Actual Problems in Machine Building. Vol. 12. N 3-4. 2025 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 36 УДК 621.923.02 МОДЕЛЬ ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ ЕДИНИЧНЫМ АЛМАЗНЫМ ЗЕРНОМ И ПОВЕРХНОСТЬЮ РЕЗАНИЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ В.В. ПОЛТАВЕЦ, доктор техн. наук, доцент (ДонНТУ, г. Донецк) Полтавец В.В. – 283001, г. Донецк, ул. Артема, 58, Донецкий национальный технический университет, e-mail: poltavetsvv@gmail.com В статье рассматривается задача определения температуры на единичном алмазном зерне в месте его контакта с поверхностью резания. Решение задачи основывается на упрощенной модели теплообмена между единичным зерном и обрабатываемой заготовкой. Алмазные зѐрна наиболее вероятного размера представляются в виде цилиндра с высотой, равной диаметру основания. Полученные по предлагаемой методике расчетные значения температур дают возможность определить среднюю силу на единичном алмазном зерне, при которой окисление алмаза будет отсутствовать, а также соответствующие значения составляющих силы резания на шлифовальном круге. Эти значения выступают техническими ограничениями при назначении режимов обработки. Ключевые слова: шлифование, алмазный круг, единичное зерно, окисление алмаза, графитизация, теплообмен, площадка контакта, теплопроводность, температуропроводность. Введение Шлифование труднообрабатываемых конструкционных и инструментальных материалов алмазными кругами сопровождается высокими температурами, возникающими на контактных поверхностях алмазных зерен. При рассмотрении теплофизических аспектов этого процесса нужно учитывать, что нагревание алмаза в контакте с железом (или сплавом на основе железа) выше температуры 750-800С приводит к интенсивному физикохимическому взаимодействию его с железом – графитизации [1, 2]. П.Н. Киселева [3], рассматривая вопрос разрушения алмаза при шлифовании сталей, основной причиной разрушения алмазных зерен в процессе обработки называла графитизацию и окисление. Температура начала процесса образования аморфного углерода и графита на поверхности алмаза была впервые установлена в классической работе Эванса и Фала [4] при нагревании алмаза в вакуумной камере. Она составила 500С. Эти данные подтверждаются исследованиями Джейн Хоуи и Линды Джонс [5], а также коллектива исследователей под руководством С.П. Богданова [6]. По данным работы [5] максимальная интенсивность окисления алмазов достигается при температуре около 700С. В работе [6] установлено, что и температура начала окисления и температура его «максимального развития» существенно зависят от зернистости алмазных порошков. Так, в частности температура начала окисления изменяется от 500С для зернистости 3/2 мкм до 630С для зернистости 250/200 мкм, а температура «максимального развития окисления» соответственно сдвигается от 680С для зернистости 28/20 до 880С для зернистости 250/200 [6].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1