Моделирование обработанной поверхности при шлифовании некруговым торцовым абразивным инструментом

Abstract

Топография поверхности оказывает значительное влияние на её эксплуатационные показатели, 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 об- разом формируется царапина от единичного зерна, а совокупность таких царапин образует обработанную поверхность с перекрещивающимся типом направления неровностей. Модель дает возможность прогнозировать параметры шероховатости обработанной поверхности 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. The surface topography has a significant influence on its operational performance, in particular endurance. The highest wear resistance has the surface with criss-cross type lines of roughness. To obtain such surfaces on the cylindrical surface developed abrasive tool in the formof a disc with non-circular end working surface. Such a tool has wide capabilities in forming on a cylindrical surface microrelief of various kinds. However, the prediction of roughness, the resulting complex process to manage them, is a task that requires separate consideration. The article provides an overview of the problems of predicting the roughness of the machined surface during the grinding of noncircular end tool. The task of developing a mathematical model for predicting roughness are the main features of the process considered in the simulation. The developed model is based on the submission of individual abrasive grains of random shape by a set of individual cutting elements having different contact conditions with the surface. For each point shall be determined by cutting, deforming, and not in contact with the surface of the workpiece. Thus is formed a scratch from single grains, and the totality of these forms of scratching the treated surface with intersecting direction type irregularities. The model allows to predict the roughness parameters of the machined surface and to determine the characteristics of contact with the mating surface. For checking the adequacy of the developed model, a series of experiments carried out in industrial conditions on the example of rolls of sheet rolling mills. The experiment showed that the wear resistance of the surface-treated mechanical grinding higher by 30–40% compared than with processed by traditional technology.