной стружки, однако, зная ее, можно охарактеризовать нагрузку и на шлифующее зерно, и на шлифовальный круг в целом. Чем глубже проникают шлифующие зерна в обрабатываемый материал, тем больше износ шлифовального круга. Воздействуя на режимы обработки, можно управлять глубиной внедрения зерна с целью повышения качества и точности обрабатываемой поверхности и уменьшения степени износа шлифовального круга.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. М., Машиностроение, 1974.

2. Носов Н.В. Повышение эффективности и качества абразивных инструментов путем направленного регулирования их функциональных показателей. Диссертация.доктора технических наук, Самара, 1997.