Моделирование обработанной по- верхности при шлифовании некруговым торцовым абразивным инструментом

Андрей Александрович Козлов, Александр Михайлович Козлов, Юрий Валерьевич Василенко

Аннотация


Топография поверхности оказывает значительное влияние на её эксплуатационные по казатели, в частности – на износостойкость. Наибольшим сопротивлением износу обладает поверхность с перекрещивающимся типом направлений неровностей. Для получения таких поверхностей на цилиндрической поверхности разработан абразивный инструмент в форме диска с торцовой некруговой рабочей поверхностью. Такой инструмент имеет широкие возможности по формированию на цилиндрической поверхности микрорельефов
различной направленности. Тем не менее, прогнозирование шероховатости, получаемой в результате этого сложного процесса, с целью управления им, является задачей, требующей отдельного рассмотрения.
В статье приводится обзор проблематики прогнозирования шероховатости обработанной поверхности при шлифовании некруговым торцовым инструментом. Ставится задача разработки математической модели прогнозирования шероховатости, указываются основные особенности процесса, учитываемые при моделировании.
Разработанная модель строится на основе представления единичного абразивного зерна произвольной формы совокупностью отдельных режущих элементов, имеющих различные условия контакта с обрабатываемой поверхностью. Для каждой точки определяются режущая, деформирующая и не контактирующая с поверхностью детали. Таким образом формируется царапина от единичного зерна, а совокупность таких царапин образует обработанную поверхность с перекрещивающимся типом направления неровностей. Модель дает возможность прогнозировать параметры шероховатости обработанной поверх-
ности и определять характеристики контакта с сопрягаемой поверхностью.
Для проверки адекватности разработанной модели проведен ряд экспериментов, выполненных в промышленных условиях на валках листопрокатных станов. Эксперимент показал, что износостойкость поверхности, обработанной торцовым абразивным инструментом, выше на 30–40 % по сравнению с обработанной по традиционной технологии.


Ключевые слова


моделирование; направление микронеровностей; абразивный инструмент; некруговая торцовая рабочая поверхность

Полный текст:

PDF

Литература


Malkin S. Grinding Technology. Theory and Application of Machining with Abrasives. New York, 1989.

Ardashev D.V. Predicting the Performance of Abrasive Tools in Process Design for Diversified Production. J. Russian Engineering Research, 2015, vol. 35(3), pp. 206–208.

Ardashev D.V. Group Abrasive Machining in Flexible Production. J. Russian Engineering Research, 2015, vol. 35(4), pp. 305–306.

Matsui S. Statistical Approach to Grinding Mechanism in Fluence of the Distribution in Depth for the Position of Grain Tip Angles. Technology Reports Tohoku University, 1972, vol. 32, № 2, pp. 297–312.

Hong Z., Jungshen L., David Y., Xiaozhong S., Xiaojian R. Geometry Analysis and Simulation in Shoe Centerless Grinding. Trans. ASME. J. Manuf. Sci. and Eng., 2003, vol. 2, pp. 304–309.

Kozlov A.M. Povyshenie kachestva i tochnosti tsilindricheskikh detaley pri shlifovanii [Improving the Quality and Accuracy of Cylindrical Parts for Grinding]. Lipetsk, LSTU, 2004. (in Russ.)

Gusev V.G. [Forming Surfaces of Revolution in the Digital Teams Grinding Abrasive Wheels]. Bulletin of Engineering, 1993, vol. 10, pp. 20–27. (in Russ.)

Stepanov Y.S., Afanasiev B.I. [GrindingWheelwithan Axially-displaced Abrasive Layer and a Reducing Outer Diameter]. Reference book. Engineering Journal, 1999, vol. 5, pp. 44–45. (in Russ.)

Stepanov Yu.S., Afanasiev B.I., Boldin O.V. High-Performance Ways of Flat Grinding. Fundamental and applied technological problems of machine building – Technology -2002. Materials International Scientific-Technical Internet Conference, Oryol, 2002, pp. 32–37.

Kozlov A.M., Ponomarev O.N., Efremov V.V. Sbornyy tortsoshlifoval'nyy krug [Modular Surface Grinding Wheel]. Patent no. 2249500 Russian Federation, 2003.

Kozlov A.M., Kozlov A.A. Shaping the Surface Topology of Cylindrical Components by Means of an Abrasive Tool. J. Russian Engineering Research., 2009, vol. 29(3), pp. 743–746.

Kozlov A.M. [Defining the Parameters of the Working Surface of an Abrasive Tool Based on Modeling]. Proceedings of the universities. Mechanical Engineering, 2005, vol. 1, pp. 51–56. (in Russ.)

Altintas Y., JinX. Mechanics of Micro-Milling with Round Edge Tools. J. CIRP Annals – Manuf. Tech., 2011, vol. 60, pp. 77–80.

Rao S., Shunmugam M.S. Analytical Modeling of Micro end-Millmg Forces with Edge Radius and Material Strengthening Effects. J. Mach. Sci. and Tech., 2013, vol. 16, pp. 205–227.

Kozlov A.M., Efremov V.V. [Formation of Micro Relief When Handling Abrasive Tool]. Proceedings of the universities. Mechanical Engineering, 2004, vol. 1, pp. 59–64. (in Russ.)

DyakonovA.A. Blank-Cutter Interaction in High-Speed Cutting. J. Russian Engineering Research, 2014, vol. 34(12), pp. 775–777.

D’yakonov A.A. Capabilities of Internal-Grinding Wheels. Russian Engineering Research, 2014, vol. 34(12), pp. 781–784.

Dyakonov A.A, Shipulin L.V. Selecting the Cutting Conditions tor Plane Grinding by the Wheel Periphery. J. Russian Engineering Research, 2014, vol. 34 (12), pp. 814–816.

Inasaki I. Grinding Process Simulation Based on the Wheel Topography Measuremen. J. Annals of the CIRP, 1996, vol. 45(1), pp. 347–350.

Nadolny K., Bałasz B. Modeling and Simulation of Single-Pass Internal Cylindrical Grinding Process. J. Archives of mechanical Technology and Automation, 2006, vol. 26(2), pp. 67–76.

Shmidt I.V., Dyakonov A.A. Forming Effective Cycle of Round Grinding with Radial Feed. Key Engineering Materials, 2016, vol. 685, pp. 360–364.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/engin160307

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.