Preview

Повышение режущей способности шлифовального круга при обработке заготовок из пластичных сталей наложением ультразвуковых колебаний на заготовку

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-55-62

Полный текст:

Аннотация

Целью исследования стало выявление связи интенсивности налипания с ультразвуковыми колебаниями (УЗК), используемыми в процессе обработки, и оценка работоспособности кругов при шлифовании заготовок из пластичных материалов. Выполнено численное моделирование локальных температур и температуры заготовки из стали 3Х3М3Ф в процессе шлифования с наложением УЗК. Установлено, что применение УЗК амплитудой 3 мкм приводит к снижению локальных температур на 13…40 %, температур заготовки – до 20 %. Расчетом установлено, что наложение УЗК амплитудой 3 мкм способствует снижению коэффициента засаливания на 33 % для режущего и на 7 % для пластически деформирующего зерна. При увеличении скорости продольной подачи или глубины шлифования коэффициент засаливания при использовании УЗК увеличивается в меньшей степени, чем в случае, когда колебания не накладываются. Выполнено численное моделирование локальных температур при царапании образцов из стали 3Х3М3Ф единичными абразивными зернами с наложением УЗК. Рассчитана деформация налипа, а также напряжения, являющиеся следствием этой деформации, действующие на соединение налипа с зернами без наложения и с наложением УЗК. В процессе экспериментальных исследований осуществляли микрорезание образцов единичными абразивными зернами. Установлено, что в меньшей степени изнашиваются и засаливаются абразивные зерна при микрорезании с наложением на заготовку УЗК. Снижение коэффициента засаливания при наложении УЗК является следствием снижения интенсивности налипания частиц материала заготовки на абразивные зерна за счет схватывания. Рассмотрена возможность повышения эффективности плоского шлифования за счет использования энергии УЗК, накладываемых на заготовку в направлении, совпадающем с осью шлифовального круга. Заготовка закрепляется в устройстве между излучателем колебаний и опорой, т. е. является одним из звеньев колебательной системы. Экспериментальные исследования выполнили при шлифовании периферией круга заготовок из сталей 3Х3М3Ф и 12Х18Н10Т. При шлифовании с УЗК коэффициент шлифования увеличивается до 70 %, а период стойкости круга – в 2…3 раза.

Об авторах

Александр Васильевич Хазов
АО «Ульяновский механический завод», Ульяновск (Россия)
Россия

главный инженер



Александр Николаевич Унянин
Ульяновский государственный технический университет, Ульяновск (Россия)
Россия

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Технология машиностроения»



Список литературы

1. Худобин Л.В., Унянин А.Н. Минимизация засаливания шлифовальных кругов. Ульяновск: УлГТУ, 2007. 298 с.

2. Тюрин Ю.Н., Колисниченко О.В., Василик Н.Я., Ковалева М.Г., Прозорова М.С., Арсеенко М.Ю. Нанесение керамических покрытий с помощью многокамерного газодинамического ускорителя // Сварщик. 2015. № 3. С. 20–24.

3. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Модели шлифования: теория и эксперимент. М.: Известия, 2018. 311 с.

4. Медведева О.И., Янюшкин С.А. Исследование качества поверхности твердого сплава после комбинированного электроалмазного шлифования // Механики XXI веку. 2016. № 15. С. 189–194.

5. Thanedar A., Dongre G.G., Joshi S.S. Analytical Modelling of Temperature in Cylindrical Grinding to Predict Grinding Burns // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2019. Vol. 20. № 1. P. 13–25. DOI: https://doi.org/10.1007/s12541-019-00037-9.

6. Носенко В.А. Влияние контактного взаимодействия на износ абразивного инструмента при шлифовании // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2005. № 1. С. 73–77.

7. Носенко В.А., Фетисов А.В., Носенко С.В. Интенсивность контактного взаимодействия и переноса материалов при шлифовании и микроцарапании тугоплавких металлов // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2017. № 10. С. 9–17. DOI: https://doi.org/10.12737/article_59d496eb7ba532.91441180.

8. Stachurski W., Sawicki J., Krupanek K., Nadolny K. Numerical analysis of coolant flow in the grinding zone // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. Vol. 104. № 5-8. P. 1999–2012. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-019-03966-x.

9. Носенко В.А., Сердюков Н.Д., Шкода О.М., Самарский П.И. Испытание СОЖ на операции плоского врезного шлифования титанового сплава // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2020. № 8. С. 40–43.

10. Казанцев В.Ф., Калачев Ю.Н., Нигметзянов Р.И., Приходько В.М., Сундуков С.К., Фатюхин Д.С. Инструменты для ультразвуковой очистки. М.: Техполиграфцентр, 2017. 181 с.

11. Справочник технолога / под общ. ред. А.Г. Суслова. М.: Инновационное машиностроение, 2019. 800 с.

12. Toth M., Sims N.D., Curti D. An analytical study of wheel regeneration in surface grinding // Procedia CIRP. 2019. Vol. 82. P. 214–219. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procir.2019.04.046.

13. Коряжкин А.А., Носенко С.В., Носенко В.А. Повышение эффективности обработки рабочих лопаток компрессора из титанового сплава методом многокоординатного глубинного шлифования // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2019. № 1. С. 17–21.

14. Li D., Tang J., Chen H., Shao W. Study on grinding force model in ultrasonic vibration-assisted grinding of alloy structural steel // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. Vol. 101. № 5-8. P. 1467–1479. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-018-2929-2.

15. Унянин А.Н., Сарайнов Н.Е. Моделирование температурного поля при шлифовании кругами из эльбора с наложением ультразвуковых колебаний // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 8-2. С. 112–120.

16. Марочник сталей и сплавов / под ред. А.С. Зубченко. 2-е изд., доп. и испр. М.: Машиностроение, 2003. 784 с.

17. Yu T., Su H., Dai J., Zhou W. Grinding Force and Specific Grinding Energy in Process of Grinding SiC with Single Grit // Nanjing Hangkong Hangtian Daxue Xuebao/Journal of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics. 2018. Vol. 50. № 1. P. 120–125. DOI: https://doi.org/10.16356/j.1005-2615.2018.01.017.

18. Unyanin A.N. Grinding Forces in the Presence of Ultrasound // Russian Engineering Research. 2018. Vol. 38. № 3. P. 193–197. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068798X1803022X.

19. Бокучава Г.В. Трибология процесса шлифования. Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1984. 238 с.

20. Унянин А.Н. Исследование температурного поля при при шлифовании с наложением ультразвуковых колебаний // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2015. № 2-2. С. 191–195.


Для цитирования:


Хазов А.В., Унянин А.Н. Повышение режущей способности шлифовального круга при обработке заготовок из пластичных сталей наложением ультразвуковых колебаний на заготовку. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2021;(1):55-62. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-55-62

For citation:


Khazov A.V., Unyanin A.N. The enhancement of cutting capacity of a grinding wheel when processing ductile steel blank parts by ultrasonic activation. Science Vector of Togliatti State University. 2021;(1):55-62. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2021-1-55-62

Просмотров: 40


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)