Obrabotka Metallov 2009 No. 3

УДК 621.922 ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ОБРАБАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА ВСЛЕДСТВИЕ ИЗНОСА АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА С.Г. БИШУТИН, профессор, доктор техн. наук, Н.В. ТЮЛЬПИНОВА, ассистент, УНТИ Брянский ГТУ, г. Брянск Представлена методология прогнозирования тепловыделения в контактной зоне заготовки и абразивного инструмента с учетом его изнашивания. The methodology of forecasting of heat separation in contact zone of stock and abrasive tool with taking into account its wear process is present. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, ИЗНОС, ТЕМПЕРАТУРА НАГРЕВА ДЕТАЛИ, МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ. Качество продукции машиностроения в зна- чительной степени обеспечивается нафинишных операциях технологических процессов механи- ческойобработки. Наиболее распространенными финишными операциями являются разнообраз- ные виды абразивного шлифования. Тепловые явления, сопровождающие процессшлифования, оказывают существенное влияние на качество шлифованных поверхностей. На практике стре- мятся, чтобы процесс абразивной обработки не вызывал значительных структурно-фазовых из- менений (прижогов) материала поверхностного слоя заготовки вследствие ее нагрева. Для назна- чения научно обоснованных режимов бесприжо- гового шлифования необходимо иметь представ- ление о температурном поле в зоне обработки, которое претерпевает значительные изменения вследствие изнашивания шлифовального круга. Однако существующие математические модели прогнозирования тепловыделения при шлифо- вании не учитывают в должной мере изменение состояния рабочей поверхности инструмента в процессе его эксплуатации. В этой связи приведенные ниже результаты исследований являются актуальными и пред- ставляют интерес как с научной, так и с практи- ческой точки зрения. В основу исследований положена следующая схема нагрева и охлаждения обрабатываемого материала при контактировании с абразивным инструментом (рис. 1). Источником тепловыде- ления при шлифовании являются перемещаю- щиеся с большой скоростью абразивные зерна, создающие тепловые импульсы (на рис. 1 по- казаны в виде скачков температуры). В про- цессе шлифования каждый элементарный уча- сток зоны контакта заготовки и шлифовального круга от момента входа в контакт до выхода из контакта испытывает действие ряда тепловых импульсов. Каждый импульс вызывает нагрев и последующее охлаждение шлифуемой поверх- ности. Интервал между тепловыми импульсами определяет степень охлаждения и температуру, до которой успеет остыть поверхность к момен- ту подхода очередного зерна. Считаем, что про- цесс охлаждения между импульсами проис- ходит адиабатически, без конвективных потерь. Итак, когда рассматриваемый участок находит- ся в контакте, он испытывает воздействие i им- пульсов, в промежутках между которыми проис- ходит значительное снижение температуры, но не до первоначального значения: каждое после- дующее зерно входит в металл, нагретый дей- ствием предыдущих зерен. Другими словами, к температуре от второго импульса добавляется температура, до которой успел остыть металл от действия первого импульса к моменту начала второго (добавляется «остаток» от предыдущего импульса); к температуре от третьего импульса добавляется остаток от действия двух предыду- ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ИНСТРУМЕНТЫ № 3 (44) 2009 18