Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Аналитический метод оценки влияния физико-механических свойств связки кругов из СТМ на термомеханические показатели процесса шлифования инструментальных материалов Барвинок, Дмитрий Викторович

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Барвинок, Дмитрий Викторович. Аналитический метод оценки влияния физико-механических свойств связки кругов из СТМ на термомеханические показатели процесса шлифования инструментальных материалов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01.- Рыбинск, 2000.- 153 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/2043-6

Содержание к диссертации

Введение

1. Пути повышения эффективности обработки инструментальных материалов 15

1.1. Анализ состояния проблемы обрабатываемости инструментальных материалов 15

1.2. Перспективы совершенствования шлифовальных кругов 19

1.3. Роль процесса трения связки шлифовального круга 22

1.4. Анализ существующих методов учета влияния связки на основные показатели процесса обработки .27

1.5. Выводы по первой главе. Обоснование методики и формулировка задач исследования 34

2. Теоретическая модель процесса шлифования инструментальных материалов кругами из СТМ 37

2.1. Параметры зоны контакта .38

2.1.1. Характеристики рельефа рабочей поверхности круга 38

2.1.2. Параметры контактного взаимодействия 43

2.2. Силы резания 68

2.2.1. Сила трения связки 68

2.2.2. Сила резания единичным зерном 71

2.2.3. Параметры зоны стружкообразования и суммарная сила шлифования 74

2.3. Модель тепловых процессов 79

2.4. Баланс механической и тепловой энергии 97

2.5. Средний размерный износ зерен шлифовального круга 106

2.6. Наибольшая допустимая производительность процесса шлифования кругами из СТМ 112

2.7. Выводы по второй главе 117

3. Экспериментальные исследования процесса шлифования инструментальных материалов кругами из СТМ 120

3.1. Методика проведения исследований 120

3.2. Результаты исследований 123

3.3. Выводы по третьей главе 132

4. Расчет режимов шлифования инструментальных материалов кругами из СТМ 133

4.1. Методика расчета режимов 133

4.2. Пример расчета 137

4.3. Внедрение результатов работы 138

4. 4. Выводы по четвертой главе 139

Общие выводы по работе 140

Список использованных источников 142

Приложение 151

Введение к работе

Актуальность темы. Актуальность темы обусловлена отсутствием на сегодняшний день математического аппарата для оценки влияния физико-механических свойств связки кругов из сверхтвердых материалов (СТМ) на термомеханические показатели процесса шлифования.

В настоящее время, в связи с растущей конкуренцией на внешнем и внутреннем рынках, как никогда остро, стоит проблема повышения эффективности обработки материалов. Перспективным способом ее решения является выполнение неуклонно возрастающих требований к качеству инструментов. Получение качественных изделий из таких инструментальных материалов, как твердые сплавы, режущая керамика и быстрорежущие стали, вызывает наибольшие трудности. Они определяются высокой теплонапряженностью процесса обработки, являющейся основной причиной возникновения дефектов поверхностного слоя деталей (для твердых сплавов и режущей керамики - это трещины, для быстрорежущих сталей - прижоги). Опыт эксплуатации металлорежущих инструментов показывает, что поверхностные дефекты резко снижают усталостную прочность инструментальных материалов.

Для решения данной проблемы на финишных операциях технологического процесса обработки эффективно использование процесса шлифования кругами из СТМ. Благодаря высокой тепло- и температуропроводности, а таже низкой теплоемкости зерен из СТМ (для обработки твердых сплавов и режущей керамики используются круги с алмазными зернами, для быстрорежущих сталей - с зернами из эльбора), контактная температура в процессе шлифования снижается в 3-5 раз по сравнению с температурой при обработке обычными абразивами. Если после абразивной обработки кругами из карбида кремния прочность твердых сплавов и режущей керамики снижается по сравнению с исходной, то после алмазного шлифования предел прочности при изгибе и ударная вязкость по сравнению с исходным состоянием повышается на 15-50 %, а долговечность при ударном нагружении - до 10 раз. В то же время зерна из СТМ обладают повышенной хрупкостью, а, следовательно, самозатачиваемостью и высокой абразивной способностью.

Тем не менее, существует необходимость совершенствования процесса шлифования инструментальных материалов с целью повышения эффективности использования дорогостоющих зерен из СТМ.

При проектировании технологических процессов абразивной обработки для решения данной задачи предлагается использовать расчетные методы, основанные на математических моделях по выбору режимов резания с учетом характеристики инструмента. Такие методы, являясь наиболее общими, сокращают количество экспериментальных исследований.

Для получения достоверных результатов при проведении комплексных исследований необходим учет всех принципиально важных явлений, сопутствующих изучаемому процессу. Особенностью процесса шлифования инструментальных материалов кругами из СТМ является существенное влияние процессов трения связки круга об обрабатываемую поверхность детали на термомеханические показатели процесса шлифования. Так, при использовании шлифовальных кругов с одной и той же маркой, зернистостью и концентрацией зерен, но на различных связках наблюдаются различные силы, температуры и другие выходные параметры обработки (эффективная мощность шлифования, износ зерен круга, теплоотвод в контактирующие тела и т.д.). При шлифовании твердых сплавов и режущей керамики алмазными кругами на металлических связках роль процесса трения связки сопоставима с ролью процесса резания. .

Существующие модели для расчета сил и температур резания либо не учитывают процесс трения связки, либо построены на эмпирических зависимостях, не раскрывающих физической сущности явления. Отсутствие аналитического метода для оценки влияния физико-механических свойств связки на основные параметры обработки не позволяет осуществлять научно обоснованный выбор материала связки и рассчитывать режимы шлифования с учетом выбранного материала связки. Его разработка является актуальной задачей.

Цель работы. Целью настоящей работы является установление взаимосвязи характеристик связки шлифовальных кругов с совокупностью термомеханических явлений при резании.

Методика исследований. В работе реализована методология комплексных теоретических исследований термомеханических явлений, наблюдаемых при шлифовании инструментальных материалов кругами из СТМ. Обоснование основных научных положений, сформулированных в работе, проводилось с использованием теории резания, теории упругих и пластических деформаций. теории вероятностей и математической статистики, теории теплопроводности, г также научных основ технологии машиностроения. Для решения краевых задач на основе уравнений 'математической физики применялись методы интегральных преобразований и численные методы: Экспериментальные исследования процессов и явлений проводились в лабораторных условиях с использованием современной измерительной и регистрирующей аппаратуры методом планирования зксперимеінта. Обработка результатов производилась с использованием методов теории подобия и математической статистики.

Научная новизна. Разработан аналитический метод оценки влиянш физико-механических свойств связки кругов из СТМ на термомеханические показатели процесса шлифования:

" - впервые аналитически исследован процесс трения различных связої шлифовальных кругов об обрабатываемую поверхность детали;

- установлено, что роль процесса трения связки во многих случаях
сопоставима с ролью процесса резания зернами из СТМ;

разработана математическая модель процесса шлифования инструментальных материалов кругами из СТМ, учитывающая физико-механические свойства материала связки;

- установлена обобщенная зависимость энергетического критерия А,
определяющего термомеханические явления при шлифовании, от удельной
производительности процесса.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Полученные в работе результаты позволяют решить ряд практических задач, основной из которых является задача повышение эффективности обработки инструментальных материалов.

1. Разработана методика расчета наибольшей допустимой
производительности процесса шлифования, позволяющая определить
потенциальные возможности инструментов из СТМ с заданной характеристикой
(материал связки и зерен) рабочего слоя.

  1. Разработана методика расчета режимов бездефектного шлифования с учетом научно обоснованного выбора связки круга.

  2. Теоретические и практические положения диссертационной работы прошли проверку при внедрении на дизельном и инструментальном заводах ОАО "Рыбинские моторы".

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и
обсуждались на конференциях: XXV студенческой научной конференции
(Рыбинск, 1997); Всероссийской научно-технической конференции "Повышение
эффективности механообработки на основе аналитического и
экспериментального моделирования процессов" (Рыбинск, 1999);
Всероссийской научно-технической конференции "Теплофизика

технологических процессов" (Рыбинск, 2000).

Публикации. Результаты работы отражены в 7 печатных работах - статьях и тезисах научно-технических конференций.

Объем н структура работы. Диссертация состоит из введенім, 4 глав, общих выводов, списка литературы из 89 наименований, включает 143 страницы машинописного текста, 21 рисунок и 16 таблиц.

Роль процесса трения связки шлифовального круга

Особенностью процесса шлифования кругами из СТМ является большая роль процессов трения связки круга об обрабатываемую поверхность (рис.5). Данное обстоятельство определяется большим количеством связки и наполнителя кругов из СТМ по сравнению с соответствующими абразивными кругами.

В частности, алмазоносный слой круга содержит связки и наполнителя 50-93,25 % объема (при концентрации алмазов от 200 до 25 %), а абразивные круги - 4-14 % (для кругов нулевого и 12-го номеров связок).

Эксперименты показывают [2], что при шлифовании твердых сплавов алмазными кругами на металлических связках силы резания в 1,5-2 раза больше, чем при шлифовании тех же сплавов в аналогичных условиях кругами на органических связках. При шлифовании твердых сплавов алмазными кругами на металлической связке типа М5 удельная работа больше, чем в 2 раза, а на связке типа МІ - в 3-4 и более раз, чем при шлифовании кругами на органических связках.

От типа связки зависит износостойкость шлифовальных кругов. В табл.2 приведены значения [6] размерного износа кругов АС2 100% концентрации на бакелитовых и металлических связках после 180 мин шлифования твердого сплавав, а также удельный расход алмазов.

Как видно из данных табл. 2, наименьший удельный расход алмазов у кругов на связке Б1, наибольший - на связке Б2. Ввиду прочности материала связки Б2 (наполнитель - металлический порошок) ее способность равномерно изнашиваться значительно ниже, чем связок Б1 и БЗ. Связка Б2 не способствует возобновлению новых режущих кромок, поэтому вступает в контакт со шлифуемым изделием, резко возрастают силы резания и температура в зоне контакта. Это приводит к повышенному износу кругов. У инструментов из обычных синтетических алмазов АС2 прочность удержания зерен в связке не играет существенной роли, во-первых, потому что зерна сами хорошо скрепляются связкой, во-вторых, потому что происходит постепенное микровыкрашивание элементов. Здесь прочность связки Б2 играет отрицательную роль, способствуя повышению коэффициента трения в зоне шлифования. Инструменты на этой связке могут успешно работать лишь в том случае, если они изготовлены из прочных синтетических алмазов.

Представляют интерес результаты (рис.6) сравнительных испытаний [4] по определению суммарного съема твердого сплава на различных связках при одинаковых нормальных нагрузках (р=100 кН/м2).

Из представленных данных следует, что наибольшей режущей способностью обладают круги на бакелитовых связках, наименьшей - на металлических. Это, прежде всего, объясняется весьма отличающимися свойствами связок. Здесь важную роль играет самозатачиваемость при определенных нагрузках и связанная с ней засаливаемость рабочей поверхности алмазоносного слоя круга. Если круги на бакелитовой связке, как правило, не засаливаются, работая в режиме самозатачивания, то на керамической К5 и металлических Ml и МС2 теряют режущие свойства, главным образом, в результате засаливания рабочей поверхности, приводящего к ограничению выступания режущих элементов - алмазных зерен над уровнем связки.

Рассмотрим механизм влияния связки на основные показатели процесса шлифования кругами из СТМ.

В процессе шлифования по мере сглаживания рельефа режущей поверхности шлифовального круга происходит увеличение контактной площади рельефа и длины периметра линии контакта зерна с обрабатываемым материалом. Эти изменения в геометрии рельефа вызывают увеличение контактных сил в процессе работы инструмента. Кроме этого, сглаживание рельефа сопровождается уменьшением высоты выступания зерен над уровнем связки и увеличением пластического оттеснения материала в виде навалов. Это повышает вероятность контактирования обрабатываемого материала со связкой, создает предпосылки для возможного схватывания трущихся поверхностей, механического заклинивания продуктов износа и резания на режущей поверхности инструмента. Последствие таких явлений - увеличение сил трения между обрабатываемым материалом и связкой (рис.7).

Практика шлифования показывает, что коэффициент затупления К3 зерен кругов из СТМ, характеризующий отношение суммарной площади участков затупления к общей площади контакта зерен с обрабатываемой поверхностью, изменяется от 0,005 до 0,02 в зависимости от качества его заточки [15], т. е. процесс трения связки об обрабатываемую поверхность сопровождает процесс резания непрерывно, в большой или меньшей степени.

Можно констатировать, что пренебрежение силами и температурой трения связки при исследовании термодинамики процесса шлифования может привести к существенным ошибкам.

Модель тепловых процессов

Поверхностные слои обрабатываемого материала при любом виде абразивной обработки находятся под воздействием двух основных факторов: импульсов внешних сил, имеющих случайный характер, и температурных импульсов, изменяющихся достаточно быстро во времени. В итоге это воздействие сводится к совместному действию силового и теплового ударов. Влияние того или иного фактора зависит от вида, режимов и других условий обработки. При шлифовании инструментальных материалов на закономерности протекания процесса обработки определяющее влияние оказывают тепловые явления.

Физико-механическое состояние поверхностного слоя шлифованных деталей определяется температурным полем, которое для любой точки детали является переменным во времени. Существенное значение для формирования напряженного поверхностного слоя детали имеют градиенты температурного поля, скорости нагрева и охлаждения. Назначение рациональных режимов обработки с учетом требований к качеству шлифованных изделий невозможно без исследования температурного поля и анализа возможностей управления ходом тепловых процессов

Расчет температурных полей при абразивной обработке в основном ведется с использованием двух методов: аналитического и экспериментального [17, 51]. Наиболее распространенным методом теоретического определения тепловых полей при абразивной обработке является метод источников [52, 53, 54]. На этапе постановки задачи следует решить вопрос о том, что представляет собой тепловой источник в зоне контакта шлифовального круга с деталью и определить граничные и начальные условия, обеспечивающие однозначность решения уравнения теплопроводности.

Важным моментом построения расчетной схемы является определение уровня детализации, необходимого для решения задач, опирающегося на моделирование тепловых процессов в зоне контакта. Известны два основных подхода к решению этого вопроса:

- источник тепла представляется сплошным, заданным непрерывным распределением плотности теплового потока в зоне контакта, изменяющегося по известному закону [55, 56, 57, 58, 59, 60 и др.];

- тепло выделяется только на контактирующих зернах шлифовального круга [61,62, 63, 64 и др.].

Выбор первой или второй расчетной схемы определяется исследуемыми процессами и требованиями к точности решаемой задачи. Дискретное представление зоны контакта необходимо при динамической постановке задачи, которая связана с временными характеристиками охлаждения исследуемой точки поверхностного слоя детали до прихода следующего импульса. При высокой частоте следования импульсов и слабом действии охлаждения, в результате чего колебания температуры являются незначительными, а тепловое воздействие на деталь сливается в сплошной фон, источник тепла может быть представлен сплошным.

Дискретный подход, являясь более точным, тем не менее, не учитывает тепла от трения связки шлифовального круга об обрабатываемую поверхность детали. В ряде случаев это допустимо, однако при шлифовании инструментальных материалов кругами из СТМ учет процессов трения связки неизбежен, так как их влияние на температуру существенно (табл.11).

Особую актуальность задача учета температуры трения связки приобретает именно при алмазном шлифовании, чТо определяется большим количеством наполнителя и связки алмазных кругов по сравнению с соответствующими абразивными кругами. Алмазоносный слой круга содержит связки и наполнителя 37,5-93,5 % , тогда как абразивные круги - 4-14 % (для кругов нулевого и 12-го номеров связок). ,

Поэтому в данной работе используется принципиально новый подход, учитывающий дискретность контакта зерен шлифовального круга с обрабатываемой поверхностью детали и тепло от трения связки круга

Тот факт, что температура трения связки ранее не учитывалась объясняется , главным образом, отсутствием математического аппарата для расчета параметров зоны контакта SCB и PCBZ .

Полученные ранее выражения (13) и (19) для площади SCB контакта связки с обрабатываемым материалом и тангенциальной составляющей силы трения связки PCBZ позволяют перейти к решению уравнения теплопроводности для плоского источника теплоты, действующего на поверхности полубесконечного тела

Формула (30) позволяет рассчитать температуру трения связки в любой момент времени т т0.

Определение температуры 83 требует учета дискретности контакта. Дискретная постановка задачи [17] предполагает расчет температуры, складывающейся под влиянием четырех групп зерен:

1) зерен, находящихся в данный момент в контакте с деталью и расположенных по трассе зерна;

2) зерен, находящихся уже за пределами контактной площадки, но вносивших порции теплоты в деталь, когда они были еще в контакте;

3) зерен, движущихся по параллельным трассам и находящихся в данный момент времени в контакте с деталью;

4) зерен, вышедших из контакта на параллельных трассах, но вносивших в деталь порции теплоты ранее. Предполагается, что действие абразивных зерен можно моделировать точечными быстродвижущимися источниками тепла; что касается зерен, движущихся впереди трассы, то достаточно учесть влияние лишь двух - трех рядов зерен.

Рассматривая температуру в поверхностном слое детали как результат действия отдельных абразивных зерен, можно прийти к выводу, что в начальный момент времени, когда первые зерна коснулись поверхности контакта, результирующая температура на поверхности детали формируется в виде системы тепловых импульсов от дискретных источников тепла, находящихся в данный момент времени непосредственно в зоне контакта. Однако, уже в следующий момент времени, по мере того, как в поверхностном слое накапливается тепловая энергия от зерен, закончивших резание и вышедших из зоны контакта, тепловая ситуация начинает быстро изменяться. Появляется фоновая температура, которая начинает вносить существенный вклад в формирования температурного поля детали. Определение величины фоновой компоненты теплового поля осложнено тем, что при ее расчете приходиться суммировать большое количество движущихся тепловых импульсов, имеющих различное удаление от зоны контакта [65].

В работе [48] предложен другой подход к определению фоновой температуры, которая формируется как результат действия источника тепла, распределенного по площадке контакта инструмента и детали. Тепловой процесс, являющийся результатом действия такого источника, рассматривается как нестационарный. То есть в начальный момент времени фоновая компонента температуры отсутствует, а в дальнейшем набирает свое значение, стремясь к предельному состоянию, соответствующему установившемуся процессу. Такая постановка задачи позволяет анализировать не только локальные температуры в зоне контакта, но и сам процесс формирования теплового поля. Принимая за основу данный подход для определения теплового поля от контактирующих зерен шлифовального круга, используем принцип суперпозиции полей. При этом учитывается совместное действие нескольких источников тепла, когда температура в поверхностном слое детали складывается из двух компонент

Результаты исследований

Результаты исследований влияния вида связки алмазного круга АС4 100/80-100% на составляющие суммарной силы резания при шлифовании (vK= 28 м/с, t=0,03 мм/дв.ход, Snp: (1) - 1 м/мин, (2) - 2 м/мин) твердого сплава ТТ10К8Б отображены на рис.22.

Экспериментальные данные согласуются с результатами расчетов по формуле (24) и показывают, что наименьшие значения нормальной и тангенциальной составляющей силы шлифования наблюдаются при работе кругами на связке Т04, несколько большие - при работе кругами на связке Т02 и наибольшие - на связке Б2 . Увеличение сил шлифования при работе кругом на связке Б2 объясняется тем, что в состав связки в качестве наполнителя входит железный порошок, повышающий коэффициент трения алмазоносного слоя круга об обрабатываемую поверхность детали. В состав связки Т04 введен специальный порошок Я1, который снижает коэффициент трения.

Одним из перспективных способов решения проблемы повышения производительности обработки инструментальных материалов является использование процесса глубинного шлифования.

Глубинное шлифование - это метод шлифования с большой глубиной резания (0,1 мм и более). Величина продольной подачи изменяется от 50 до 500-1000 мм/мин в зависимости от марки обрабатываемого материала, глубины резания и требуемого качества поверхности. По скорости съема металла он превосходит методы обработки лезвийным инструментом, но сохраняет преимущества традиционных методов шлифования, обеспечивая точность и шероховатость поверхности. Благодаря применению данного метода в отношении твердых сплавов производительность возрастает на 100 % , а затраты труда уменьшаются на 50 % [86] .Поэтому представляет интерес исследование влияния связки на силы при глубинном шлифовании и сопоставление с результатами, полученными при многопроходном шлифовании.

. Изучалась обрабатываемость твердых сплавов и режущей керамики алмазным кругом АС4 100/80-Б1-100 % (производительность шлифования - 525 мм3/мин). Режимы обработки: vK = 15 м/с, Snp = 0,3 м/мин, t = 0,25 мм. В качестве СОТС применяли водный раствор в % по массе: NaN03 - 5,0 и NaN02 - 0,5 % .

Результаты экспериментов приведены в табл. 13.

При шлифовании безвольфрамовых сплавов расход алмазов больше, чем при обработке вольфрамосодержащих и режущей керамики. Кроме того, результаты испытаний показали, что работоспособность кругов при шлифовании твердого сплава ТН50 ниже, чем при обработке сплава ТН20.

В связи с этим на следующем этапе исследования ставилась задача определить динамические условия шлифования сплава ТН50.

Результаты (рис.23) исследования процесса глубинного шлифовании (vK = 15 м/с, Snp=0,3 м/мин, t=0,25 мм) твердого сплава ТН50 алмазными кругами на различных (Б1, Б156, Т02, ВС8, М04, МВ1) связках показывают, что наибольшие значения составляющих силы шлифования наблюдаются также, как и в случае многопроходного шлифования при работе кругами на связках, имеющих наибольший коэффициент трения алмазоносного слоя (металлических).

Погрешность в расчетах не превышает 10 % и соответствует значениям сил, полученных с учетом эмпирических коэффициентов [16]. Преимуществом разработанной динамической модели является то, что она не требует проведения дополнительных эмпирических исследований, связанных со значительными экономическими затратами; кроме того, ее использование позволяет анализировать какой параметр как влияет на значение силы, что, в свою очередь, дает возможность вырабатывать меры по снижению суммарной силы шлифования.

Сопоставление расчетных и экспериментальных данных дает возможность установить соотношения между суммарной силой шлифования и силой трения связки.

Для металлических связок Рсву=(0,10...0,25)Ру; PCBZ = (0,15...0,40)PZ . Для органических связок Рсву=(0,03...0,08)Ру; Рсв2 = (0,05... 0,015)PZ . Для проведения расчетов температурного поля детали необходимо определиться с теплофизическими характеристиками контактаирующих тел и, прежде всего, связки, так как сведения о теплофизических характеристиках материала режущих зерен и материалов детали различных групп обрабатываемости достаточно полно освещены в справочной литературе.

На интенсивность теплового потока и его распределение основное влияние оказывает такая теплофизическая характеристика связки, как теплопроводность. Роль исследования теплопроводности связки в кругах из СТМ становится еще более существенной в связи с тем, что материал связки и структура круга позволяют регулировать степень нагрева обрабатываемой поверхности, а это служит одним из путей управления тепловыми процессами при абразивной обработке.

Следует отметить, что сведения о теплопроводности связок представлены в научной литературе недостаточно полно и зачастую сообщаются для какого-либо значения температуры или вообще без ее указания. Поэтому важной задачей является исследование изменения теплопроводности материала связки в зависимости от температуры.

На рис.24 приведена экспериментальная зависимость коэффициента теплопроводности А,св от температуры связок Б1 и БЗ с различными по зернистости наполнителями.

Методика расчета режимов

Главным видом брака инструментальных материалов являются прижоги и трещины (для быстрорежущих сталей - прижоги, для твердых сплавов и режущей керамики - трещины) [ 89 ]. Причиной их образования являются внутренние напряжения, возникающие под действием температурного фактора. Температура шлифуемой поверхности, допустимая с точки зрения трещиностойкости обрабатываемого материала (табл.14), является основным фактором, сдерживающим увеличение производительности шлифования твердых сплавов и режущей керамики.

Учесть ее влияние на режимные параметры позволяет использование энергетического критерия А, характеризующего количество теплоты, полученного деталью, к общему количеству теплоты. Порядок расчета при этом следующий.

1. В исследуемом диапазоне режимных параметров устанавливается критериальная зависимость вида где с, - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала; х - показатель степени, определяемый после обработки результатов экспериментов; q= VM/V„ - удельная производительность процесса шлифования; VM - объем снятого материала; VH - объем износа зерен шлифовального круга (см.п.2.5., формула (64)).

С учетом разработанной теоретической модели процесса шлифования инструментальных материалов кругами из СТМ безразмерный критерий А должен учитывать процесса трения связки круга об обрабатываемую поверхность детали где Рз.ед2 - тангенциальная составляющая силы резания единичным зерном, Н; пр - число режущих зерен на единице площади рабочей поверхности круга, 1/м2; Рсв2 - тангенциальная составляющая силы трения связки круга об обрабатываемую поверхность детали, Н; срм - удельная объемная теплоемкость обрабатываемого материала, Дж/ (м2 -К); 0 - среднеинтегральная температура шлифования, К; vK - скорость круга, м/с; уд - скорость детали, м/ с.

2. Установленное критериальное уравнение решается в отношении одной из скоростей. Скорость вращения шлифовального круга в отличии от скорости детали является в большей степени постоянным параметром (табл. 15).

Рекомендации же в отношении скорости детали значительно разняться. Поэтому представляет интерес расчет именно параметра уд, и относительно него с учетом применяемых размерностей решаем уравнение (78) где v/on - максимальная допустимая скорость детали, м/мин; Ьк - ширина зоны контакта круга и детали, мм; LK - длина зоны контакта круга и детали, мм; Pz - тангенциальная составляющая суммарной силы шлифования, Н; Эдоп - максимальная допустимая с точки зрения появления поверхностных дефектов детали температура шлифования, К.