Определение величины механического износа абразивных зерен при шлифовании

Бесплатный доступ

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 является исходным данным и задача технолога состоит в его эффективной эксплуатации.

Еще

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

Короткий адрес: https://sciup.org/147151675

IDR: 147151675

Список литературы Определение величины механического износа абразивных зерен при шлифовании

  • Носенко, В.А. Технология шлифования металлов: моногр./В.А. Носенко, С.В. Носенко. -Старый Оскол: ТНТ, 2013. -616 с.
  • Носенко, В.А. Влияние контактных процессов на износ круга при шлифовании/В.А. Носенко//Инструмент и технологии. -2004. -№ 17-18. -С. 162-167.
  • Носова, И.В. Влияние физико-химических реакций в контакте абразивное зерно-металл на показатели шлифования/И.В. Носова, В.М. Шумячер//Технология машиностроения. -2013. -№ 4. -С. 14-17.
  • Лоладзе, Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента/Т.Н. Лоладзе. -М.: Машиностроение, 1982. -320 с.
  • Мишнаевский, Л.Л. Износ шлифовальных кругов/Л.Л. Мишнаевский. -Киев: Наукова думка, 1982. -188 с.
  • Hitchiner, M.P. Some remarks on the chemical Wear of diamond and cubic BN during turning and grinding/M.P. Hitchiner J. Wilks//Wear. -1987. -Vol. 114. -P. 327-338.
  • Reducing tool wear in abrasive cutting/R. Neugebauer, K.-U. Hess, S. Gleich, S. Pop//International Journal of Machine Tools & Manufacture. -2005. -Vol. 45. -P. 1120-1123
  • Conditioning and monitoring of grinding wheels/K. Wegener, H.-W. Hoffmeister, B. Karpuschewski et al.//CIRP Annals. Manufacturing Technology. -2011. -Vol. 60. -P. 757-777.
  • 2D/3D ground surface topography modeling considering dressing and wear effects in grinding process/J.L. Jiang, P.Q. Ge, W.B. Bi et al.//International Journal of Machine Tools and Manufacture. -2013. -Vol. 74. -P. 29-40.
  • Kumar, S Prediction of wear and surface roughness in electro-discharge diamond grinding/S. Kumar, S.K. Choudhury//Journal of Materials Processing Technology. -2007. -Vol. 191. -P. 206-209.
  • LaChance, S. Development of an Automated System for Measuring Grinding Wheel Wear Flats/S. LaChance, A. Warkentin, R. Bauer//Journal of Manufacturing Systems. -2003. -Vol. 22. -P. 130-135.
  • Brinksmeier, E. Monitoring of Grinding Wheel Wear/E. Brinksmeier, F. Werner//CIRP Annals -Manufacturing Technology. -1992. -Vol. 41. -P. 373-376.
  • Tönshoff, H.K. Process Monitoring in Grinding/H.K. Tönshoff, T. Friemuth, J.C. Becker//CIRP Annals. Manufacturing Technology. -2002. -Vol. 51. -P. 551-571.
  • A study on Wear mechanism and Wear reduction strategies in grinding wheels used for ELID grinding/K. Fathima, A. Senthil Kumar, M. Rahman, H.S. Lim//Wear. -2003. -Vol. 254. -P. 1247-1255.
  • Xipeng, X. Mechanisms of abrasive Wear in the grinding of titanium (TC4) and nickel (K417) alloys/X. Xipeng, Y. Yiqing, H. Huang//Wear. -2003. -Vol. 255. -P. 1421-1426.
  • Регель, В.Р. Кинетическая теория прочности твердых тел/В.Р. Регель, А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский. -М.: Наука, 1974. -560 с.
  • Маслов, Е.Н. Теория шлифования материалов/Е.Н. Маслов. -М.: Машиностроение, 1974. -320 с.
  • Шмидт, И.В. Напряженное состояние полимерно-композитной слоистой системы при механической обработке резанием/И.В. Шмидт//Наукоёмкие технологии в машиностроении. -2013. -№ 7. -С. 27-31.
  • Shmidt, I.V. Modeling of Stressed State during the Processing of Laminated Surfaces/I.V. Shmidt, A.A. Dykonov//Proceedings of The World Congress on Engineering and Computer Science 2014. International Association of Engineers (IAENG). -Р. 914-917.
  • Дьяконов, А.А. Научно-методическая база повышения эффективности процессов абразивной обработки на основе многофакторной оценки обрабатываемости материалов/А.А. Дьяконов//Наукоёмкие технологии в машиностроении. -2013. -№ 1. -С. 19-26.
  • Ардашев, Д.В. Физико-химический износ в процессах шлифования/Д.В. Ардашев//Трение и износ. -2014. -№ 4. -С. 437-443.
  • Ардашев, Д.В. Режимно-инструментальное оснащение проектирования групповой технологии операций шлифования/Д.В. Ардашев//Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. -2011. -№ 4/2(288) -С. 14-19.
Еще
Статья научная