Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ С НАЛОЖЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Полный текст:

Аннотация

Перспективным направлением повышения эффективности процесса шлифования является использование энергии ультразвуковых колебаний. Для оценки условий работы шлифовального круга и параметров качества поверхностного слоя заготовки необходимо знать локальные температуры. Однако аналитическое исследование локальных температур при шлифовании с ультразвуковыми колебаниями не выполнено.

Целью исследований является установление влияния параметров колебаний на температурное поле процесса шлифования.

Задачи исследования: разработка физических и математических моделей для расчета температурного поля, методики, алгоритма и программного обеспечения для расчета температур, выполнение численного моделирования температур.

Научная новизна: впервые аналитическим путем выполнено исследование температурного поля при шлифовании с ультразвуковыми колебаниями.

Разработаны физические и математические модели для расчета температурного поля при шлифовании, учитывающие изменение кинематики микрорезания абразивными зернами и механических характеристик материала заготовки при наложении ультразвуковых колебаний, а также зависимости параметров, характеризующих сопротивление материала заготовки диспергированию и теплофизических свойств материалов взаимодействующих объектов (абразивного зерна, заготовки, стружки, внешней среды), от температуры. Моделирование выполнено на основе совместного решения дифференциальных уравнений теплопроводности, записанных для каждого из взаимодействующих объектов. Для расчета уравнений использован метод конечных элементов. Разработана методика и программное обеспечение для расчета температурного поля. Приведены результаты численного моделирования температур при малых амплитудах колебаний, незначительно изменяющих кинематику микрорезания. При наложении ультразвуковых колебаний температура заготовки оказалась ниже на 10 %, а локальные температуры в зоне контакта абразивного зерна с заготовкой и со стружкой – на 14 % и 15 % соответственно.

Об авторе

Александр Николаевич Унянин
Ульяновский государственный технический университет, Ульяновск
Россия

доктор технических наук, доцент



Список литературы

1. Применение ультразвука и взрыва при обработке и сборке / М.Ф. Вологин [и др.]. М.: Машиностроение, 2002. 264 с.

2. Киселев Е.С. Интенсификация процессов механической обработки рациональным использованием энергии ультразвукового поля. Ульяновск: УлГТУ, 2003. 186 с.

3. Киселев Е.С., Ковальногов В.Н. Механическая обработка заготовок в условиях критического тепломассопереноса. М.: РАН, 2008. 250 с.

4. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1978. 128 с.

5. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1981. 279 с.

6. Ящерицын П.И., Цокур А.К., Еременко М.П. Тепловые явления при шлифовании и свойства обработанных поверхностей. Минск: Наука и техника, 1974. 210 с.

7. Унянин А.Н. Исследование режущей способности шлифовального круга при обработке пластичных материалов // СТИН. 2006. № 1. С. 28–32.

8. Унянин А.Н. Влияние локальных температур на налипание материала заготовки на абразивные зерна // СТИН. 2008. № 6. С. 26–31.

9. Резников А.Н. Тепловые процессы в технологических системах. М.: Машиностроение, 1990. 288 с.

10. Унянин А.Н. Аналитическое исследование локальных температур при шлифовании // Известия вузов. Машиностроение. 2006. № 6. С. 41–50.

11. Унянин А.Н. Численное моделирование локальных температур при шлифовании // СТИН. 2006. № 8. С. 27–33.

12. Ефимов В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1992. 132 с.

13. Филимонов Л.Н. Стойкость шлифовальных кругов. М.-Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1973. 136 с.

14. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974. 280 с.

15. Дьяконов А.А. Теплофизическая модель заготовки от действия единичного теплового источника – абразивного зерна // Известия вузов. Машиностроение. 2007. № 7. С. 60–62.

16. Штриков Б.Л., Малкина И.В. Влияние ультразвука на характер пластической деформации материалов при обработке клепаных соединений // Высокие технологии в машиностроении: материалы междунар. НТК. Самара: СГТУ, 2005. С. 140–142.

17. Носенко В.А. Шлифование адгезионно-активных металлов. М.: Машиностроение, 2000. 262 с.

18. Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена. М.: Мир, 1988. 544 с.

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

20. Кумабэ Д. Вибрационное резание. М.: Машиностроение, 1985. 424 с.


Рецензия

Для цитирования:


Унянин А.Н. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ПРИ ШЛИФОВАНИИ С НАЛОЖЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2015;2(2):191-195.

For citation:


Unyanin A.N. THE STUDY OF TEMPERATURE FIELD WHEN GRINDING WITH ULTRASONIC ACTIVATION. Science Vector of Togliatti State University . 2015;2(2):191-195. (In Russ.)

Просмотров: 9


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


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)