Залежність питомої собівартості шліфування від часу відновлення РПК внаслідок спільної дії процесів засалювання круга і зношування зерен

У випадку, коли різальна здатність круга змінюється від спільної дії про­цесів зношування зерен та засалювання круга з перевагою погіршення різальної здатності у результаті засалювання міжзеренного простору [88, 92], витрати на технологічну електроенергію і витрати алмазів будуть залежати від співвідно­шення інтенсивності видалення засаленого шару та інтенсивності засалювання. Інтенсивність видалення засаленого шару

(6.29)

де V3C „ах — максимальний обсяг засаленого шару на поверхні круга при сталому рельєфі круга в умовах стабілізації різновисотного положення зерен, мм3; г„а — час відновлення РПК, що відповідає часу видалення засаленого шару

об ЄМОМ [дох, хв.

Максимальний об’єм засаленого шару визначається з умови повного за­повнення всього об’єму міжзеренного простору РПК

VKnm= 10-3-H-nDA (1 — ЛУ, (6.30)

де Я — висота рельєфу круга, який стабілізувався, мкм;

Кза — коефіцієнт заповнення рельєфу робочої поверхні круга алмазними зер­нами.

Якщо розподіл різновисотності зерен описується законом Вейбулла [54], то висоту рельєфу круга визначимо за значенням інтеїральної функції розподі­лу, яке дорівнює 0,95:

H = {-Xq ln0,05)m, (6.31)

де х0, т — параметри ймовірнісного розподілу різновисотностей зерен за зако­ном Вейбулла.

Виходячи з установленого факту [43], що на РПК залишається 50% алма­зних зерен, які знаходилися в матриці алмазоносного шару,

(6.32)

де Pv — об’ємна доля алмазів в алмазовмісному шарі.

Таким чином, підставивши (6.31) і (6.32) у (6.30), одержимо:

=Ю"3(- *о 1п0,05)ІяЦа(і-f (6.33)

Для визначення інтенсивності електроерозійних дій, використовуваних з метою видалення засаленого шару на РПК відповідно до формули (6.29), розра­хуємо максимальний об’єм засаленого шару Vx гою за формулою (6.33). Величи­ну цього об’єму визначимо для рельєфу РПК, який стабілізувався та істотно відрізняється від вихідного рельєфу після правки, а також практично не зміню­ється протягом усього періоду обробки. Параметри розподілу Вейбулла для сталого після ЗО хвилин шліфування рельєфу круга АС6 100/80-4-М2-01 стано­влять: х0 = 81,2; т = 1,45. Після підстановки в (6.33) значень характеристик кру­га одержимо

У зетах. = Ю"3(- 81,21п0,05)ї^ ■ лг. 250 ■ 15 • (і — = 456 мм3.

У випадку, коли зниження різальної здатності круга обумовлене спільною дією процесів зношування зерен та засалювання круга, питома собівартість ви­далення одного мм3 оброблюваного матеріалу при твІЛ < хзае визначиться в такий спосіб:

а? від + а2*від + агтвід + а4теід + а5твідКш + Ь5+Ь6 0™ = , (6.34)

а при г, м > тзас за рахунок додаткової правки

аітвід +Ьі — — Ьі+а2твід + Ь2?^—Ь2+а3теід +Ъъ^-Ьъ +

тзос ас тзас

+ QqZgjfi + 64 ‘ 4- й$ТеіцКш + £>5 ‘ Ь ^6 (?еід — ^з ас)

С*, =—————- ^————————— —————————— .(6.35)

"м

де Д] — «6. Ь-Ье~ постійні коефіцієнти, які за фізичним змістом, а частково і за значеннями відповідають коефіцієнтам рівняння (6.24).

Розрахунки значень коефіцієнтів Ь — Ь6, д« у виразах (6.34) і (6.35) наве­дені в роботі [96].

Після підстановки значень коефіцієнтів ах — а6 і bx — b6 разом з виразом

(6.25) у формули (6.34) та (6.35), одержимо собівартість алмазного шліфування з керуванням параметрами РПК за час твід у випадку, коли зниження різальної здатності круга обумовлене спільною дією процесів засалювання круга та зно­шування алмазних зерен:

Шліфування за пружною схемою пластичних матеріалів без здійснення керуючих дій на РПК, коли на різальну здатність РПК чинять вплив процеси за­салювання міжзеренного простору та зношування зерен, можна розділити на два різних періоди часу, границею яких буде момент тзас, коли засалений шар заповнить міжзеренний простір на РПК і круг практично втратить свою різаль­ну здатність (рис. 6.10)). Тому об’єм зшліфованого матеріалу при шліфуванні таких матеріалів з електроерозійними керуючими діями на РПК необхідно ви­значати з урахуванням співвідношення часу видалення за допомогою керуючих дій продуктів засалювання об’ємом, рівним об’ємові межзёренного простору VM„, (тобто часу відновлення РПК теід) з моментом часу тзас.

Якщо твід < Тзас, то інтенсивність видалення продуктів засалювання пере­вищує інтенсивність процесу засалювання і кількість зшліфованого матеріалу буде визначатися різальними властивостями РПК, які змінюються внаслідок зносу зерен (точка а на рис. 6.10). Вищесказане відноситься і до випадку, коли тв1д = Тзас (точка Ь на рис. 6.10). У зв’язку з цим у формулу (6.22) необхідно в обох випадках підставляти залежність (6.14).

Якщо твід > Тзас то інтенсивність видалення продуктів засалювання з РПК менше, ніж інтенсивність процесу засалювання, і, відповідно, кількість зшліфо­ваного матеріалу з моменту г, ас буде визначатися сумарним впливом процесів

засалювання та зношування зерен. Для цих умов кількість зшліфованого мате­ріалу необхідно розраховувати, використовуючи залежності (6.13) і (6.15):

Таким чином, об’єм зшліфованого матеріалу визначимо за формулами (6.22) та (6.38). Фактична глибина шліфування, яка визначена за формулою (6.13) у момент часу = ЗО хв, становить

іф{г3ас) = 9 +4,88-ехр(- 0,07-30) = 9,60 мкм.

Рівняння безрозмірної фактичної глибини шліфування (6.15) при оброб­ленні кругом 1А1 250x76x15x5 АС6-100/80-4 М2-01 швидкорізальної сталі Р6М5ФЗ має вигляд

їф2 = 0,0407 + 0,9593 ехр(- 0,118т).

тш > тзас.

2.5*10 [5] 0

Графік залежностей (6.42) і (6.43) наведений нарис. 6.11. Стт, грн/мм[6] 0.0025 0.00225 0.002 0.00175 0.0015 0.00125 0.001 7.5.104

[1] порівняння залежностей (6.18) і (6.19) з урахуванням довірчого інтерва­лу поточної фактичної глибини шліфування (див. табл. 6.2) видно, що вихідна глибина шліфування, визначена розрахунковим шляхом за формулою (6.18) в початковий момент часу оброблення (fyi = 13,88 мкм), попадає в довірчий ін­тервал експериментально встановленої вихідної глибини шліфування в той же момент (іф2 = 14,31±2,78 мкм). Це підтверджує обгрунтованість допущень, при­йнятих при виведенні рівняння (6.18) і адекватність математичної моделі про­цесу шліфування за пружною схемою.

[2] наведених графіків видно, що в початковий момент часу об’єм видале­ного за 1 хвилину матеріалу, який розрахований з використанням математичної моделі процесу шліфування за пружною схемою, попадає в довірчий інтервал експериментальної точки, що підтверджує адекватність запропонованої моделі процесу. Разом з тим уже через 10 хвилин оброблення продуктивність шліфу­вання при спільній дії на різальну здатність круга процесів зношування зерен та засалювання міжзеренного простору стає в 3 рази меншою, ніж при впливі на

[3] урахуванням (6.26) і (6.27) залежність питомої собівартості шліфування від часу відновлення РПК твід у випадку, коли зниження різальної здатності обумовлене процесом зношування зерен, для зазначених раніше умов і режимів оброблення описується виразом наступного вигляду:

[4] рис. 6.9 видно, що залежність питомої собівартості шліфування від часу відновлення РПК не має мінімуму. Це значить, що у випадку, коли зниження різальної здатності круга обумовлене зношуванням зерен, а контактування зв’я­зки з поверхнею різання відсутнє, різальна здатність РПК протягом 60 хвилин оброблення зберігається настільки високою, що видаляти зношені зерна з робо­чої поверхні круга немає необхідності. Отже, при шліфуванні інструментальних ванадієвмісних сталей для забезпечення стабільної різальної здатності РПК до­сить не допускати засалювання міжзеренного простору, тим самим виключив­ши контактування зв’язки з поверхнею різання.

вання відповідає умові, коли інтенсивність засалювання І, ас і інтенсивність ви­далення продуктів засалювання Ітд у процесі керуючих електроерозійних дій рівні між собою. Якщо їтд > Ізас, то збільшення собівартості шліфування обумо­влюється необгрунтовано завищеним видаленням алмазовмісного шару, а, от­же, зайвою витратою алмазів. У випадку, коли Ітд < Ізас, зростання питомої со­бівартості викликане витратами часу і енергії на додаткову правку РПК із ме­тою видалення продуктів засалювання, які не були видалені у процесі керуючих електроерозійних дій.

[6] наведеного графіка витікає, що мінімум питомої собівартості шліфу­