АНАЛІЗ СИЛ РІЗАННЯ ПРИ ЕЛЕКТРОЕРОЗІЙНОМУ ШЛІФУВАННІ ЗІ ЗМІННОЮ ПОЛЯРНІСТЮ ЕЛЕКТРОДІВ
Анотація
DOI: https://doi.org/10.32820/2079-1747-2023-31-12-20
Запропоновано методику розрахунку складових сили різання при електроерозійному
шліфуванні зі змінною полярністю електродів, що сприяє вибору оптимальних режимів
обробки за один установ поверхонь деталей машин. Наведено приклад розрахунку за даною
методикою складових сили різання при плоскому врізному шліфуванні. Нормальну складову
сили різання при цьому розраховують не тільки на торці, а й на периферії круга, враховуючи
вплив різальних та деформуючих кромок. Проведено аналіз існуючих математичних
залежностей для визначення сили різання при плоскому алмазному врізному шліфуванні.
Значення сили різання, що діє при шліфуванні, є найважливішою характеристикою процесу
обробки. Від неї залежать умови роботи верстата, інструменту та рівень точності деталі, що
отримується. Розроблена методику визначення складових сили різання при шліфуванні
враховує вплив не тільки різальних зерен, а й деформуючих, де сумарні нормальна та
тангенціальна складові сили різання діють уздовж лінії контакту як на периферії, так і на торці
шліфувального круга. Товщину шару, що зрізається, розрахована за умови рівності обсягів
підведеного і зрізуваного матеріалу, враховуючи податливість системи і переривчастість
електричних разрядів за рахунок зміни полярностя електродів. На базі розробленої методики
виконано розрахунок складових сили різання при електроерозійному шліфуванні зі змінною
полярністю електродів. Чорнове шліфування здійснювали торцем круга, напівчистове –
перехідною радіусною кромкою, а чистове шліфування та калібрування – розвантаженою
ділянкою периферії круга, що забезпечує його високу стійкість. Нормальна складова сили
різання, яка має максимальне значення на торці круга, практично не впливає на точність
формоутворення деталі, оскільки вона розташована паралельно до її осі. Дану методику можна
використовувати для різних видів шліфування, а також для дослідження теплонапруженості
процесу, оптимізації та продуктивності механічної обробки.
Завантаження
Посилання
Strelchuk, RM & Uzunian, MD 2019, Sposib elektroeroziinoho almaznoho shlifuvannia zi zminnoiu poliarnistiu elektrodiv, [Method of electrical discharge diamond grinding with alternating electrode polarity], UA Patent 131894.
Montes, J, Cuevas, F, Reina, F & at all 2020, ‘Modelling and Simulation of the Electrical Resistance Sintering Process of Iron Powders’ Metals and Materials International, no 7, Рр. 1045–1059.
Aurich, JC, Sudermann, H & Braun, O 2006, ‘Experimental investigation of burr formation in the surface grinding of tool steel’ Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, no 220(4), Рр. 489–497. doi: 10.1243/095440505X32706.
Strelchuk, RM, Trokhimchuk, SM 2021, ‘Mathematical modeling of the surface roughness of the grinding wheel during straightening’ Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, no 1, Рр. 53–59. doi: 10.33271/nvngu/2021-1/053.
Strelchuk, R & Shelkovyi, O 2021, ‘Optimization of the Interelectrode Gap in Electrical Discharge Grinding with Changing Electrode Polarity’ Advances in Design, Simulation and Manufacturing IV :
Proceedings of the 4th International Conference on Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange, DSMIE-2021, June 8–11, 2021, Lviv, Ukraine, Vol. 1: Manufacturing and Materials Engineering, Рр. 143–152. doi: 10.1007/978-3-030-77719-7_15.
Strelchuk, R, Shelkovyi, O, Gutsalenko, Y, Iancu, C, Subbotina, V, Knyazev, S & Volkov, O 2022, ‘Research of the Dependence of Geometric Parameters of Holes on Electroerosive Grinding Modes with a Changing Polarity of Electrodes’ IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Рр. 1235–1241. doi: 10.1088/1757-899X/1235/1/012023.
Jawahir, IS, Brinksmeier, E, M’Saoubi, R, Aspinwall, DK, Outeiro, JC, Meyer, D, Umbrello, D & Jayal, AD 2011, ‘Surface integrity in material removal processes: Recent advances' CIRP Annals - Manufacturing Technology, no 60(2), Рр. 603–626. doi: 10.1016/j.cirp.2011.05.002.
Klocke, F, Wirtz, C, Mueller, S & Mattfeld, P 2016, 'Analysis of the Material Behavior of Cemented Carbides (WC-Co) in Grinding by Single Grain Cutting Tests' Procedia CIRP, Vol. 46, Рр. 209–213. doi: 10.1016/j.procir.2016.03.209.
Xianbing, L & Zhang, L 2002, 'Effects of Grinding Process on Residual Stresses in Nanostructured Ceramic Coatings' Journal of Materials Science, no 37, Рр. 3229–3239. doi: 10.1023/A:1016174731658.
Cong, M, Liang, C, Zhang, Y, Zhang, M, Hu, Y & Bi, Z 2017, 'Grinding Characteristics of CBN-WC-10Co Composites' Ceramics International, no 43(18), Рр. 16539–16547. doi: 10.1016/j.ceramint.2017.09.040.
Muttamara, A, Fukuzawa, Y, Mohri, N & Tani, T 2009, 'Effect of Electrode Material on Electrical Discharge Machining of Alumina' Journal of Materials Processing Technology, no 209(5), Рр. 2545–2552. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.06.018.
Rahim, MZ, Ding, S & Mo, J 2014, 'Electrical discharge grinding (EDG) of polycrystalline diamond – effect of machining polarity' Advanced Materials Research, Vol. 1025–1026, Рр. 628–632. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1025-1026.628.
Rao, X, Zhang, F, Li, C & Li, Y 2018, 'Experimental investigation on electrical discharge diamond grinding of RB-SiC ceramics' International Journal of Advanced Manufacturing Technology, no 94(5–8), Рр. 2751–2762. doi: 10.1007/s00170-017-1102-7.
Agrawal, SS & Yadava, V 2013, 'Modeling and prediction of material removal rate and surface roughness in surface-electrical discharge diamond grinding process of metal matrix composites' Materials and Manufacturing Processes, no 28(4), Рр. 381–389. doi: 10.1080/10426914.2013.763678.
