Повышение режущей способности шлифовального круга при обработке заготовок из пластичных сталей наложением ультразвуковых колебаний на заготовку

Целью исследования стало выявление связи интенсивности налипания с ультразвуковыми колебаниями (УЗК), используемыми в процессе обработки, и оценка работоспособности кругов при шлифовании заготовок из пластичных материалов. Выполнено численное моделирование локальных температур и температуры заготовки из стали 3Х3М3Ф в процессе шлифования с наложением УЗК. Установлено, что применение УЗК амплитудой 3 мкм приводит к снижению локальных температур на 13…40 %, температур заготовки – до 20 %. Расчетом установлено, что наложение УЗК амплитудой 3 мкм способствует снижению коэффициента засаливания на 33 % для режущего и на 7 % для пластически деформирующего зерна. При увеличении скорости продольной подачи или глубины шлифования коэффициент засаливания при использовании УЗК увеличивается в меньшей степени, чем в случае, когда колебания не накладываются. Выполнено численное моделирование локальных температур при царапании образцов из стали 3Х3М3Ф единичными абразивными зернами с наложением УЗК. Рассчитана деформация налипа, а также напряжения, являющиеся следствием этой деформации, действующие на соединение налипа с зернами без наложения и с наложением УЗК. В процессе экспериментальных исследований осуществляли микрорезание образцов единичными абразивными зернами. Установлено, что в меньшей степени изнашиваются и засаливаются абразивные зерна при микрорезании с наложением на заготовку УЗК. Снижение коэффициента засаливания при наложении УЗК является следствием снижения интенсивности налипания частиц материала заготовки на абразивные зерна за счет схватывания. Рассмотрена возможность повышения эффективности плоского шлифования за счет использования энергии УЗК, накладываемых на заготовку в направлении, совпадающем с осью шлифовального круга. Заготовка закрепляется в устройстве между излучателем колебаний и опорой, т. е. является одним из звеньев колебательной системы. Экспериментальные исследования выполнили при шлифовании периферией круга заготовок из сталей 3Х3М3Ф и 12Х18Н10Т. При шлифовании с УЗК коэффициент шлифования увеличивается до 70 %, а период стойкости круга – в 2…3 раза.