Методика расчета сил резания при алмазном шлифовании хрупких оптических материалов

Приведена методика расчета сил резания при алмазном шлифовании хрупких оптических материалов. Рассмотрена модель алмазного зерна и поверхности шлифовального круга. Изложена методика расчета сил резания, действующих на единичное зерно при работе в режиме как хрупкого разрушения, так и квазипластичного резания. Изложена методика расчета глубины трещиноватого слоя на поверхности хрупкого материала после алмазного шлифования. Установлены ограничения на значение сил резания с учетом прочности связки инструмента и алмазного зерна. Выполнение этих ограничений обеспечивает преимущественно затупление зерна и исключает его разрушение и выпадание из связки, что существенно повышает стойкость режущего инструмента. Предложена методика расчета суммарных сил резания, действующих на алмазный шлифовальный круг. Приведены рекомендации по режимам алмазного шлифования хрупких оптических материалов для повышения качества поверхности (уменьшения шероховатости и глубины трещиноватого слоя) и стойкости режущего инструмента.

Литература

[1] Осипов А.П., Федотов В.В. Методика экспериментального определения геометрических параметров абразивных зерен. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012, № 11, с. 69–73.

[2] Худобин Л.В., ред. Минимизация засаливания шлифовальных кругов. Ульяновск, УлГТУ, 2007. 298 с.

[3] Курдюков В.И. Основы абразивной обработки. Курган, Изд-во Курганского гос. ун-та, 2014. 195 с.

[4] Грабченко А.И. 3D Процессы алмазно-абразивной обработки. Харьков, НТУ ХПИ, 2008. 356 с.

[5] Братан С.М., Новоселов Ю.К., Столяров Н.Н. Разработка моделей для оценки эксплуатационных свойств абразивного инструмента. Информационные технологии в образовании, науке и производстве, 2014, вып. 2(7), с. 75–88.

[6] Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. Москва, Машиностроение, 1974. 320 с.

[7] Волчкова Е.А., Осипов А.П., Федотов В.В. Определение количества режуще-деформирующих зерен в объеме поверхностного слоя абразивного инструмента. Современные технологии в машиностроении, 2013, вып. 8, с. 8–29.

[8] Рёбенах О. Ультрапрецизионная обработка с вибрацией оптических стекол инструментами из монокристаллических алмазов. Shaker, 2001, вып. 21. 147 с.

[9] Bifano T.G., Dow T.A., Scattergood R.O. Ductile-regime Grinding: a new technology for machining brittle materials. Journal of engineering for industry, 1991, vol. 113, is. 2, pp. 184–189.

[10] Bifano G., Fawcett C. Specific grinding energy as an in-process control variable for ductile-regime grinding. Precision Engineering, 1991, vol. 13, is. 4, pp. 256–262.

[11] Arif M., Rahman M., San W.Y. Analytical modeling of ductile-regime machining of tungsten carbide by endmilling. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2011, vol. 55, is. 1, pp 53–64.

[12] Lawn B.R., Evans A.G. A model for crack initiation in elastic/plastic indentation fields. Journal of Material Science, 1977, vol. 12, pp. 195–199.

[13] Балыков А.В. Формообразование отверстий в деталях из неметаллических материалов алмазным инструментом. Москва, ИЦ ГОУ МГТУ Станкин, 2007. 184 с.