Исследование теплофизических характеристик профильного глубинного шлифования на основе конечно-элементного моделирования

Профильное глубинное шлифование алмазными кругами относится к перспективным методам обработки изделий из твердых сплавов. В качестве объекта исследования выступали качественные характеристики поверхностного слоя образцов из твердых сплавов Т15К6 и ВК8 после профильного глубинного алмазного шлифования. Предметом исследования являлись контактные температуры и температурные напряжения в зоне обработки. Проведено исследование температур и температурных напряжений в зоне обработки при профильном глубинном алмазном шлифовании твердых сплавов для прогнозирования дефектности и качества поверхностного слоя. Моделирование выполнено для радиусного профиля глубинного алмазного шлифования твердого сплава с помощью программного обеспечения SolidWorks Simulation 2015. Разработана компьютерная модель температурного поля. Получены графические зависимости распределения температур и температурных напряжений по длине дуги контакта, профилю и глубине изделия. По результатам моделирования сделаны выводы о зонировании максимальной контактной температуры и градиента температур. Теоретически доказано, что применение смазочно-охлаждающей жидкости позволяет снизить температуру в зоне обработки до 30…40 %. Показано, что при шлифовании без смазочно-охлаждающей жидкости температурные напряжения превышают предел прочности материала.
EDN: TWEKGS, https://elibrary/twekgs

Литература

[1] Абдулгазис Д.У., Абдулгазис У.А., Братан С.М. Оценка целесообразности применения алмазных шлифовальных кругов для обработки твердых сплавов в режиме глубинного шлифования. Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета, 2022, № 3, c. 123–128, doi: https://doi.org/10.34771/UZCEPU.2022.77.3.024

[2] Якимов А.В. Оптимизация процессов шлифования. Москва, Машиностроение, 1975. 176 с.

[3] Горбунова И.А., Пиралишвили Ш.А., Волков Д.И. Теоретико-экспериментальное моделирование тепловых процессов в поверхностных слоях заготовки при глубинном шлифовании. Справочник. Инженерный журнал, 2005, № 3, с. 29–33.

[4] Худобин Л.В. Смазочно-охлаждающие средства, применяемые при шлифовании. Москва, Машиностроение, 1971. 217 с.

[5] Безъязычный В.Ф., Голованов Д.С. Качество поверхностного слоя деталей из титановых сплавов при глубинном шлифовании. Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева, 2017, № 3, с. 22–23.

[6] Волков Д.И., Цветков Б.В., Голованова А.М. Моделирование подачи охлаждающей жидкости в зону обработки при высокоскоростном глубинном шлифовании. Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева, 2024, № 2, с. 89–95.

[7] Силин С.С., Леонов Б.Н., Хрульков В.А. и др. Особенности глубинного шлифования титановых сплавов. Вестник машиностроения, 1989, № 1, с. 43–45.

[8] Янюшкин А.Р., Мулюхин Н.В., Секлетина Л.С. Исследования напряжений твердосплавных пластин после комбинированного электроалмазного шлифования. Современные технологии: проблемы и перспективы. Сб. ст. всерос. науч.-практ. конф. для аспирантов, студентов и молодых ученых, 2019, с. 48–53.

[9] Баженов М.Ф., Байчман С.Г., Карпачев Д.Г. Твердые сплавы. Москва, Металлургия, 1978. 184 с.

[10] Гусев В.Г., Калиновская Е.В. Моделирование температуры обрабатываемой поверхности при комбинированном плоском периферийном шлифовании. Наукоемкие технологии в машиностроении, 2018, № 6, с. 23–30.

[11] Резников А.Н., ред. Абразивная и алмазная обработка материалов. Москва, Машиностроение, 1977. 391 с.

[12] Сипайлов В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности. Москва, Машиностроение, 1978. 167 с.

[13] Ящерицын П.И., Цокур А.К., Еременко М.Л. Тепловые явления при шлифовании и свойства обработанных поверхностей. Минск, Наука и техника, 1973. 182 с.

[14] Кожевникова Г.В. Теория и практика поперечно-клиновой прокатки. Минск, Беларус. навука, 2010. 291 с.

[15] Кошелева Ю.Н., Воячек И.И., Муйземнек А.Ю. Выбор режимов алмазного глубинного шлифования труднообрабатываемых материалов из условия сохранения режущей способности круга. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, 2013, № 1, с. 94–101.