Определение величины механического износа абразивных зерен при шлифовании

Д. В. Ардашев

Аннотация


Среди различных механизмов износа абразивного инструмента при шлифовании
преобладающим является механический, проявляющийся в виде удаления элементарных микрообъемов абразивного материала с рабочей поверхности зерен. Природа образования площадки затупления на зерне в результате данного вида износа до сих пор
не раскрыта. В статье предлагается кинетический подход к механическому изнашиванию абразивных зерен при шлифовании на основе термофлуктуационной природы разрушения твердых тел. Полагается, что в результате многократного квазипериодического контакта с обрабатываемым материалом в материале абразивного зерна на межатомных связях возникают перенапряжения, которые служат толчком для преодоления атомами энергетического барьера и разрыва единичной связи. В результате, в абразивном материале происходит накопление разорванных межатомных связей, образуются несплошности и развивается процесс разрушения. При этом немаловажную роль играет температура в зоне обработки.
Предложенная методика имитационного моделирования контактного взаимодействия абразивного зерна с материалом позволяет определить напряжения, действующие в зерне при шлифовании и величину долговечности абразивного материала. Установлена характерная зависимость напряжения и долговечности от размера площадки затупления, имеющейся на абразивном зерне. Переход от элементарных объемов абразивного материала, испытывающих напряжения, к макрообъемам позволяет определить величину абразивного материала, изношенного в результате механического взаимодействия с обрабатываемым материалом.
Методика прогнозирования величины износа абразивного зерна при эксплуатации
шлифовальных кругов различных характеристик в широком диапазоне технологических условий позволит создать совершенно иной подход к проектированию операций
абразивной обработки – когда инструмент с определенным ресурсом работоспособности явля

Ключевые слова


механический износ абразивного зерна, кинетическая теория прочности, термофлуктуационный механизм разрушения

Полный текст:

PDF

Литература


Nosenko V.A., Nosenko S.V. Tekhnologiya shlifovaniya metallov [The Technology of Grinding metals]. Staryy Oskol, TNT Publ., 2013. 616 p.

Nosenko V.A. [The Influence of Contact Processes on the Wear of Wheel during the Grinding]. Instrument i Tekhnologii, 2004, no 17–18, pp. 162–167. (in Russ.)

Nosova I.V. [The Influence of Physico-Chemical Reactions in Contact between an Abrasive Grain and Metal During the Grinding]. Tehnologiya mashinostroeniya, 2013, № 4, pp. 14–17. (in Russ.)

Loladze T.N. Prochnost’ i iznosostoikost' rezhushchego instrumenta [Hardness and Wear Resistance of Cutting Tool]. Moscow, Mashinostroenie, 1982. 320 p.

Mishnaevskiy L.L. Iznos shlifoval'nyh krugov [Wear of the Grinding Wheels]. Kiev, Naukova dumka, 1982. 188 p.

Hitchiner M.P., Wilks J. Some Remarks on the Chemical Wear of Diamond and Cubic BN During Turning and Grinding. Wear, 1987, vol. 114, pp. 327–338.

Neugebauer R., Hess K.-U., Gleich S., Pop S. Reducing Tool Wear in Abrasive Cutting. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2005, vol. 45, pp. 1120–1123.

Wegener K., Hoffmeister H.-W., Karpuschewski B., Kuster F., Hahmann W.-C., Rabiey M. Conditioning and Monitoring of Grinding Wheels. CIRP Annals. Manufacturing Technology, 2011, vol. 60, pp. 757–777.

Jiang J.L., Ge P.Q., Bi W.B., Zhang L., Wang D.X., Zhang Y. 2D/3D Ground Surface Topography Modeling Considering Dressing and Wear Effects in Grinding Process. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2013, vol. 74, pp. 29–40.

Kumar S., Choudhury S.K. Prediction of Wear and Surface Roughness in Electro-Discharge Diamond Grinding. Journal of Materials Processing Technology, 2007, vol. 191, pp. 206–209.

LaChance S., Warkentin A., Bauer R. Development of an Automated System for Measuring Grinding Wheel Wear Flats. Journal of Manufacturing Systems, 2003, vol. 22, pp. 130–135.

Brinksmeier E., Werner F. Monitoring of Grinding Wheel Wear. CIRP Annals. Manufacturing Technology, 1992, vol. 41, pp. 373–376.

Tönshoff H.K., Friemuth T., Becker J.C. Process Monitoring in Grinding. CIRP Annals. Manufacturing Technology, 2002, vol. 51, pp. 551–571.

Fathima K., Senthil Kumar A., Rahman M., Lim H.S. A Study on Wear Mechanism and Wear Reduction Strategies in Grinding Wheels Used for ELID Grinding. Wear, 2003, vol. 254, pp. 1247–1255.

Xipeng X., Yiqing Y., Huang H. Mechanisms of Abrasive Wear in the Grinding of Titanium (TC4) and Nickel (K417) Alloys. Wear, 2003, vol. 255, pp. 1421–1426.

Regel' V.R., Slucker A.I., Tomashevskij Je.E. Kineticheskaya teoriya prochnosti tverdykh tel [Kinetic Theory of Strength of Solids]. Moscow, Nauka Publ., 1974. 560 p.

Maslov E.N. Teoriya shlifovaniya materialov [Theory of Grinding of Materials]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1974. 320 p.

Shmidt I.V. [The Stress Condition of the Polymer-Composite Layered System During Mechanical Machining]. Science Intensive Technologies in Mechanical Engineering, 2013, no. 7, pp. 27–31. (in Russ.)

Shmidt I.V., Dyakonov A.A. Modeling of Stressed State During the Processing of Laminated Surfaces. Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science 2014. International Association of Engineers (IAENG), pp. 914–917.

Dyakonov A.A. [Scientific and Methodological Base for Improving the Efficiency of Grinding, Based on Multi-Factor Evaluation of Machinability of Materials]. Science Intensive Technologies in Mechanical Engineering, 2013, no. 1. pp. 19–26. (in Russ.)

Ardashev D.V. Physicochemical Wear of Abrasive Grains During Grinding Processes. Journal of Friction and Wear, 2014, no. 4, pp. 284–289.

Ardashev, D.V. [Tool and Regime Equipment of Group Technology of Grinding Operation]. Fundamental'nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii, 2011, no 4. pp. 14–19. (in Russ.)


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.