ДІАГНОСТИКА ТА УМОВИ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОЦЕСУ ШЛІФУВАННЯ НА ОСНОВІ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ
Анотація
DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2025-36-02
Метою роботи є створення нового теоретичного підходу до діагностики процесу шліфування на основі відокремлення частки енергії тертя шліфувального круга із оброблюваним матеріалом від загального енергетичного балансу процесу шліфування та встановлення за цих умов напрямів підвищення його ефективності. Для цього в роботі встановлено аналітичні залежності для визначення енергетичних параметрів процесу шліфування: умовного напруження різання (енергомісткості обробки) і коефіцієнта шліфування (відношення тангенціальної і радіальної складових сили різання), які протилежно пов'язані з умовним кутом зсуву оброблюваного матеріалу. Виходячи із цього, розрахунками доведено, що зменшуючи експериментально встановлену тангенціальну складову сили різання, можна завжди досягти рівності значень умовного кута зсуву оброблюваного матеріалу, які визначаються умовним напруженням різання і коефіцієнтом шліфування. Виконання цієї умови забезпечує відокремлення частки енергії тертя шліфувального круга із оброблюваним матеріалом від загального енергетичного балансу процесу шліфування, що є новим в теорії обробки матеріалів різанням. Розрахунками встановлено, що під час алмазно-іскрового шліфування частка енергії тертя приймає фактично нульове значення, оскільки, завдяки дії електричних розрядів в зоні різання, забезпечується висока ріжуча здатність алмазного круга на металевій зв'язці та виключається його тертя із оброблюваним матеріалом. Фактично нульове значення частки енергії тертя отримано і в умовах мікрорізання одиничним алмазним зерном. Все це вказує на достовірність запропонованого в роботі теоретичного підходу до діагностики процесу шліфування.
Також встановлено, що в умовах звичайного абразивного шліфування частка енергії тертя може перевищувати частку енергії «чистого» різання. Це пов'язано із низькою ріжучою здатністю абразивного круга, оскільки значна частина абразивних зерен працює лише в режимі тертя з оброблюваним матеріалом. Показано, що розрахункові значення коефіцієнта тертя і коефіцієнта шліфування («чистого» різання) мало відрізняються та фактично відповідають значенням відомого відношення товщини мікрозрізу до радіусу вершини абразивного зерна, за якими процес стружкоутворення в зоні різання майже не відбу-вається. В цих випадках важливо застосовувати ефективні методи правлення та імпрегнування шліфувальних кругів, ефективні технологічні середовища для підвищення їх ріжучої здатності. Отже знання реально встановлених значень коефіцієнта тертя і коефіцієнта шліфування («чистого» різання) на основі запропонованого теоретичного рішення відкриває нові технологічні можливості підвищення ефективності процесу шліфування та створення високопродуктивних технологічних процесів обробки деталей машин.
Завантаження
Посилання
Mazur, MP, Vnukov, YuM, Hrabchenko, AI et al 2020, Osnovy teorii rizannia materialiv [ Fundamentals of material cutting theory ], Novyi Svit-2000, Lviv, 471 p.
Salata, M 2022, ‘The Analysis of the Influence of Technological Parameters on the Grinding Temperature in the Single-Pass Grinding Process of Solid Carbide End Mill Flutes’, Advances in Science and Technology Research Journal, no 16(1), Рр. 190–202. DOI: 10.12913/22998624/143483 .
Strelchuk, RM 2024, ‘Rehuliuvannia teplovymy protsesamy pid chas elektroeroziinoho shlifuvannia zi zmin-noiu poliarnistiu elektrodiv [ Regulation by thermal processes during electroerosion grinding with variable electrode polarity. ], Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Seriia: Tekhnolohii v mashynobuduvanni, no 2(10), Pp. 41-49. DOI: 10.20998/2079–004X.2024.2(10).05
Lavrynenko, VI & Solod, VYu 2016, Instrumenty iz nadtverdykh materialiv v tekhnolohiiakh abrazyvnoi i fizyko-tekhnichnoi obrobky [ Tools made of superhard materials in abrasive and physical and technical processing technologies], DDTU, Kamianske.
Chumachenko, T, Bespalova, A, Dashkovska, O, Knush, O & Nikolaieva , T 2025, ‘Increasing the Continuous Operation Time of the Diamond Cutting Disk When Using Various Cooling Media’, Advanced Manufacturing Processes V. Selected Papers from the 6th Grabchenko’s. International Conference on Advanced. Manufacturing Processes (InterPartner-2024), September 10-13 2024, Рp. 266–279. DOI : https://doi.org/10.1007/978-3-031-82746-4_24
Yakimov, O et al 2021, ‘Influence of the geometric characteristics of the discontinuous profile working surfaces of abrasive wheels for precision and temperature when grinding’, Cutting & Tools in Technological System, no 94, Pp. 115–125. DOI: https://doi.org/10.20998/2078-7405.2021.94.13
Stachurski, W, Midera, S & Kruszynski, B 2012, ‘Determination of Mathematical Formulae for the Cutting Force F C during the Turning of C45 Steel’, Mechanics and Mechanical Engineering, no 16 (2), Рр. 73-79.
Larshin, V, Babiychuk, O, Lysyi, O & Uminsky, S 2022, ‘Discontinuous Generating Gear Grinding Optimization’, Lecture Notes in Mechanical Engineering, Рр. 263-272. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-06025-0_26 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorld=57217107788
Hutsalenko, YuH 2018, Almazno-iskrove shlifuvannia materialiv vysokoi funktsionalnosti [ Diamond spark grinding of high-performance materials ], Kursor, Kharkiv
Mitsyk, А, Fedorovich, V & Grabchenko, A 2023, ‘Wave Nature of the Abrasive Granules Action on the Surface of Parts During Vibration Processing’, Advanced Manufacturing Processes IV. InterPartner. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Рp. 176–189. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-16651-8_17
Pyzhov, IM, Fedorovych, VO & Voloshkina, IV 2022, Udoskonalennia protsesu almaznoho shlifuvannia nadtverdykh materialiv za rakhunok uprav-linnia kontaktnymy napruzhenniamy [ Improving the process of diamond grinding of superhard materials by controlling contact stresses ], Kharkiv
Novikov, FV & Novikov, HV 2023, Teoretyko-imovirnisnyi pidkhid u teorii shlifuvannia [ Theoretical-improbable approach in grinding theory ], LIRA, Dnipro, viewed < http://repository.hneu.edu.ua/handle/123456789/30087>
Novikov, F et al 2021, ‘Justification of Technological Possibilities for Reducing Surface Roughness During Abrasive Processing’, Advances in Design, Simulation and Manufacturing IV, Pp. 463-471. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-77719-7_46
Hrabchenko, AI et al 2017, Intehrovani protsesy obrobky materialiv rizanniam [ Integrated processes for processing materials in various ], Universytetska knyha, Sumy, viewed <https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/27607>
Tonkonogyi, V et al 2019, ‘The use of intermittent wheels, impregnated by the contact method to reduce the thermal stress of the grinding process’ IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 708, Isue 1. DOI: 10.1088/1757-899X/708/1/012034 .
Uzunian, MD 2003, Almazno-iskrove shlifuvannia tverdykh splaviv [ Diamond spark grinding of hard alloys ], NTU "KhPI", Kharkiv, viewed <https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/7396>
Strelchuk, RM ‘Formuvannia poverkhni v umovakh elektroeroziinoho shlifuvannia zi zminnoiu poliarnis-tiu elektrodiv’ [ Surface formation under conditions of electroerosion grinding with variable electrode polarity ], Mashynobuduvannia, iss. 28, Pp. 26–36, viewed <https://jmash.uipa.edu.ua/index.php/jMASH/article/view/276/200>
Hasanov, MI, Rudniev, OV, Kotliar, OV, Titarenko, OV & Kulina, DV 2025, ‘Doslidzhennia vplyvu zernystosti almaznykh kruhiv na pokaznyky shlifuvannia’ [ Study of the influence of diamond grain size on grinding performance ], Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Seriia: Tekhnolohii v mashynobuduvanni, no 1 (11), Pp. 117–127. DOI: 10.20998/2079-004X.2025.1(11).14
Polianskyi, VI 2019, ‘Zakonomirnosti formuvannia i znyzhennia temperatury rizannia pry mekhanichnii obrobtsi’ [ Patterns of formation and reduction of cutting temperature during machining ], Visnyk Pryazovskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu, iss. 39, Pp. 119–126. DOI: https://doi.org/10.31498/2225-6733.39.2019
