Obrabotka Metallov 2010 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (49) 2010 12 ТЕХНОЛОГИЯ Исакова согласно [6]. С учетом размеров абразивных зерен и структуры круга для обдирочного шлифо- вания имеем величину в 0,108 шт/мм 2 (зернистость 160), тогда как для кругов, применяемых на чисто- вых операциях, данный показатель находится в райо- не 0,35…0,59 шт/мм 2 (зернистости 30 и 25 соответ- ственно). Пересчет интенсивности тепловыделения необ- ходим, так как толщина среза единичным зерном при чистовом шлифовании составляет 0,005 мм, а при обдирочном шлифовании 0,1 мм. Для расчета интен- сивности тепловыделения от единичного источника микрорезания 0 q (единичного зерна) используются формулы, разработанные для чистового шлифования [1], с вводом исходных данных, характерных для обдирки. В итоге получаем: 0 1,79 i Q q v S = ≈ ⋅ σ k , (1) где Q – интенсивность источника на всей площади действия; S – площадь действия; v k – скорость вра- щения круга. В результате интенсивность тепловы- деления при обдирочном шлифовании более чем в 4 раза больше, чем при чистовом шлифовании. По- вышенная интенсивность тепловыделения наглядно подтверждена расчетом температурных полей при обдирочном шлифовании. Модифицированная таким образом теплофизи- ческая модель взята в основу при расчете темпера- турных полей и полей самоподогрева при обдироч- ном шлифовании для различных материалов. При определении температуры в зоне контакта шли- фовального круга и заготовки предлагается зави- симость, разработанная на основе теории быстро- движущихся источников с учетом боковых оттоков тепла в заготовке, которая позволяет определить суммарное температурное поле от любого коли- чества источников, воздействующих на сечение заготовки за время прохождения им длины зоны контакта: ( ) 1 ( ) ( ) 2 ( ) ( ) ( ) 0,5 ( ) ( ) ( , ) 4 ( ) 0,5 ( ) 0,5 ( ) 4 ( ) 4 ( ) (0,5 ( )) 0,5 ( ) 4 ( ) 4 ( ) (0,5 n i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i z z t t U z t q t t z z z z t t t t z z z z E t t t t E = ⎡ ⎡ ⎤ + − χ − = + ⎢ ⎢ ⎥ λ π χ − ⎢ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ ⎡ ⎤ − − + − + + × ⎢ ⎥ χ − πχ − ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ ⎛ ⎞ + − − − ⎜ ⎟ × − + × ⎜ ⎟ χ − πχ − ⎝ ⎠ − × − ∑ з з з з з з l erf l l erf l l l 2 ( ) 1 0 ( ) 2 ( ) ( ) ( )) ( ) 4 ( ) 0,5 ( ) ( ) ( ) 4 ( ) 0,5 ( ) 4 ( ) 0,5 ( ) (0,5 ( )) 4 4 ( ) i i i n i i i i i i i i i i i i i i i i i i z z H t t t t z z t t q U t t z z t t z z z z E t t = ⎤⎫ ⎛ ⎞ − ⎪ ⎥ ⎜ ⎟ − − ⎬ ⎜ ⎟ ⎥ χ − ⎪ ⎝ ⎠⎭⎦ ⎡⎧ ⎡ ⎤ + − χ − − τ ⎪⎢ − + ⎢ ⎥ ⎨ λ π χ − − τ ⎢ ⎢ ⎥ ⎪ ⎣ ⎦ ⎩⎣ ⎡ ⎤ − − + + ⎢ ⎥ χ − − τ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ + − + − + − πχ − − τ ∑ з з з з l erf l erf l l 2 ( ) ( ) ( ) 0,5 ( ) (0,5 ( )) 4 ( ) 4 ( ) ( ), i i i i i i i i i i i i i t t z z z z E t t t t H t t ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ χ − − τ ⎝ ⎠ ⎤⎫ ⎛ ⎞ − − − − ⎪ ⎥ ⎜ ⎟ + − ×⎬ ⎜ ⎟ ⎥ χ − − τ πχ − − τ ⎪ ⎝ ⎠⎭⎦ × − − τ з з l l (2) где q – интенсивность теплового источника; λ – коэф- фициент теплопроводности материала; erf( x ) – функ- ция ошибок; E i – интегральная показательная функция; z – координата источника по оси z ; χ – коэффициент температуропроводности материала; t – рассматривае- мый момент времени; τ – время действия теплового ис- точника; H ( x ) – функция Хевисайда [3]. Кроме этого данная теплофизическая модель учитывает стохастичность процесса шлифования: каждая развертка круга генерируется случайным об- разом. Качественный анализ проводится по корреля- ционному полю, полученному наложением всех тем- пературных полей одного материала. Т а б л и ц а 1 Сравнение параметров финишных операций шлифования с обдиркой Характеристика Чистовые операции шлифования Обдирочное шлифование Точность обработки 6 квалитет 15 квалитет Глубина резания, мм 0,015…0,1 До 5 мм Шероховатость поверхности Rz 1,3…10 Не контролируется Качество поверхности Отсутствие прижогов Пригодность для дальнейшей механообработки Исходное состояние заготовки 10…12 квалитет, равномерный припуск без дефектов Допускается окалина, местные раковины, корка и т.д.