OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 7 TECHNOLOGY резания в виртуальной среде на выполнение ими требований операционных эскиза и карты с использованием CAM-системы на текущий момент не представляется возможным. Поэтому на предприятиях вынуждены проводить пробную обработку заготовок по назначенным технологом режимам резания. Зачастую для стабильного выполнения требований чертежа при изготовлении партии деталей режимы резания занижаются до безопасного уровня, что, несомненно, приводит к потере производительности. Наличие экспериментальной проверки на подготовительном этапе производства приводит к увеличению его продолжительности, а также дополнительным временным и материальным затратам. Причиной описанной выше производственной проблемы является отсутствие инженерной широкодиапазонной аналитической модели, достоверно устанавливающей математическую взаимосвязь силы резания с глубиной резания и другими параметрами режима резания, объемом снимаемого металла, характеристикой и геометрическими параметрами шлифовального круга, физико-механическими свойствами обрабатываемого материала и др. Приведем анализ научных исследований, направленных на моделирование силы резания на операциях шлифования. В работе [1] установлена взаимосвязь между силой резания единичным зерном абразивного круга и физико-механическими свойствами обрабатываемого материала через напряжения сдвига и сжатия, при этом учитывается температура, возникающая в зоне резания. Идентично в источниках [2, 3] получены расчетные зависимости для нахождения силы резания для операций шлифования, принимающие во внимание процесс трения (коэффициент внутреннего трения, угол трения и др.). На основании зависимостей, полученных в работе [1], разработаны модели для расчета силы резания при плоском шлифовании [4, 5]. В работах [6–14] представлены силовые зависимости, учитывающие процессы затупления и изнашивания абразивного зерна при шлифовании. В работах [15–23] рассмотрено влияние на силу резания динамических нагрузок, возникающих из-за «контактной жесткости» технологической системы, нестационарности процесса абразивной обработки, переменной жесткости технологической системы и т. п. В работах [15, 16] расчет силы резания производится с учетом жесткости технологической системы и динамических нагрузок. В работе [17] расчет силы резания выполняется с учетом коэффициента трения на примере плоского шлифования. Формулы, представленные в перечисленных выше работах, не имеют инженерного вида, что затрудняет их практическое применение в области машиностроения. Среди работ, посвященных разработке модели силы резания для операций плоского шлифования, выделим следующие. В работе [24] предложена математическая модель плоского шлифования инструментом, смоделированным в виде диска с распределенными по цилиндрической поверхности абразивными зернами со случайными геометрическими характеристиками. В работе [25] представлена динамическая математическая модель силы резания, учитывающая износ рабочей поверхности круга в процессе плоского шлифования. В работе [26] приведены экспериментальные исследования составляющих силы резания, возникающих при плоском шлифовании для узкого диапазона материалов (в основном различных сплавов титана). В работе [27] выполнена экспериментальная оценка изменения силы резания и шероховатости на примере плоского шлифования нескольких марок сталей. В работе [28] проведен эксперимент по оценке влияния скорости резания на силу резания и износ шлифовального круга. Анализ показал, что, несмотря на имеющееся обилие аналитических моделей, связывающих силы резания с глубиной резания единичных режущих зерен круга в процессе шлифования, до сих пор отсутствуют адекватные инженерные модели расчета силы резания для заданной глубины резания при шлифовании кругом в целом. В предложенных моделях вычисляется некая глубина и сила резания при срезе металла единичным зерном абразивного круга в зависимости от количества зерен и прочих факторов при отсутствии достоверной априорной информации о количестве режущих зерен и снимаемых объемах металла. Поэтому по приведенным формулам невозможно вычислить не только глубину резания кругом в целом и возникающую при этом силу резания, но и величину снимаемого припуска во время операции за несколько проходов.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1