Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основные направления совершенствования технологии алмазного торцового шлифования путем применения смазочно-охлаждающих технологических средств 9
1.1. К выбору альтернативного смазочно-охлаждающего техноло- гического средства при алмазном торцовом шлифовании 9
1.2. Физические процессы, происходящие в зоне шлифования при охлаждении воздушным потоком 12
1.3. Совершенствование способов и устройств подачи воздушного потока в зону шлифования 19
Цель и задачи исследований 25
Глава 2. Тепловые процессы и основные параметры формообразующей режущей поверхности алмазного инструмента 27
2.1. Теоретические предпосылки при исследовании тепловых явле- ний при шлифовании 27
2.2. Нестационарный тепловой режим шлифования и его зависимость от геометрических параметров инструмента 29
2.3. Расчет коэффициента теплообмена
Выводы по главе 2. 41
Глава 3. Исследование теплофизических параметров воздушного вихревого эффекта 45
3.1. Вихревой эффект. Конструкция вихревых трубок 45
3.2. Закономерности движения потока воздуха в вихревой трубке 46
3.3. Определение геометрических и теплофизических параметров вихревой трубки 49
3.4. Расчет температуры холодного и горячего потоков и основных конструктивных параметров вихревой трубки 57
3.4.1. Расчет конструктивных параметров вихревой трубки и температуры холодного потока на выходе 57
3.4.2. Расчет температуры горячего потока на выходе из вихревой трубки 66
3.5. Экспериментальные параметры вихревого эффекта 70
Выводы по главе 3. 73
Глава 4. Разработка шлифовального инструмента с вихревым охлаждением и теоретические предпосылки для определения оптимальных его параметров 74
4.1. Разработка конструкции шлифовального инструмента с вихревым охлаждением для обработки плоских поверхностей 74
4.2. Расчет шлифовального инструмента с вихревым охлаждением 81
4.2.1. Определение характеристик и геометрических размеров абразивного инструмента 82
4.2.2. Определение траектории движения газа на торцовой поверхности круга 85
4.2.3. Определение геометрических параметров формообразующей поверхности 91
4.3. Теоретические и экспериментальные исследования режущего профиля поверхности алмазного торцового инструмента 92
4.4. Балансировка прерывистого шлифовального инструмента с воздушным вихревым охлаждением 105
Выводы по главе 4. 108
Глава 5. Технологические основы шлифования алмазным инструментом с вихревым охлаждением 110
5.1. Экспериментальное исследование температуры в зоне резания 110
5.2. Результаты исследований температурных полей при торцовом шлифовании 114
5.3. Силы резания при алмазном шлифовании 121
5.4. Основные показатели качества поверхностного слоя обрабатываемой детали 128
5.4.1 Зависимость шероховатости поверхности от режимов обработки и параметров инструмента 128
5.4.2. Исследование формы обработанной поверхности при прерывистом шлифовании 130
5.4.3. Исследование физико-механического состояния поверхностного слоя 137
5.5. Производительность процесса, износостойкость инструмента и силы резания при шлифовании 141
5.6. Определение оптимальных условий процесса шлифования инструментом с вихревым охлаждением 147
5.7. Технико-экономические показатели применения алмазного прерывистого инструмента с вихревым охлаждением 154
Выводы по главе 5. 157
Заключение и выводы 159
Список литературы 162
Приложение 179
- Физические процессы, происходящие в зоне шлифования при охлаждении воздушным потоком
- Нестационарный тепловой режим шлифования и его зависимость от геометрических параметров инструмента
- Определение геометрических и теплофизических параметров вихревой трубки
- Теоретические и экспериментальные исследования режущего профиля поверхности алмазного торцового инструмента
Введение к работе
Развитие современной промышленности характеризуется усилением конкуренции на рынках, где наука стала определяющим фактором и мощной производительной силой в этой борьбе. Производительной силой, определяющей конкурентоспособность предприятий, является технология производства. Прогресс технологии - разработка и внедрение новых материалов, инструментов, методов и процессов, интенсификация технологических режимов, предопределяют качество и количество выпускаемой продукции, ее себестоимость.
Если рассматривать развитие технологии как науки, то необходимо отметить, что за последнее время она заняла одно из ведущих мест. Известно, что многие технологические процессы и решения считаются национальным богатством и оказывают большое влияние на дальнейшее развитие целых направлений фундаментальных наук.
Одно из ведущих мест в технологической науке обработки материалов резанием занимают технологические процессы финишных операций с применением алмазных шлифовальных кругов, которые позволяют обрабатывать практически все существующие и вновь разрабатываемые конструкционные материалы и окончательно формируют поверхностный слой деталей, определяющий их эксплуатационные свойства.
Сложность процесса шлифования и сопровождающих его явлений вызывает необходимость глубокого теоретического и экспериментального изучения физической сущности явлений, происходящих при алмазной обработке материалов. Благодаря фундаментальным работам известных ученых Ящерицына П.И., Маслова Е.Н., Якимова А.В., Полянчикова Ю.Н., Резникова А.Н., Евсеева Д.Г., Попова С.А., Филимонова Л.Н., Худобина Л.В. и других созданы научные основы процесса шлифования, разработаны технологические методы абразивной обработки, которые широко и успешно применяются в различных отраслях машиностроения. Этими рабо тами и опытом предприятий убедительно показаны широкие возможности процессов шлифования по обеспечению высокого качества деталей машин при обработке.
Однако множество факторов, изменяющихся во времени, приводят к нестабильности процесса шлифования. Кроме того, на производительность и качество обработки существенное влияние оказывает метод шлифования. В этой связи создание процессов интенсивного бездефектного шлифования на базе новых конструктивных и технологических решений представляет собой научную проблему, имеющую большое значение. Одним из таких решений является разработка и исследование процесса торцового шлифования прерывистыми инструментами.
Эффективность процесса шлифования, интенсивность изнашивания абразивного инструмента, качество обработанной поверхности и другие характеристики, сопровождающие процесс шлифования зависят от свойств внешней среды, в которой происходит резание. Принудительное изменение свойств этой среды - один из путей управления и оптимизации процесса шлифования.
В результате анализа современного состояния технологии шлифования с применением смазочно-охлаждающих технологических средств, выявлено, что известные способы при высокой эффективности, тем не менее имеют ряд недостатков либо ухудшают санитарно-гигиеническую обстановку, либо требуют разработки сложных громоздких устройств, многоступенчатой сепарации и обезвреживания отработавших СОТС, что приводит к увеличению стоимости их утилизации.
Традиционной и самой распространенной экологически чистой сма-зочно-охлаждающей средой является атмосферный воздух. Применение охлажденного воздушного вихревого потока в процессе шлифования значительно влияет на понижение температуры в зоне резания. И это зависит не только от теплообмена, но и от свойств холодного потока воздуха.
Потребность машиностроения в обеспечении стабильного качества при производительном плоском торцовом шлифовании с одной стороны и недостаточная изученность возможностей воздушного вихревого охлаждения при шлифовании с другой стороны, предопределили необходимость и актуальность выполнения данной работы.
В свете этих задач автором поставлена цель: совершенствование технологии процесса шлифования прерывистыми торцовыми кругами с применением в качестве смазочно-іохлаждающего средства охлажденного потока воздуха и влияние этого процесса на качество обработанной поверхности и производительность обработки.
В данной работе исследованы тепловые процессы, сопровождающие плоское шлифование торцом алмазного прерывистого инструмента с подачей холодного воздуха непосредственно в зону резания; установлены их основные закономерности; определены теплофизические параметры вихревого охлаждения для управления потоком, направленным в зону шлифования; выявлены технологические возможности процесса шлифования прерывистыми торцовыми кругами; разработана математическая модель режущего профиля формообразующей части абразивного инструмента; предложены пути повышения качества и производительности. Разработана методика решения задач оптимизации технологического процесса обработки плоских поверхностей. Получены алгоритм и программа по определению оптимальных режимов шлифования в зависимости от заданных факторов. Разработан инструмент для торцового шлифования с воздушным вихревым охлаждением, расширяющий технологические возможности обработки плоских поверхностей.
Практическая ценность работы заключается в повышения производительности труда, улучшение показателей качества обработанных поверхностей, увеличении стойкости абразивного инструмента. Полученные результаты позволяют разработать технологический процесс обработки сталей 45, ХВГ, 13ХНЗА, обеспечивающий необходимые требования к деталям на стадии окончательной обработки.
Исследования, результаты которых изложены в диссертации, проводились в соответствии с программой научно-исследовательских работ ОАО «Ижевский завод нефтяного машиностроения», ГОУ ВПО ИжГТУ и гранта Министерства образования Российской Федерации «Возможности абразивного инструмента в совершенствовании технологии производства» Т02-06.3-400.
Разработанные на основе проведенных исследований рекомендации переданы и приняты рядом предприятий Удмуртской Республики.
Основные положения диссертации докладывались на республиканских, международных и всероссийских конференциях и семинарах. Основное содержание работы опубликовано в 22 работах и защищено патентом на изобретение РФ.
Физические процессы, происходящие в зоне шлифования при охлаждении воздушным потоком
Традиционной и самой распространенной смазочно-охлаждающей средой является атмосферный воздух. Поверхности, образующиеся на стальных деталях при шлифовании, сразу же окисляются кислородом воздуха: даже при комнатной температуре скорость образования мономолекулярного слоя окислов на поверхности металла составляет тысячные доли секунды.
Образующиеся на поверхности детали пленки окислов эффективно выполняют роль смазки при шлифовании, если толщина их составляет не менее 1 - 2 молекулярных слоев. Для образования пленок окислов указанной толщины на поверхности требуется 0,1 - 0,001 сек. Время контакта между металлом обрабатываемой детали и абразивным зерном мало. Реакция окисления поверхности происходит в период, когда металлическая поверхность не контактирует с абразивным зерном и охлаждается воздушной средой.
После срезания инструментом стружки на металлической поверхности образуется ювенильная поверхность, обладающая необычными свойствами: она проявляет высокую реакционную способность, излучает поток электронов, особенно интенсивный в момент образования, и характеризуется высоким коэффициентом трения.
Эмиссия электронов в момент образования новой поверхности достигает 5000 - 6000 импульсов/мин. С течением времени, т.е. с образованием окисной пленки, эмиссия затухает. Интенсивность эмиссии зависит от свойств структуры обрабатываемого материала. Металлы со структурой феррита имеют максимальную эмиссию, а стали аустенитного класса -минимальную.
Поток электронов, покинувших ювенильную поверхность, бомбардирует молекулы и атомы кислорода воздуха с последующим образованием свободных атомов и радикалов, являющихся инициаторами сцепных реакций. Наличие неспаренного электрона на внешней молекулярной орбите наделяет систему двумя важными признаками: высокой реакционной способностью в химических превращениях и наличием магнитного момента, обусловленного нескомпенсированным «спином» неспаренного электрона. Высокая реакционная способность радикалов обеспечивает образование защитных пленок, экранирование сил адгезии между трущимися поверхностями, уменьшение износа инструмента [75].
Нагрев поверхности детали при шлифовании резко увеличивает скорость протекания химических реакций. Очевидно, что время охлаждения, которое бывает меньше 1-Ю"4 - 3-Ю 5 сек, вполне достаточно для окисления ювенильной поверхности металла.
При вакууме воздушной среды 10"3 мм рт. ст. концентрация кислорода достаточна для образования мономолекулярных защитных слоев и проявляется действие окисных пленок [75]. Пленки окислов имеют малую толщину 15 - ЗО 10 8 см и образуются в течение короткого промежутка времени 10 - 10 1/с. Пленки окислов снижают коэффициент трения. Исследования показывают, что величина коэффициента трения окисленных поверхностей зависит от теплоты окисления, т.е. от термодинамической характеристики металла: чем выше теплота образования окисла, тем активнее металл в химическом отношении и меньше коэффициент трения.
Кислород, подаваемый в зону резания под давлением, повышает стойкость инструмента, оказывает охлаждающее действие на процесс шлифования и положительное действие на трение.
Исследования в ФРГ [176] показали, что роль кислорода особенно важна при шлифовании стали. Установлено, что кислород способствует образованию оксидных пленок, а также пластифицирует срезаемый слой металла за счет экзотермических окислительных реакций.
Молекула кислорода химически инертна. Кажущая легкость вступления молекулы кислорода в некоторые реакции объясняется не активностью самой молекулы кислорода, а свойствами радикально-цепных реакций, т.е. свойствами атома цепной реакции и его радикала. Когда условия для развития цепной реакции отсутствуют, молекула кислорода оказывается совершенно инертной. В этом и заключается необычное действие кислорода при шлифовании. Чтобы повысить химическую активность кислорода и других кислородосодержащих молекул при резании металла необходимо разрушить их на атомы и радикалы. Этому условию лучше всего удовлетворяет перекись и озон.
Исследования, проведенные [178] показали, что при обработке железа в вакууме (10"4 мм рт. ст.) площадь контакта между стружкой и инструментом значительно возрастала, стружка оставалась схваченной с инструментом на большем протяжении, чем при обработке на воздухе. Это приводило к очень большим силам резания и чрезвычайно толстой стружке. Подача в вакуумную камеру кислорода даже при очень низком давлении способствовала уменьшению площади контакта и сил резания до значений, соответствующих обработке на воздухе.
Нестационарный тепловой режим шлифования и его зависимость от геометрических параметров инструмента
Математически сформулированная задача для описания тепловых процессов должна содержать дифференциальные уравнения и необходимые условия однозначности. Цель решения задачи состоит в определении температурного поля рассматриваемого тела и изменения этого поля во времени, если процесс теплопроводности является нестационарным.
В настоящее время среди методов решения задач теплопроводности можно выделить три основные: аналитический, численных решений и моделирования.
Среди рассмотренных групп, используемых для решения задач теплопроводности, следует особо отметить аналитический метод решения -метод источников, имеющих важное значение в технологии машиностроения, рассмотренный в работах Н.Н. Рыкалина, П.И. Ящерицына, Е.Н. Маслова, С.С. Силина, А.Н. Резникова, А.В. Подзея, А.А. Маталина, А.В. Якимова, В.А. Сипайлова, С.Н. Корчака, В.Ф. Совкина, В.О. Островского, А.К. Цокур, Н.С. Дегтяренко и др.
Этот метод является предпочтительным в силу своей наглядности, математической строгости и позволяет иметь функциональную связь между температурным полем и технологическими факторами процесса обработки.
Аналитическое исследование температур при всевозможных схемах шлифования позволяет сделать вывод, что предельное состояние температурного поля (тепловое насыщение) наступает не сразу после начала процесса шлифования. От момента начала процесса до установления предельного состояния имеется хотя и малый, но физически ощутимый промежуток времени, в течение которого шлифование протекает в нестационарном режиме. Наличие этого временного промежутка можно обнаружить экспериментально по измерению температуры методом полуискусственной термопары.
Нестационарный режим работы в процессе шлифования открывает принципиальную возможность понижения контактных температур за счет периодического прерывания процесса. Сущность метода состоит в следующем. Зона контакта алмазного круга с деталью представляет обычно узкую полоску прямоугольной формы, перемещающуюся по поверхности детали. Возникающее при этом температурное поле можно рассчитывать по схеме подвижного бесконечно длинного поверхностно-полосового источника. При шлифовании температурное поле в системе координат, связанной с источником, быстро стремится к состоянию теплового насыщения. Процесс устанавливается, и поле становится квазистационарным. Это состояние наступает хотя и быстро, но не мгновенно, поэтому можно, периодически прерывая процесс до того, как температура достигла максимума, ограничить ее любым заранее заданным значением. Интервал до наступления следующего цикла должен быть таким, чтобы поверхность успела остыть до исходной температуры. Такой процесс можно осуществить, если режущую поверхность алмазного круга сделать не сплошной, а разбить на ряд чередующихся выступов. Для расчета режущего выступа и впадин (канавок) необходимо знать время теплового насыщения и время остывания до исходной температуры.
Для решения тепловой задачи, связанной с расчетом температуры в зоне резания, в данной работе была принята следующая схема (рис. 2.1). По адиабатической граничной поверхности полубесконечного твердого тела, теплофизические свойства которого не зависят от температуры, с нулевой начальной температурой, в положительном направлении вдоль оси Z с постоянной скоростью од быстро движется бесконечно протяженный полосовой источник тепла шириной 2h, с равномерно распределенной по площади контакта постоянной во времени интенсивностью q. Пренебрегаем влиянием теплообмена на распределение температуры под источником, считая поверхность теплоизолированной, т.е. X = О и принимаем температуру охлаждающего воздуха равной нулю. Чтобы в расчетах иметь дело только с положительными значениями аргумента, начало системы координат, связанной с источником, поместим на заднюю кромку полосы. При этих условиях математически задача сформулируется следующим образом.
Имеем основное дифференциальное уравнение теплопроводности, которое с учетом движения теплового источника примет вид
Сущность метода источников состоит в том, что любой процесс можно представить как сумму процессов выравнивания температуры от бесконечного количества элементарных источников тепла, распределенных в пространстве и во времени. Действие элементарного источника в бесконечном массиве характеризуется функцией источника. где ) - количество тепла, мгновенно выделившееся в точке с координатами Х\ У, Z ; с - удельная теплоемкость; р- плотность материала. При движении источника в положительном направлении оси Z или движении теплопроводящей среды относительно источника в противоположном направлении, координата приложения источника относительно среды Z будет непрерывно меняться на величину Интенсивность источника будем характеризовать плотностью теплового потока q, представляющего собой количество тепла, выделяющегося на единице длины в единицу времени.
Если до рассматриваемого момента источник двигался в течение времени т, то задачу можно решить, проинтегрировав выражение (2.4) по У от - оо до + оо, по Z от 0 до 2h и по времени от 0 до т , т.е.
Определение геометрических и теплофизических параметров вихревой трубки
Если обозначить полную температуру и давление у поступающего в сопло сжатого газа через Т ир , у холодного потока - через Т хол и р хол, а у горячего - Т гор и р гор. Тогда эффект охлаждения холодного потока и эффект подогрева горячего потока можно оценить по следующим разностям температур: Абсолютные эффекты охлаждения АТХ0Я и нагрева АТгор зависят от многих параметров геометрического и режимного характера. Для конкретной конструкции трубки и давления на входе они существенно зависят от относительной доли охлажденного потока /и, который определяется через уравнение баланса массы газа для вихревой трубки классической схемы с одним источником подвода через закручивающее сопло Максимум qX0JI достигается при /л = 0,5 + 0,7. Оптимальная холодо-производительность составляет 20 - 25 кДж/кг [79]. Уравнение (3.5) позволяет по абсолютным эффектам энергоразделения для трубки рассчитать относительную долю охлажденного потока [л: Доля холодного потока ц связана со скоростным коэффициентом а? следующим соотношением: Важной характеристикой режима работы вихревой трубки является степень расширения в вихревой трубке как отношение полного давления р на входе в трубку к давлению среды р хол, в которую происходит истечение газа: Каждое входящее в выражение (3.8) давление сильно влияет на характеристики вихревой трубки. С ростом ж заметно возрастает эффект охлаждения, особенно в интервале 1 ж 8. При дальнейшем возрастании ж темп роста эффекта охлаждения снижается. При неизменном ж и снижении уровня давлений;? ир хол эффект охлаждения незначительно уменьшается в виду снижения общего расхода. Минимальное значение ж (минимальный перепад давлений), при котором начинается критическое истечение газа из сопла, соответствует числу Маха п : где у = c/cv - отношение тепломкостей газа. Например, для воздуха у = 1,4; а ж = 2,2.
Для обобщения оценки эффективности вихревой трубки вместо эффекта охлаждения рассматривают безразмерные величины - температурную эффективность rjt и адиабатный КПД щ. AT S где AT S - абсолютный эффект понижения температуры при расширении газа от давления на входе/? до давления среды, в которую происходит ис течение: С позиций термодинамики коэффициенты r\t и щ не полностью оценивают эффективность процесса энергоразделения, так как не учитывают существующие при этом эффекты подогрева. В диапазоне ж от 2 до 6 максимальное значение т}{ изменяется в интервале от 0,47 до 0,5. При уменьшении/? величина rjt снижается незначительно. Еще одна характеристика вихревой трубки определяется с помощью КПД. Эта величина для вихревой трубки невелика, она составляет 1-2%. При использовании горячего потока эта величина увеличивается почти на порядок. При низком КПД вихревые трубки обладают целым рядом достоинств, которые повышают общую их эффективность. К ним относятся: простота и надежность, отсутствие движущихся механических частей, возможность осуществления нескольких процессов (охлаждение, нагрев, вакуумирование, выделений фракций из потока), плавность регулировки параметров, быстрота включения и выключения, возможность использования различных газов при любых перепадах давления, небольшие габариты и вес, широкий диапазон расхода газа. Максимальные значения абсолютных эффектов охлаждения АТХ0Л достигаются при относительной доли холодного потока// = 0,2 - - 0,3, а эффект подогрева АТгор при // = 0,85 + 0,95. Дальнейшее уменьшение ц на холодном конце и увеличение на горячем конце приводит к внутренней перестройке потока (из-за повышения гидравлического сопротивления вихревой трубки) и значительном росте влияния на эффекты теплообмена с окружающей средой. Для получения минимального значения р целесообразно принимать ц = 0,3, соответствующее 77 , а максимальная экономичность наступает при ц = 0,65 и соответствует (/ /жи Поэтому использование вихревых трубок выгодно в случае охлаждения или нагрева. Особенно выгодно использование вихревых трубок при наличии сжатого газа.
Теоретические и экспериментальные исследования режущего профиля поверхности алмазного торцового инструмента
Процесс шлифования характеризуется сложными явлениями взаимодействия алмазного зерна и связки с обрабатываемым материалом.
Для оценки режущей способности кругов с прерывистой рабочей поверхностью необходимо знать количество режущих зерен, характер их расположения и разновысотность, условия закрепления на рабочей поверхности круга, геометрию и форму алмазного зерна, длину контакта зерна с заготовкой, зная которые можно определить объем срезаемого слоя в единицу времени, качество обрабатываемой поверхности, износ инструмента и т.д.
Зерна на поверхности алмазного инструмента расположены стохастически, по вероятностным законам. Поэтому зерна, участвующие в работе, удаляют обрабатываемый материал не всей поверхностью, а одним или несколькими участками. Различные расстояния между зернами, вызванные отсутствием закономерности в их расположении, создают условия для снятия стружки с различной формой срезаемого слоя, а вследствие очень малого сечения стружки непосредственное изучение этих элементов затруднено. В связи с этим геометрические характеристики круга как режущего инструмента могут быть определены с учетом особенностей расположения единичных режущих элементов на рабочей поверхности круга.
Поэтому эта особенность процесса позволяет при описании ориентироваться на определенную схематизацию. Схематизация касается формы и размеров зерен и закона распределения вылетов режущих элементов по отношению к связке.
Определению количества зерен, активно режущих материал в процессе шлифования, посвящено много теоретических и экспериментальных работ исследователей, таких как Е.Н. Маслов, С.А. Попов, В.В. Пузанов, С.Г. Редько, А.Н. Резников, А.А. Сагарда, В.А. Хрульков А.В. Якимов и др.
При этом существуют различные мнения относительно законов распределения режущих зерен на поверхности круга. Некоторые исследователи принимают закон равномерного распределения [6, 106], другие - нормальный закон распределения [113, 166], третьи - сложные композиции законов [4, 8]. Такая разница в определении законов распределения объясняется, с одной стороны, погрешностями методик и средств измерения рельефа круга, а с другой стороны - некоторой формализацией при статическом описании рельефа и параметров процесса шлифования. Как показывают результаты экспериментальных исследований [113, 162], наиболее оптимальным является закон нормального распределения.
Необходимо также заметить, что результаты расчета в значительной степени зависят от выбора формы зерна и размеров тел-моделей, которыми аппроксимируются зерна. Как правило, сначала выбирают форму, а затем размеры тел-моделей, основываясь на результатах изучения зерен под микроскопом. Следует, по-видимому, исходить из фактических линейных размеров зерен, а затем уже принимать ту или иную расчетную схему.
Если размеры зерен х круга распределены по нормальному закону, а форма зерна приближенно описывается эллипсоидом вращения, то объем зерна, как объем эллипсоида вращения вокруг оси может быть представлен в виде (рис. 4.4).
Фактическое количество зерен на рабочей поверхности будет равно тому числу, которое удерживается связкой и распределено над ее уровнем и может быть определено за счет использования интегральной функции распределения вероятностей [120]. Вероятность распределения зерен на поверхности круга с учетом нормального закона распределения будет равна
Однако количество режущих зерен, участвующих в процессе резания, вследствие их разновысотного расположения относительно уровня связки оказывается меньше Шф и может быть также определено за счет использования интегральной функции (4.23) распределения вероятностей путем изменения пределов интегрирования. Нижний предел интегрирования в этом случае определяется величиной зоны разновысотности зерен, принимающих участие в резании.
В качестве примера проведем расчет по определению количества зерен, участвующих в резании, на поверхности алмазного инструмента АС6 125/100-100%, когда х = 112 мкм, хтах = 125 мкм, хтіп = 100 мкм, Ах = 12 мкм, а = 13 мкм, а = 0,36, ф[ — I = 0,32
Вероятность распределения зерен на поверхности инструмента будет Эффективность алмазного прерывистого инструмента с подачей охлажденного потока воздуха в зону резания в значительной степени зависит от правильного выбора режимов резания. Последние должны отвечать следующим требованиям: обеспечивать максимальный съем обрабатываемого материала и минимальный износ алмазоносного слоя круга, соответствовать техническим требованиям к точности, чистоте обработки. Для сопоставления поведения инструмента в разных условиях, для оценки режущей способности алмазного прерывистого инструмента, а так же для разработки рекомендаций по повышению производительности плоского алмазного шлифования целесообразно в качестве условия обеспечения нормального процесса резания принять выражение т.е. производительность процесса шлифования, выражаемая объемом обрабатываемой поверхности в единицу времени (Q„oa) зависит от того, какой способностью обладает алмазный прерывистый инструмент снимать режущими зернами определенное количество металла (&/ ») Если Qnod Qcpes работоспособность алмазных зерен будет использоваться не полностью и производительность шлифования снизится. Если Qnod Qcpe3 будет наблюдаться или интенсивный износ или засаливание рабочей поверхности инструмента.
Общий объем подводимого материала в единицу времени определиться как где Од - скорость детали, мм/мин; / - глубина шлифования, мм ; В - ширина зоны резания, мм. Объем металла, снимаемый в единицу времени всеми алмазными зернами, определяется суммой элементарных объемов Qt срез, срезаемых отдельными зернами круга в единицу времени
