Изменение характеристик рабочей поверхности шлифовального круга за период его стойкости

Abstract

На основе всестороннего анализа шлифовальных операций выявлено, что наиболее нестабильным элементом системы является шлифовальный круг. В процессе шлифования поверхности резания, образовывающиеся при движении режущих кромок абразивных зерен в пространстве заготовки, отображаются на ее поверхности в виде микрорельефа. Показано, что основным параметром процесса шлифования, оказывающим наиболее существенное влияние на качество обработки, является форма режущих кромок. Форма единичных рисок на поверхности зависит от особенностей контакта шлифовального круга с материалом заготовки, а также формой абразивных зерен на его рабочей поверхности. Изменение состояния рабочей поверхности шлифовального круга определяется числом режущих кромок, их формой, распределением режущих кромок на рабочей поверхности. Разработана методика и проведены исследования для определения эмпирических коэффициентов, описывающие влияние времени работы шлифовального круга после его правки на параметры состояния рабочей поверхности. Предложены аналитические зависимости для расчета ожидаемой шероховатости поверхности, силы резания и др. Установлено, что с увеличением времени работы инструмента наблюдается увеличение ширины режущей кромки и радиуса закругления при вершине инструмента и при работе в режиме затупления появляются почти плоские вершины. Выполненные экспериментальные исследования подтверждают вывод, что за период стойкости инструмента при работе в режиме затупления наиболее значительно изменяется форма режущих кромок. Проведенные исследования по износу единичных абразивных зерен круга подтверждают качественную картину износа. Сопоставление расчетных значений радиуса закругления с экспериментальными указывает на их достаточно хорошее совпадение. Based on a comprehensive analysis of grinding operations, it was found that grinding wheels are the most unstable elements of the system. During grinding, the cutting surfaces are formed by the movement of the cutting edges of abrasive grains in the workpiece space. They form a microrelief on the workpiece surface. It was shown that the main parameter of the grinding process that has the most significant impact on the quality of cutting is the shape of the cutting edges. The shape of single surface scratches depends on the characteristics of the contact between the grinding wheel and the workpiece material, as well as the shape of abrasive grains on the grinding wheel face. Change of state of the grinding wheel face is determined by the number of cutting edges, their shape, and the distribution of cutting edges on the wheel face. We developed a methodology and conducted research to determine the empirical coefficients that define the influence of the working time of a dressed grinding wheel on the state variables of the working surface. We proposed analytical expressions for calculating the expected surface roughness, cutting force, etc. It was found that an increase in tool operation time leads to an increase in the width of the cutting edge and the radius of curvature at the top of the tool; and when it operates in the blunt mode, there are near-planar vertices. The experimental studies confirm the conclusion that the shape of the cutting edges changes most significantly when the tool operates in the blunt mode during its tool life. The research on the wear of single abrasive grains of the circle confirms the qualitative characteristics of wear. The calculated values of the curvature radius when compared to the experimental ones show quite a good coincidence.