The number of abrasive grains in the contact area and cutting thickness during a grinding process

Authors

  • Ю.Г. Кравченко Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • С.Т. Пацера Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/60.217

Keywords:

abrasive relief, instant thickness, cutting surface, active depth, bearing length, number of grains, cutting thickness

Abstract

Purpose. This article is supposed to determine the formulas for calculation of the active depth of the relief of the cutting surface of the grinding wheel, relative bearing length of the cutting surface pattern of the workpiece, numberof cutting grains in the contact area between grinding wheel surface and workpiece, as well as the cutting thickness per single grain. Methodology. The study is based on the application of analytical and probabilistic methods for calculation of the active depth of abrasive relief of the cutting surface of the grinding wheel and relative bearing length of the contact cutting surface of the workpiece. The initial data include the parameters of the grinding pattern (speed, feed and depth) and relief of cutting surface of the grinding wheel after dressing: relative bearing length and distance between the grain patterns depending on their distribution through depth. The mathematical models of distribution through relative depth are presented by the exponential functions of the relative bearing length and distance between the grain profiles.The relative depth of profile from the zero level is the argument of specified functions. At the same time, a natural constraint was introduced for the values of the relative depth of profile, which should not exceed the value of 0.5. Findings. We obtained the formulas for determination of the instant thickness of the cross section being cut by the grinding wheel, active depth of the relief of the cutting surface of the grinding wheel, relative bearing length of the cutting surface pattern of the workpiece, number of cutting grains in the contact area between grinding wheel surface and workpiece, as well as the cutting thickness per single grain. Originality. We developed a functional relationship for the instant thickness of the cross section being cut by the grinding wheel, relative bearing length and distance between the grain patterns in the contact area between grinding wheel surface and workpiece. The abovementioned functional relationships were introduced instead of parameters of grinding process kinematics (speed, feed and depth) and characteristics of the abrasive tool (graininess, hardness and structure). The chief accomplishment is the proposed mathematical models of the number of abrasive grains in the contact area between grinding wheel surface and workpiece, as well as the cutting thickness per single grain. Practical implications. The findings of an investigation make it possible to elaborate the number of abrasive grains in the contact area and cutting thickness per single grain during a grinding process, which are necessary as initial data for analytical calculations constituting the cutting force grinding temperature, roughness of treated surface and optimum conditions of the overall grinding process.

References

Кравченко, Ю.Г. (2000) Параметрирование абразивной матрицы шлифовальных кругов. Сборник ХГПУ «Резание и инструмент в технологических системах», 57, 126-130

Кравченко, Ю.Г. (2000) Строение исходного рельефарежущей поверхности шлифовальных кругов. Збірник наук. праць ХДПУ «Високі технології в машинобудуванні» , 1(3), 154-160

Кравченко, Ю.Г. & Пацера, С.Т.(2019) Значення параметрів абразивного рельєфа різальної поверхні шліфувальних кругів. Журнал « Судостроение и морская инфраструктура » Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова , 1(11), 32 -39

Редько, С.Г., (1960) Количество абразивных зерен шлифовального круга, участвующих в резании. « Станки и инструмент »,12, 10-12

Новоселов, Ю.К. (1979) Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. Саратов: Саратовский ун-т

Резников, А.Н., Федосеев, О.Б. & Щипанов, В.В. (1976) Теоретико-вероятностное описание режущего аппарата шлифовальных инструментов, толщины среза и усилия резания. « Физика и химия обработки материалов », 4, 93-102

Резников, А.Н., Федосеев, О.Б. & Щипанов, В.В. (1977) Процесс резания при шлифовании абразивным и алмазным инструментом. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник , под ред. А.Н. Резникова . Москва: Машиностроение, 108-115

Маслов, Е.Н. (1974) Теория шлифования материалов . Москва: Машиностроение

Лурье, Г.Б. (1969) Шлифование металлов . Москва: Машиностроение

Корчак, С.Н. (1974) Производительность процесса шлифования стальных деталей . Москва: Машиностроение

Доброскок, В.Л. &Новосьолов, ЮК. (2010) Процеси абразивної обробки. Основи теорії різання матеріалів: Підручник під ред. М.П. Мазура . Львів.: Новий світ 2000, 360-397

Бронштейн, И.Н. &Семендяев, К.А. (1962) Справочник по математике . Изд-ие 10 . Москва: ГИФМЛ

Рыжов, Э.В., Суслов, А.Г. & Федоров, В.П. (1979) Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин . Москва: Машиностроение

Published

2020-01-01

Issue

Section

Статті