Экспериментальное исследование температуры в зоне резания при микрошлифовании

Abstract

В статье описана методика и результаты проведения экспериментальных ис- следований процесса микромеханической обработки – микрошлифования. Глав- ной целью проведенных экспериментов является апробация разработанной тепло- физической модели микрошлифования. Данная модель позволит избежать прове- дения большого количества экспериментов при изменяющихся материалах, технических требований и условий производства. В качестве обрабатываемого материала выбрано стекло марки К-8, которое является наиболее популярным материалом для изготовления оптических и медицинских приборов, таких как линзы, призмы, лучеделители, кюветы для гемоглобинометров и т. д. Материал режущей части микрошлифовального инструмента – поликристаллический алмаз. Для сбора данных по силам резания использовался динамометр Kistler. Для исследования и сбора данных по температуре резания использовалась уникальная методика, заключающаяся в применении тепловизора и последующей обработке изображений по пикселям. Данная методика позволяет фиксировать значения температуры в любой момент времени, а также четко при- вязать температуру к расстоянию благодаря известному значению размеров пик- селя. В ходе проведения экспериментов получены зависимости температуры от ве- личины подачи, времени обработки. Выявлено, что увеличение подачи приводит к увеличению температуры, однако характер зависимости не является линейным. Кроме того, определено время приработки режущего инструмента, характеризующееся стабилизацией температуры. Также выявлен характер распределения тепла в обрабатываемой детали. Собранные данные позволяют апробировать разработанную теплофизическую модель и произвести калибровку вычислительного программного комплекса. The article describes the technique and results of experimental studies of micromechanical processing – microgrinding. The main goal of the conducted experiments is the approbation of the developed thermophysical model of microgrinding. This model avoids a large number of experiments with changing materials, technical requirements and production conditions. As the processed material, K-8 grade glass is chosen, which is the most popular material for manufacturing optical and medical devices, such as lenses, prisms, lasers, cuvettes for hemoglobins,etc. The material of the cutting part of the microgrinding tool is polycrystalline diamond. To collect data on cutting forces, the Kistler dynamometer was used. For research and collection of data on the cutting temperature, a unique technique was used, which makes it possible to obtain a thermal imager and image processing using pixels. This technique allows you to record the temperature at any time, and also clearly associate it with the known value of the pixel dimensions. During the experiments it was found that from the filing of feed, the processing time. It was found that the increase in feed rate leads to an increase in temperature, however, the character of the dependence is not linear. In addition, a certain time of running-in of the cutting tool, characterized by temperature stabilization. The nature of heat distribution in the workpiece is also revealed. The collected data allow to test the developed thermophysical model and to calibrate the computer program complex.