3.2 Анализ влияния условий шлифования на изменение составляющих силы резания

Проведем анализ выражений для P_z, описываемых выражении (2.15), при бесцентровом шлифовании периферией круга для случая V_д<<V_к. Влияние геометрических характеристик рабочей поверхности инструмента в выражениях для P_z будет определяться следующим комплексом

(2.16)

Показатель степени при К_в,К_δ,d,Ψ(1,5;η;γ),будет определятся степенью спадания модифицированной твердости, так как константа будет различной для разных обрабатываемых материалов. Анализ выражения (2.16) показывает, что силыP_z и P_y с увеличением коэффициента вершины зерна –К_в будут расти, а увеличение параметра, зависящего от объемного строения стандартного абразивного инструмента и условий правки его рабочей поверхности К_δ- будут уменьшатся.

Анализ влияния зернистости шлифовального круга показывает, что с увеличением зернистости силы резания будут падать (рис.28).

Определенный интерес представляют зависимости силы резания P_z от переднего угла . Выражение (2.16) показывает, что тангенциальная сила резания зависит от углатолько через функцию Ψ(1,5;) так, что возрастание Ψ приводит к увеличению силы резания (рис. 29, 30).

Показатель приD будет определяться степенью спадания модифицированной твердости через параметр-. Причем для шлифовальных кругов с большим диаметром, при неизменной скорости резания, сила резания будет больше, чем для кругов с меньшимD.

Теплофизические характеристики детали в выражениях для P_z входят в виде комплекса

Показатель степени будет определятся степенью понижения модифицированной твердости для различных обрабатываемых материалов через параметр.

Проведя качественный анализ, можно сделать вывод, что увеличение коэффициента теплопроводности λ способствует пропорциональному уменьшению температуры зоны контакта инструмента и детали, и возрастанию силы резания, а увеличение коэффициента температуропроводности уменьшает силу резания.

Таким образом, при обработке материалов с большими значениями теплофизических характеристик, следует ожидать увеличение силы резания, причем это увеличение будет тем больше, чем больше коэффициент теплопроводности и меньше коэффициент температуропроводности.

Из зависимостей (2.15) следует степенной характер влияния режимов на силу резания

рис. 26

рис. 27

рис. 28

рис. 29

рис. 30

рис. 31

(2.17)

анализ выражения (2.17) показывает, что P_z прямопропорционально зависит от поперечной подачи S. Показатель при V_д определяется только степенью спадания твердости материала при увеличении температуры и для более теплостойких материалов он выше. Показатель при t определяется степенью спадания твердости материала и геометрией рельефа режущих элементов поверхности круга.

Расчет сил резания в зависимости от условия операции шлифования и характеристик абразивного инструмента.

4. Расчет сил резания в зависимости от условия операции шлифования и характеристик абразивного инструмента.

Произведем расчет силы резания для операции бесцентровое шлифование на бесцентрово-шлифовальном станке фирмы «MODLER» c использованием круга переменной характеристики рис.34.

Данный круг, исходя из геометрии правки рабочей поверхности, необходимо разбить на 5 участков и в дальнейшем, для каждого участка, просчитаем силу резания. За окончательную характеристику круга на каждом участке будем принимать ту, при которой обеспечивается временная стабильность сил.

Данные для расчета силы резания, имеющие постоянное значение (применительно в данной работе):

Ψ=9,5

U=450_*10¹⁰ Па

К_в=2

V_д=2,4 м/с

V_k=26 м/с

V_np=0.052 м/с

а=0,000006 м²/с

λ=25 Вт/(м с˚)

d=0.01404 м

D=0,508 м

=1,125

Остальные данные, S, К_δ, К_ск, К_пр, К_п, t, d_a, n, являются переменными и изменяются в соответствии с характеристикой и геометрией профиля рабочей поверхности круга.

Для расчета силы резания и подбора характеристик круга составим программу позволяющую определять силу резания для данной характеристики круга.

рис. 26 Кинематическая схема процесса бесцентрового шлифования.

рис. 27 Схема сил действующих на деталь.

Рис. 34круг1

рис. 35 круг2