МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО НАГРЕВА ПОЛУФАБРИКАТОВ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

Обозначены преимущества и недостатки микроволнового способа термообработки полуфабрикатов абразивного инструмента (АИ). Описан способ микроволновой термообработки полуфабрикатов АИ с использованием теплоизоляции объектов нагрева, который позволяет обеспечить равномерный нагрев стопки полуфабрикатов. Представлена физическая модель микроволнового нагрева полуфабрикатов АИ на бакелитовой связке в условиях термостатирования, на основе которой построена математическая модель и назначены начальные и граничные условия. Определены зависимости теплофизических характеристик полуфабрикатов АИ на бакелитовой связке от температуры. Экспериментально определена зависимость удельной мощности тепловой энергии, выделенной и поглощенной в процессе полимеризации АИ за счет экзо- и эндотермических эффектов, от времени термообработки. Проведено численное моделирование процесса микроволнового нагрева полуфабрикатов АИ методом конечных элементов в программной среде NX 7.5, в ходе которого обозначены источники выделения теплоты и зависимости изменения их удельной мощности от времени, заданы начальные и граничные условия в соответствии с построенной математической моделью. Представлены результаты численного моделирования в виде температурного поля в стопке полуфабрикатов АИ. На основе анализа моделей микроволнового нагрева полуфабрикатов АИ, теплоизолированных различными материалами, выбран наиболее эффективный теплоизолятор. Выявлено значительное снижение градиента температур в процессе микроволнового нагрева полуфабрикатов АИ за счет применения радиопрозрачной теплоизоляции. Путем численного моделирования процессов микроволновой термообработки выявлены режимы, обеспечивающие требуемые скорости нагрева полуфабрикатов АИ на различных этапах цикла термообработки. На полученных режимах проведено экспериментальное исследование влияния теплоизоляции на равномерность нагрева полуфабрикатов АИ в микроволновом поле.