Аналитическое исследование сил шлифования при наложении ультразвуковых колебаний с высокой амплитудой

Выполнено аналитическое исследование сил шлифования при наложении ультразвуковых колебаний (УЗК) с амплитудой, обеспечивающей прерывистый контакт абразивных зерен круга с заготовкой. Сила шлифования определена как сумма сил от отдельных зерен круга, расположенных на различных участках траектории их перемещения относительно обрабатываемой поверхности заготовки. При перемещении зерна в зоне контакта круга с заготовкой режим его работы изменяется и зависит от фазы колебаний. Перемещаясь относительно заготовки, зерно осуществляет пластическое деформирование и микрорезание, на части траектории может выйти из контакта с заготовкой. Последовательность реализации этих режимов зависит от фазы УЗК. Составляющие силы шлифования рассчитали как среднее арифметическое их значений, определенных при различных фазах колебаний. Координаты точек на траектории движении зерна, соответствующих изменению режима его работы, определили численным методом. Численное моделирование сил с использованием полученных зависимостей и экспериментальное исследование выполнено для плоского шлифования периферией круга заготовок из стали 12Х18Н10Т. Частота накладываемых УЗК - 18,6 кГц; амплитуда колебаний в направлении, совпадающем с осью шлифовального круга - 10 мкм. Для наложения колебаний на заготовку в процессе экспериментальных исследований использовали устройство, в котором заготовка является одним из звеньев колебательной системы. Установлено, что разность между расчетными и экспериментальными значениями составляющих силы шлифования составляет 8 … 15%. При наложении УЗК силы шлифования ниже на 20 … 21 %, чем без их применения.