Способ определения температуры в зоне шлифования

(19 1 4 В 24 В 1/ ТЕНИЯ ерна на обделяют темнад точкой по формуле ют время деист рабатываемую п пературу в зо в глубине пове вия режущего оверхность. Оп не шлифовани рхностного сло Я 4 З (к/мРД а/ и: в рассматрильная темпена нее ре- атуропроводриала;зерна;ежущего зер ил. вае мои ратура жущег ность время рассто на до логии - по- опреания. грева деляОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ ШЛИФОВАНИЯ(57) Изобретение относится к техномашиностроения. Цель изобретениявышение качества поверхности путемделения температуры в зоне шлифовДля этого измеряют температуру нана глубине поверхностного слоя. Опре 1-1 ЛУа Й УаЯ 1" ), гд температура деталиточке; Т, - начадетали до действияо зерна; д - темпеобрабатываемого матедвижения режущегояние от места действия ррассматриваемой точки.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к способам измерения температуры контакта с помощью экспериментально-аналитического метода.Цель изобретения - повышение качества поверхности.На фиг. 1 представлена схема образования полной дуги контакта при плоском шлифовании периферией круга; на фиг. 2распределение тепловых источников (алмазных зерен) на периферии шлифовальногокруга.Способ осуществляется следующим образом,Г 1 ри соприкосновении абразивного кругас обрабатываемым материалом первое зерно,снимая стружку, устанавливает определенное температурное поле в обрабатываемомматериале. При перемещении детали в работу вступает следующее зерно (фиг. 1), которое, срезая стружку и производя работу,изменяет температурное поле, установленноепервым зерном. Каждое последующее зерно,срезая стружку, также изменяет температурное поле в детали, установленное предыдущими зернами и это продолжается до образования полной дуги контакта абразивного круга с обрабатываемой деталью, После этого температурное лоле в детали стабилизируется и дальнейшее перемешениедетали вызывает его перемещение в направлении продольной подачи,Таким образом, образование среднеинтегральной температуры контакта происходит при наложении отдельных тепловых импульсов в процессе формирования полного контакта шлифовального круга с деталью.Воздействие каждого последующего абразивного зерна (фиг. 1), т.е, теплового импульса в рассматриваемой точке в нормальном сечении обрабатываемой детали, в течение всего времени образования полнойдуги контакта непрерывно меняется. Это вызвано тем, что при перемещении обрабатываемой детали в направлении продольной подачи изменяется время нахождения в контакте каждого последующего зерна и сечения срезаемых слоев, снимаемых различными зернами. К этому нужно добавить ещеи то, что фактическое расстояние междуабразивными зернами и площадками износаразлично и меняется в широких пределах.Все это приводит к тому, что эффект воздействия каждого последующего тепловогоимпульса в рассматриваемой точке обрабатываемого материала равный. Поэтому согласно принципу элементарной суперпозицииалгебраичесКое суммирование этих тепловыхисточников является недопустимым,С определенной погрешностью допускается, что возникающий в зоне контакта сложный источник тепла можно заменить одним эквивалентным источником, действие которого вызывает образование в обрабатываемом материале аналогичного температурного ноля. При этом допущенный процессобразования тепла при шлифовании можно рассматривать как нагрев полуограниченного тела при граничных условиях первого рода, В этом случае, зная температуру любой точки поверхностного слоя обрабатываемой детали, по результатам экспериментального исследования, можно аналитически рассчитывать среднеинтегральную температуру в любой точке контакта абразивного круга и детали,Для этого решается дифференциальное уравнение теплопроводности ат аТ 1 т =а где Т температура детали в рассматриваемой точке;начальная температура детали додействия на нее теплового источника (одинаковая во всем объеме);время действия теплового источника;расстояние от поверхности, т.е. отместа действия теплового источни-.ка до рассматриваемой точки;температура контакта круга и детали, т,е, среднеинтегральная температура контакта, решение которогоимеет вид Та -Т. -Тд; - О;То= Ч:О,(2) где О - относительная избыточная температура (параметр температуры), представляющая собой отношение температуры в данной точке в данный момент времени к начальной температуре детали, Аналитически она является функцией критерия Фурье и определяется выражением где Г,р - число (критерий) Фурье для координаты ГПараметр температуры представляет собой безразмерную переменную, величина которой изменяется от 6 = 0 при Г,р = оо, до 0= 1 при Гор= О.Число Фурье для координаты Г зависит от температуропроводности обрабатываемого материала а и времени действия теплового источника т: с характеризующими процесс шлифованияграничными условиямиТ /т = О = То, Т/1= О = Ти, Тк/1 = оо = Т,(,) 20 Формула изобретения 3В каждом конкретном случае критерий Фурье имеет определенный физический смысл. Очевидно, что для заданного тела, т.е. при фиксированных значениях г, и а, величина Р, изменяется пропорционально т и является безразмерной формой текущего времени. Известно, что математическая зависимость между относительной избыточной температурой О и числом Фурье выражается в следующем виде: Подставив значение О в уравнение (2), получают При этом алгоритм составлен по следующей схеме: для т - получают значение от 0 до 2 (значение т больше 2 с практически не ожидается) с шагом 0,002 с. Рассчитываются величины левой и правой частей в выражении (4), а затем находится разность между ними для каждых значений т;цт, при котором получается минимальное значение разностей, что является решением данного уравнения, а среднее зна чение между левой и правой частямит - среднеинтегральной температурой контакта.В этом случае точность определениявремени действия теплового источника т, 15 и следовательно, среднеинтегральной температуры контакта т зависит от степени соответствия расстояний 1 и Г температурам Тд и Т, что в первую очередь зависит от применяемого экспериментального метода их определения.где2/Р;2l-Величина т, входящая в выражение (3), трудно определяемая как теоретически, так и экспериментально. Поэтому, зная, что нагрев любой точки вглубь обрабатываемой детали происходит одним и тем же источником тепла, в течение одного и того же времени, определив температуры Т, и Т в двух точках 1 и Г, можно написать уравнение- 2и решить для т.Математическое решение уравнения (4) производится на ЭВМ.С этой целью Раписана программа на языке АПЛ в диалоговом режиме и реализовано на французской ЭВМ Апликси.35 Способ определения температуры в зонешлифования, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности, измеряют температуру нагрева на глубине поверхностного слоя, затем определяют времядействия режущего зерна на обрабатываемую поверхность, а температуру в зоне шлифования над точкой в глубине поверх ностного слоя определяют по формулеГас2,у е -Ъ аГТ - вей - , -- ТЮ о 412 г е ф 5 р, /ас1е с 1Ю ь)где Т - температура детали в рассматри 7 тваемой точке;То - начальная температура детали додействия на нее режущего. зерна;40 а - температуропроводность обрабатываемого материала;т - время действия режущего зерна;- расстояние от места действия режущего зерна до рассматриваемойточки.. Шеес Редактор Е. ПаппЗаказ 4369/12ВНИИПИ Государс113035Производственно-и о дел ская ие, г СоставительТехрел И. ВеТираж 678венного комитета СССРМосква, Ж - 35, Раушолиграфическое предприя лавскаяКорректор В. БутягаПодписноеам изобретений и открытийнаб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4