Оптимизация режимов алмазного шлифования стали Р6М5Ф3 с учетом нестационарности процесса

Abstract

Рассмотрена оптимизация режимов алмазного шлифования стали Р6М5Ф3 с учетом нестационарности процесса, обусловленной изменением во времени режущей способности рабочей поверхности шлифовального круга. Для оптимизации использовано врезное шлифование по упругой схеме с постоянной силой поджима заготовки к рабочей поверхности круга, кинематика которого аналогична шлифованию по жесткой схеме. Область возможных режимов алмазного шлифования по упругой схеме в начале обработки рассмотрена в системе координат скорость детали–сила поджима заготовки. Скорость детали определена заданным значением шероховатости обработанной поверхности изделия. Сила поджима заготовки выбрана минимальной, исходя из условий обеспечения отсутствия фазово-структурных превращений в поверхностном слое обрабатываемого материала, отсутствия окисления алмазов, неразрушения алмазных зерен. Нестационарность процесса учитывали, используя уравнения, описывающие изменение во время обработки текущей лимитированной режущей способности шлифовального круга.

Розглянуто оптимізацію режимів алмазного шліфування сталі Р6М5Ф3 з урахуванням нестаціонарності процесу, яка обумовлена зміною в часі різальної здатності робочої поверхні шліфувального круга. Для оптимізації використано врізне шліфування за пружною схемою з постійною силою підтиску заготовки до робочої поверхні круга, кінематика якого аналогічна шліфуванню за жорсткою схемою. Область можливих режимів алмазного шліфування за пружною схемою на початку оброблення розглянуто в системі координат швидкість деталі–сила підтиску заготовки. Швидкість деталі визначено заданим значенням шорсткості обробленої поверхні виробу. Силу підтиску заготовки вибрано мінімальною, виходячи із умов забезпечення відсутності фазово-структурних перетворень в поверхневому шарі оброблюваного матеріалу, відсутності окислення алмазів, неруйнування алмазних зерен. Нестаціонарність процесу враховано через використання рівнянь, які описують зміну в часі оброблення поточної лімітованої різальної здатності шліфувального круга.

The paper addresses optimization of machining conditions in diamond grinding of steel R6M5F3 taking into account the process unsteadiness. The optimization is accomplished for plunge-cut grinding by the elastic mode with a constant workpiece-to-wheel pressing force, the kinematics of the process being similar to the rigid-mode one. The region of possible machining conditions for an early stage of the elastic-mode diamond grinding is considered in the coordinates “workpiece speed—workpiece pressing force”. The workpiece speed is determined for a specified machined surface roughness. The workpiece pressing force is chosen to be minimal based on the condition of ensuring no phase-structural transformations in the surface layer of the workpiece material, no diamond oxidation, and no destruction of diamond grits. The process unsteadiness was allowed for through the use of the equations describing the time variation of the current limited cutting ability of the grinding wheel