2.2 Выводы из обзора и постановка задач исследования

На основании анализа литературных источников, используемых в данной работе, установлено, что процесс круглого шлифования торцем круга недостаточно аналитически исследован в литературе в плане формирования шероховатости поверхности..

Основными особенностями круглого торцового шлифования являются:

1. увеличенная зона контакта;

2. значительные силы резания и температура обрабатываемой поверхности по сравнению с другими видами шлифования;

3. длительный контакт детали с кругом;

4. неблагоприятные условия охлаждения зоны резания и удаление из нее отходов (металлической стружки и продуктов износа круга).

Основные задачи исследования данной дипломной работы:

- математически смоделировать и описать кинематику формообразования поверхности при торцовом шлифовании (определить траектории движения абразивных зерен), в зависимости от условий шлифования;

- аналитически спрогнозировать формирование шероховатости поверхности, обусловленной кинематикой движения и формой рабочей поверхности абразивных зерен при плоском шлифовании торцем круга;

- оценить кинематику изменения шероховатости торца корпуса гидротолкателя по его радиусу, в зависимости от числа пересечений траекторий движения абразивных зерен базовой длины.

3. Аналитическое описание траекторий движения зерен шлифовального круга при торцевом шлифовании

Для надежной работы детали большое значении имеет шероховатость обработанной поверхности, характеризуемая величиной его микронеровностей. Формирование микрогеометрии поверхности и качества поверхностного слоя является сложным физическим процессом с активным химическим взаимодействием всех материалов, находящихся в зоне обработки. В этом процессе многое определяется результатом копирования траекторий массового перемещения шлифующих зерен круга относительно обрабатываемой детали.

В результате действия шлифующих зерен на поверхностный слой детали наносится огромное число микроцарапин, формирующих микропрофиль. Такое формирование является также результатом макро и микрогеометрии шлифующего зерна, удельной нагрузки на режущие зерна, взаимодействием шлифующего и обрабатываемого материала, жесткости системы СПИД.

Переход от исходной к установившейся шероховатости можно условно представить совмещением в одну плоскость зерен контура шлифовального круга, проходящего через определенный участок обрабатываемой детали за время ее контакта с кругом.

Из числа контактирующих режущих кромок стружку снимают только те, которые имеют более благоприятную форму вершин и достаточную глубину внедрения в металл. Остальные контактирующие зерна выполняют работу трения и упругопластической деформации [2].

3.1 Аналитическое описание траекторий движения абразивных зерен, расположенных на радиусах круга Ri

в диапазоне (R_min ≤ R_i ≤ R_ср)

Рис.3.1 Определение положения произвольной точки на торце круга

Составим уравнения для нахождения траекторий движения одного зерна, находящемся на произвольном радиусе.

Из рис.3.1 следует:

Рассмотрим случай расположения кривой траектории движения ниже оси Х, угол θ лежит в интервале .

Сначала найдем радиус детали Rd_i :

,

где R_ср – средний радиус шлифовального круга,

R_i – произвольный радиус шлифовального круга.

Отсюда:

Условие совместимости траекторий точек круга и детали:

,

где - времена вращения круга и детали соответственно.

;

; ;

,

где Δх, Δу – соответственно приращения координат, обусловленные вращением детали.

Координаты точки В при угле θ лежащей в интервале :

Рассмотрим случай расположения кривой траектории движения зерна выше оси Х, угол θ лежит в интервале .

; ;

Координаты точки В1 при угле θ лежащем в интервале :

В программе 1 (см. Приложения) рассчитывались траектории движения режущих зерен, составляющих 21% от количества всех зерен, расположенных на дуге контакта круга и детали, которые являются режущими и давящими. Считаем, что эти 21% зерен равнорасположены на дуге контакта круга и детали. На рисунке 3.2 приведены траектории движения абразивных зерен, расположенных на радиусах круга в диапазоне R_min ≤ R_i ≤ R_ср.

Рис 3.2 Траектории движения зерен, расположенных на радиусах

круга R_i в диапазоне R_min ≤ R_i ≤ R_ср