Технічні науки/8.Обробка матеріалів в машинобудуванніi

Грінер І.М.,

Українська академія друкарства, Львів, Україна

ДО ПИТАННЯ МОДЕЛЮВАННЯ процесу

шліфування абразивним інструментом

з програмованим релЬєфом

Одним з напрямків інтенсифікації процесу шліфування є вдосконалення конструкції різального рельєфу шліфувального інструменту, що дозволяє оптимізувати умови обробки з врахуванням сил різання, продуктивності, шорсткості і точності обробки, температури і зносостійкості шліфувальних кругів [1,2]. Питання моделювання робочої поверхні абразивного інструмента, як і раніше, є актуальним [3]. Основним завданням сучасного виробництва є підвищення продуктивності із забезпеченням якості і точності оброблюваної поверхні.

Цей напрямок реалізується за рахунок використання нових шліфувальних матеріалів, наповнювачів і зв'язуючих речовин. Дуже перспективним є напрямок використання абразивних сумішей (АС). Склад абразивної суміші регламентований за компонентами. Практична цінність такого інструменту полягає в тому, що кожен шліфувальний матеріал має свою різальну спроможність та особливості зносу, що приводить до появи комбінованої схеми мікрорізання відносно тупими і гострими зернами. Моделювання різального рельєфу має перспективу при розробці САПР абразивного інструмента.

Як відомо, моделювання процесу шліфування із забезпеченням заданого рівня якості обробленої поверхні є складною задачею, бо описується на основі механіки деформованого твердого тіла.

Одним з напрямків покращення процесу шліфування є вдосконалення конструкції різального рельєфу шліфувального інструменту. Важливим є оцінка контактної взаємодії з заготовкою для керування якістю обробки. В абразивному інструменті актуальною проблемою є фізико-механічне моделювання внутрішньої об’ємної будови – зернистість, твердість, структура. Ці параметри залежать від співвідношення об’ємного вмісту зерна, в’яжучого та пор(наповнювачів) в елементі круга. Взаємозв’язок цих характеристик потрібно описувати системою рівнянь механіки суцільного середовища[1]. Процес шліфування, швидкість різання, контактна взаємодія приводить до того, що робоча поверхня абразивного інструменту є в складному напружено-деформованому стані викликаному силовими та температурними факторами.

Основна задача дослідження – встановлення зв’язків між стандартизованими об’ємними і нерегламентованими поверхневими геометричними характеристиками інструменту. Взаємозв’язок цих характеристик повинен виражатися у вигляді моделі об’ємної побудови інструмента, який описується системою, в якій розміщення зерен в абразивному елементі визначається імовірнісними законами.

Моделювання геометричних параметрів різальної поверхні, візуалізація результатів моделювання та подальший аналіз отриманих даних реалізується в інтерактивному середовищі програмування. Числові розрахунки характеристик поверхневого шару досить складні і громіздкі. Для їх удосконалення використано принципи й методи автоматизації математичних обчислень на основі алгебри алгоритмів. Автоматизацію реалізовано за допомогою сучасних ПЕОМ за програмами символьної математики: MathCad, MathLab, Maple, Mathematica. Кожна з програм має свій інтерфейс, своє меню, а також команди меню для введення систематичного виразу, обчислення, диференціювання, інтегрування та інших можливостей.

На підставі комп'ютерного прогону моделі виконані розрахунки параметрів мікрогеометрії поверхні робочого шару інструмента по профілях абразивних зерен. При введенні вихідних даних використовувалися дані міжнародних, національних стандартів на розміри зерен, фракційний склад і результати для визначення характеристик розподілів випадкових величин. У цілому модель дозволяє одержати розрахунковим шляхом основні характеристики мікрогеометрії ще до виготовлення самого інструмента і визначити значення геометричних параметрів програмованого рельєфу, шорсткості в залежності від зернистості і фракційного складу шліфувального матеріалу, що залежить від рецептури абразивної суміші й умов виготовлення інструмента.

література:

1. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981.

2. Королев А.В., Новоселов Ю.К. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. – Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1989.

3. Горленко О.А., Бишутин С.Г. Модель рабочей поверхности абразивного инструмента // СТИН. – 1999. - №2. – с.25-28.

4. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1970.