Mathematical Modeling of Thermal Stress Process of Flat Grinding of Workpieces Using Composite Wheels

Abstract

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОСТИ ПРОЦЕССА ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ ЗАГОТОВОК КОМПОЗИЦИОННЫМИ КРУГАМИ © 2017Н.И. Веткасов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология машиностроения» О.Г. Крупенников, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» С.И. Улитин, аспирант кафедры «Технология машиностроения» Ульяновский государственный технический университет, Ульяновск (Россия) Ключевые слова: плоское маятниковое шлифование; композиционный шлифовальный круг; плотность теплово-го потока; средняя контактная температура; смазочный элемент.Аннотация: В настоящее время наиболее значительный резерв повышения технологической эффективности шлифования заключен в применении КШК. Однако КШК является более сложным по сравнению с ПШК и СК те-лом из-за наличия в нем СЭ, заполненных ТСМ с плотностью, отличной от плотности материала абразивной части круга. Проблемы и вопросы применения ПШК и СК при шлифовании достаточно глубоко исследованы, однако особенности конструкции КШК значительно усложняют или делают невозможным применение для описания про-цесса шлифования такими кругами методик и математических моделей, разработанных для СК и ПШК. В связи с этим проблеме математического моделирования теплофизики процесса шлифования КШК необходимо уделить значительное внимание. В статье предложена математическая модель тепловой напряженности плоского маятни-кового шлифования периферией КШК с конструктивными элементами в виде радиальных прорезей, заполненных твердым смазочным материалом. Данная модель позволяет оценить температурное поле на поверхности и внутри заготовки на протяжении полного рабочего трехэтапного цикла плоского маятникового шлифования, включающего подвод ШК до касания с заготовкой, шлифование с врезной подачей и выхаживание. Разработанная математиче-ская модель основана на расчете тангенциальной составляющей P z силы шлифования каждого хода шлифования и выхаживания. Это позволит определить плотность теплового потока, выделившегося в зоне контакта, и среднюю контактную температуру каждого прохода ШК. Объединение результатов расчета средней контактной температуры всех ходов шлифования и выхаживания позволит оценить температурное поле полного цикла шлифования и про-гнозировать появление шлифовочных дефектов.