ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 6 ТЕХНОЛОГИЯ Моделирование взаимосвязи силы резания с глубиной резания и объемами снимаемого металла единичными зернами при плоском шлифовании Александра Акинцева а, *, Павел Переверзев b Южно-Уральский государственный университет, пр. Ленина, 76, г. Челябинск, 454080, Россия a https://orcid.org/0000-0001-8881-8461, akintsevaav@susu.ru; b https://orcid.org/0000-0002-1416-8918, pereverzevpp@susu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 4 с. 6–21 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-6-21 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.923.9 История статьи: Поступила: 20 июля 2023 Рецензирование: 01 августа 2023 Принята к печати: 15 августа 2023 Доступно онлайн: 15 декабря 2023 Ключевые слова: Режим резания Сила резания Глубина резания Объем снимаемого металла Плоское шлифование Цикл Погрешность обработки Финансирование Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-29-00792. АННОТАЦИЯ Введение. Модель расчета силы резания лежит в основе модулей САМ-системы, связанных как с прогнозированием погрешности обработки на металлорежущих станках для заданных условий шлифования, так и с оптимизацией всех параметров технологического режима (параметры режимов резания, режущего инструмента и пр.). Однако из-за отсутствия адекватной модели расчета силы резания, представленной в инженерном виде, такие модули до сих пор не разработаны не только для операций плоского шлифования, но и для всех других видов металлообработки. Сложность получения адекватной модели силы резания для операций плоского шлифования заключается в необходимости установления взаимосвязи станочных параметров макрорежимов резания (подач, скорости резания) шлифовальным кругом с параметрами микрорежимов резания – множеством режущих зерен круга, связанных с пластической деформацией металла в зоне сдвига, микрообъемами снимаемого металла и геометрией режущей части абразивных зерен. Целью данной работы является разработка силовой модели, устанавливающей взаимосвязь силы резания с глубиной резания и объемами снимаемого металла единичными зернами и кругом в целом на основе интеграции микрообъемов и микросил при срезе металла зернами круга. Предметом исследования является математическое моделирование взаимосвязи между силой резания и режимами резания с параметрами микрорезания группой единичных зерен на основе равенства работ при снятии металла одного объема. Методологической основой исследований служит установленная С.Н. Корчаком связь между работой (энергией), затрачиваемой на пластическую деформацию металла единичным зерном, интенсивностью напряжений, интенсивностью скоростей деформаций и объемом снимаемого металла кругом в целом. Результатом работы является аналитическая модель, достоверно и адекватно устанавливающая взаимосвязь между силой резания и глубиной резания, режимами резания, характеристикой круга, физико-механическими свойствами обрабатываемого материала и другими основными технологическими параметрами. Областью применения результатов является возможность использования представленной в данной статье модели расчета силы резания в качестве основы при разработке модуля для CAM-системы (цифрового двойника процесса механической обработки), который бы позволял в рамках производственного процесса вести расчет и проектирование оптимальных технологических параметров операции плоского шлифования, а также осуществлять тестирование режимов резания по критерию точности обработки партии деталей с учетом влияния различных переменных факторов и реальных условий обработки. Для цитирования: Акинцева А.В., Переверзев П.П. Моделирование взаимосвязи силы резания с глубиной резания и объемами снимаемого металла единичными зернами при плоском шлифовании // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 4. – С. 6–21. – DOI:10.17212/1994-6309-2023-25.4-6-21. ______ *Адрес для переписки Акинцева Александра Викторовна, к.т.н., доцент Южно-Уральский государственный университет, пр. Ленина, 76, 454080, г. Челябинск, Россия Тел.: +7 (922) 633-56-57, e-mail: akintsevaav@susu.ru Введение Плоское шлифование – это чистовая операция, к которой предъявляются жесткие требования по точности и качеству обработки. Достижение данных требований является весьма трудоемкой задачей на операциях плоского шлифования ввиду необходимости управления тремя подачами (рис. 1), наличия на обрабатываемых поверхностях пазов и отверстий, одновременной обработки на операции нескольких заготовок и пр. Обеспечение точности и качества обрабатываемой поверхности напрямую зависит от режимов резания. В настоящее время режимы резания назначаются при помощи CAM-системы, основу которой составляет оцифрованная нормативносправочная литература. Тестирование режимов
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1