АНАЛІЗ СИЛ РІЗАННЯ ПРИ ЕЛЕКТРОЕРОЗІЙНОМУ ШЛІФУВАННІ ЗІ ЗМІННОЮ ПОЛЯРНІСТЮ ЕЛЕКТРОДІВ

Abstract

Запропоновано методику розрахунку складових сили різання при електроерозійному шліфуванні зі змінною полярністю електродів, що сприяє вибору оптимальних режимів обробки за один установ поверхонь деталей машин. Наведено приклад розрахунку за даною методикою складових сили різання при плоскому врізному шліфуванні. Нормальну складову сили різання при цьому розраховують не тільки на торці, а й на периферії круга, враховуючи вплив різальних та деформуючих кромок. Проведено аналіз існуючих математичних залежностей для визначення сили різання при плоскому алмазному врізному шліфуванні. Значення сили різання, що діє при шліфуванні, є найважливішою характеристикою процесу обробки. Від неї залежать умови роботи верстата, інструменту та рівень точності деталі, що отримується. Розроблена методику визначення складових сили різання при шліфуванні враховує вплив не тільки різальних зерен, а й деформуючих, де сумарні нормальна та тангенціальна складові сили різання діють уздовж лінії контакту як на периферії, так і на торці шліфувального круга. Товщину шару, що зрізається, розрахована за умови рівності обсягів підведеного і зрізуваного матеріалу, враховуючи податливість системи і переривчастість електричних разрядів за рахунок зміни полярностя електродів. На базі розробленої методики виконано розрахунок складових сили різання при електроерозійному шліфуванні зі змінною полярністю електродів. Чорнове шліфування здійснювали торцем круга, напівчистове – перехідною радіусною кромкою, а чистове шліфування та калібрування – розвантаженою ділянкою периферії круга, що забезпечує його високу стійкість. Нормальна складова сили різання, яка має максимальне значення на торці круга, практично не впливає на точність формоутворення деталі, оскільки вона розташована паралельно до її осі. Дану методику можна використовувати для різних видів шліфування, а також для дослідження теплонапруженості процесу, оптимізації та продуктивності механічної обробки.

A methodology for calculating the components of the cutting force during electroerosion grinding with variable electrode polarity is proposed, which helps to choose the optimal processing modes for one installation of the surfaces of machine parts. An example of calculating the components of the cutting force during flat mortise grinding using this method is given. In this case, the normal component of the cutting force is calculated not only on the end face, but also on the periphery of the circle, taking into account the influence of cutting and deforming edges. An analysis of the existing mathematical dependencies for determining the cutting force during flat diamond mortise grinding was carried out. The value of the cutting force acting during grinding is the most important characteristic of the processing process. It depends on the working conditions of the machine, the tool and the level of accuracy of the obtained part. The developed methodology for determining cutting force components during grinding takes into account the effects of both cutting and deformable grains. Consequently, the total normal and tangential cutting force components act along the contact line, both at the periphery and the end of the grinding wheel. The thickness of the sheared layer is calculated on the condition that the volumes of the supplied and sheared material are equal, taking into account the flexibility of the system and the intermittentness of electric discharges due to changing the polarity of the electrodes. Based on the developed methodology, the components of the cutting force were calculated during electroerosion grinding with variable electrode polarity. Rough grinding was performed with the end face of the wheel, semi-clean – with a transitional radius edge, and fine grinding and calibration – with an unloaded area of the wheel’s periphery, which ensures its high stability. The normal component of the cutting force, which has a maximum value at the end of the circle, practically does not affect the accuracy of forming the part, since it is located parallel to its axis. This technique can be used for various types of grinding, as well as for the study of thermal stress of the process, optimization and productivity of mechanical processing.