Actual Problems in Machine Building 2019 Vol. 6 No. 1-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 6. N 1-4. 2019 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 86 Окончательное формообразование режущего элемента из высокопрочных инструментальных материалов производится, как правило, с помощью абразивной обработки. Традиционные технологии, описанные в работах [4-6] либо не обеспечивают требуемого качества режущего лезвия, либо обеспечивают, но с некоторым процентом брака, высокими трудозатратами и т.д. Комбинированные методы обработки, такие как электрохимическое шлифование, алмазное шлифование с непрерывной электрохимической правкой круга и комбинированное электроалмазное шлифование позволяют снизить процент брака, повысить производительность обработки [7-10]. Приведенные комбинированные методы обработки достаточно сложные, так как сочетают в себе электрофизическое и электрохимическое воздействие на обрабатываемый материал и необходимо подобрать теоретически и практически обоснованные механические и электрические режимы обработки, которые обеспечивали бы требуемое качество заточенного режущего лезвия в сочетании с высокой производительностью процесса формообразования. Следовательно, необходимо провести предварительные теоретические исследования по сокращению диапазона варьируемых переменных. Также провести анализ технологий формообразования режущих элементов из высокопрочных материалов на предмет возникновения различных дефектов на лезвии. Теория Проведем математическое моделирование процесса шлифования с целью сравнительного анализа методов обработки на предмет возникновения дефектов и определения рациональных механических режимов резания. Моделирование процесса шлифования - достаточно сложный процесс, это связанно с тем, что реальный шлифовальный круг имеет очень сложную поверхность, которой он осуществляет съем материала. Каждое абразивное зерно имеет индивидуальную хаотичную геометрию, они вступают из связки на различную высоту, их расположение на поверхности шлифовального круга не равномерное и не подается закономерному описанию. В связи с тем, что в процессе резания материала не все зерна участвуют в снятии припуска, а только некоторая часть, а также в связи с особенностью геометрических характеристик зёрен, часть абразивов осуществляет пластическую деформацию обрабатываемого материала, другая часть не контактирует с обрабатываемым материалом, так как недостаточно выступает из связки или же скалываются от высоких нагрузок в первые секунды работы шлифовального круга. Методика анализа процесса шлифования на основе работы единичного абразивного зерна, что заведомо дает большую погрешность расчета [11]. В работах [12-16] описан способ моделирования шлифования, с помощью наложения сдвиговых скоростей на обрабатываемую пластину в зону контакта шлифовального круга и заготовки. Описанный подход, с учетом наложенных ограничений, рассматривает процесс шлифования, как взаимодействие двух гладких тел. Но абразивная обработка это, прежде всего, контактный процесс взаимодействия двух тел, одно из которых имеет режущие абразивные зерна с хаотичными геометрическими характеристиками. Необходимо сделать некоторые допущения для моделирования шлифовального круга, которые не вносили бы большой ошибки в расчеты. Предположим, что все абразивные зерна имеют одинаковую геометрическую форму в виде пирамиды, вершина которой направлена в сторону обрабатываемого материала. Величина выступа абразивного зерна из связки равна примерно третьей ее части. Плотность распределения шлифовальных зерен на поверхности круга примем исходя из среднего значения измеренной плотности распределения на реальных шлифовальных кругах одной зернистости.