ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2018-5-28-45ipolytech-87Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEСИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ ПЛОСКОСТЕЙ ТОРЦЕВЫМИ ПОЛИМЕРНО-АБРАЗИВНЫМИ ЩЕТКАМИCUTTING FORCES WHEN PROCESSING THE PLANES BY FACE POLYMERIC ABRASIVE BRUSHESДимовЮ. В.DimovY. V.Dimov-Ura@yandex.ruПодашевД. Б.PodashevD. B.dbp90@mail.ruИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian Federation2018150920202252845Copyright © Димов Ю.В., Подашев Д.Б., 20202020Димов Ю.В., Подашев Д.Б.Dimov Y.V., Podashev D.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/87

ЦЕЛЬ. Установить закономерности влияния параметров обработки торцевыми полимерно-абразивными щетками на силы резания при финишной обработке плоскостей деталей. МЕТОДЫ. Исследования проводились математическим моделированием процесса взаимодействия ворсин щетки с обрабатываемой кромкой и экспериментальным подтверждением результатов расчета на торцевых щетках компании 3М марок Scotch-Brite™ BD-ZВ различной зернистости. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. В статье рассмотрен процесс взаимодействия ворсин торцевой щетки с обрабатываемой кромкой. Cилы резания ( РX, РY, РZ ) формируются за счет упругой и ударной составляющих. Установлены закономерности влияния частоты вращения, деформации, подачи и смещения оси щетки относительно кромки на все компоненты сил резания. По математическим зависимостям произведен расчет всех сил от перечисленных параметров обработки и представлен в виде таблиц и графиков. Определение сил на трехкомпонентном динамометре фирмы Kistler (Швейцария) модели 9257B показало хорошее совпадение теоретических и экспериментальных данных. Кроме того, полученные экспериментальным путем результаты представлены в виде математических зависимостей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Торцевые полимерно-абразивные щетки очень эффективны при финишной обработке плоскостей на деталях из различных материалов. Зная механические свойства полимерно-абразивного материала и размеры ворсин щетки, по разработанной математической модели можно определить все составляющие силы резания. При разработке технологических процессов это позволяет обоснованно выбрать оборудование для выполнения данной финишной операции или дать рекомендации по проектированию специального оборудования.

The PURPOSE of the paper is to determine the influence patterns of machining parameters of polymeric face abrasive brushes on cutting forces at finishing processing of part planes. METHODS. The study was conducted by mathematical modeling of brush filament interaction with the processed edge and experimental confirmation of calculation results on the face brushes of various granularity of Scotch-Brite™ BD-ZB brands of 3M company. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The article considers the interaction process of face brush filaments and the processed edge. Cutting forces ( РX, РY, РZ ) are formed by means of elastic and shock components. Influence patterns of rotation frequency, deformation, feed and edge offset of the brush axis on all the components of the cutting forces are determined. Using mathematical dependences all forces are calculated from the listed processing parameters and presented in the form of tables and graphs. Determination of forces on a three-component dynamometer of 9257B model of Kistler company (Switzerland) has shown good coincidence of theoretical and experimental data. Moreover, the results received experimentally are presented in the form of mathematical dependences. CONCLUSION. Polymeric face abrasive brushes are very effective at finishing processing of the planes of parts made of various materials. Based on the knowledge of mechanical properties of polymeric abrasive material and the size of brush filaments it is possible to determine all the components of the cutting force by the developed mathematical model. When developing technological processes it allows to make a reasonable choice of equipment to perform the finishing operation or make recommendations on the design of special equipment.

торцевая полимерно-абразивная щеткаобрабатываемая плоскостьсилы резанияупругая и ударная составляющие силpolymeric face abrasive brushmachined planecutting forceselastic and shock components of forcesReferencesАбрашкевич Ю.Д., Мачишин Г.М. Эффективная эксплуатация полимерно-абразивной щетки // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2016. Вып. 73. С. 59-62.Абрашкевич Ю.Д., Мачишин Г.М. Эффективная эксплуатация полимерно-абразивной щетки // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2016. Вып. 73. С. 59-62.Мачишин Г.М. Определение рациональной области применения полимерно-абразивного инструмента // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2014. Вып. 65-66. С. 117-122.Мачишин Г.М. Определение рациональной области применения полимерно-абразивного инструмента // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2014. Вып. 65-66. С. 117-122.Пини Б.Е., Яковлев Д.Р. О некоторых технологических возможностях щёток с абразивно-полимерным волокном // Известия МГТУ «МАМИ». 2009. № 1 (7). С. 148-151.Пини Б.Е., Яковлев Д.Р. О некоторых технологических возможностях щёток с абразивно-полимерным волокном // Известия МГТУ «МАМИ». 2009. № 1 (7). С. 148-151.Fultz D.M. Abrasive Filament Brush Deburring of Powdered Metal Components [Электронный ресурс]. URL: http://www.abtex.com/pdf/abfildeb.pdf (12.03.2016).Fultz D.M. Abrasive Filament Brush Deburring of Powdered Metal Components [Электронный ресурс]. URL: http://www.abtex.com/pdf/abfildeb.pdf (12.03.2016).Устинович Д.Ф. Экспериментальное исследование качества плоских поверхностей при обработке дисковыми абразивными щетками // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2009. № 8. С. 130-134.Устинович Д.Ф. Экспериментальное исследование качества плоских поверхностей при обработке дисковыми абразивными щетками // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2009. № 8. С. 130-134.Трошин Ф.В. Некоторые особенности применения щеток из полимерно-абразивного ворса // Автомобильная промышленность. 2008. № 8. С. 35.Трошин Ф.В. Некоторые особенности применения щеток из полимерно-абразивного ворса // Автомобильная промышленность. 2008. № 8. С. 35.Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л., Старостин Д.А. Повышение производительности процесса обработки полимер-абразивными инструментами // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: междунар. сб. науч. тр. Донецк: Изд-во ДонНТУ, 2006. Вып. 32. С. 193-199.Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л., Старостин Д.А. Повышение производительности процесса обработки полимер-абразивными инструментами // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: междунар. сб. науч. тр. Донецк: Изд-во ДонНТУ, 2006. Вып. 32. С. 193-199.Пини Б.Е., Крылов О.В., Хачикян Е.А. Абразивно-полимерные инструменты для механической обработки деталей // Машиностроение и инженерное образование. 2016. № 2 (47). С. 18-23.Пини Б.Е., Крылов О.В., Хачикян Е.А. Абразивно-полимерные инструменты для механической обработки деталей // Машиностроение и инженерное образование. 2016. № 2 (47). С. 18-23.Абрашкевич Ю. Д. Оглоблинский В.А. Оглоблинский А.В. Щеточные инструменты на основе полимерно-абразивных // Мир техники и технологий. 2006. № 5. С. 50-52.Абрашкевич Ю. Д. Оглоблинский В.А. Оглоблинский А.В. Щеточные инструменты на основе полимерно-абразивных // Мир техники и технологий. 2006. № 5. С. 50-52.Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Использование полимерабразивного эластичного инструмента на операциях чистовой обработки // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2006. № 33. С. 106-108.Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Использование полимерабразивного эластичного инструмента на операциях чистовой обработки // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2006. № 33. С. 106-108.Shi Z., Srinivasaraghavan M., Attia H. Prediction of grinding force distribution in wheel and workpiece contact zone: 11 International Symposium on Advances in Abrasive Technology (Hyogo, 30 September-3 October, 2008) // Key Eng. Mater, 2009. № 389-390. С. 1-6.Shi Z., Srinivasaraghavan M., Attia H. Prediction of grinding force distribution in wheel and workpiece contact zone: 11 International Symposium on Advances in Abrasive Technology (Hyogo, 30 September-3 October, 2008) // Key Eng. Mater, 2009. № 389-390. С. 1-6.Яковлев Д.Р. Пини Б.Е. О взаимодействии волокна абразивно-полимерных щёток с обрабатываемой поверхностью // Известия МГТУ «МАМИ». 2009. № 2 (8). С. 184-187.Яковлев Д.Р. Пини Б.Е. О взаимодействии волокна абразивно-полимерных щёток с обрабатываемой поверхностью // Известия МГТУ «МАМИ». 2009. № 2 (8). С. 184-187.Абрашкевич Ю.Д. Пелевин Л.Е., Мачишин Г.М. Механизм взаимодействия полимерного волокна, наполненного абразивом, с обрабатываемой поверхностью // Современные информационные и инновационные технологии на транспорте (МINTT-2011): материалы III Междунар. науч.-практ. конф.; в 2-т. Херсон: Изд-во Херсонского государственного морского института, 2011. Т. 1. C. 104-108.Абрашкевич Ю.Д. Пелевин Л.Е., Мачишин Г.М. Механизм взаимодействия полимерного волокна, наполненного абразивом, с обрабатываемой поверхностью // Современные информационные и инновационные технологии на транспорте (МINTT-2011): материалы III Междунар. науч.-практ. конф.; в 2-т. Херсон: Изд-во Херсонского государственного морского института, 2011. Т. 1. C. 104-108.Кургузов Ю.И. Анализ контактного взаимодействия вращающейся щетки с обрабатываемой поверхностью // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. № 4 (3), С. 794-798.Кургузов Ю.И. Анализ контактного взаимодействия вращающейся щетки с обрабатываемой поверхностью // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. № 4 (3), С. 794-798.Устинович Д.Ф. Прибыльский В.И. Зависимости мощности от режимов шлифования полимерно-абразивными дисковыми щетками // Механика машин, механизмов и материалов. 2012. № 1 (18). С. 75-79.Устинович Д.Ф. Прибыльский В.И. Зависимости мощности от режимов шлифования полимерно-абразивными дисковыми щетками // Механика машин, механизмов и материалов. 2012. № 1 (18). С. 75-79.Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Силы резания при обработке кромок торцевыми щетками // Вестник ИрГТУ. 2017. Т. 21. № 12. С. 22-42. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-12-22-42Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Силы резания при обработке кромок торцевыми щетками // Вестник ИрГТУ. 2017. Т. 21. № 12. С. 22-42. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-12-22-42Гольдсмит В. Удар. Теория и физические свойства соударяемых тел. М.: Госстройиздат, 1965. 448 с.Гольдсмит В. Удар. Теория и физические свойства соударяемых тел. М.: Госстройиздат, 1965. 448 с.Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977. 224 с.Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977. 224 с.Утенков В.М., Быков П.А. Возможности использования динамометра Kistler для испытания металлорежущих станков // Инженерный вестник: электронный научно-технический журнал. 2012. № 10. [Электронный ресурс]. URL: http://engbul.bmstu.ru/ (05.11.2014).Утенков В.М., Быков П.А. Возможности использования динамометра Kistler для испытания металлорежущих станков // Инженерный вестник: электронный научно-технический журнал. 2012. № 10. [Электронный ресурс]. URL: http://engbul.bmstu.ru/ (05.11.2014).Pires J. Afonso G. Force control experiments for industrial applications: a test case using an industrial deburring example // Assembly automation. 2007. Vol. 27. No. 2. P. 148-156.Pires J. Afonso G. Force control experiments for industrial applications: a test case using an industrial deburring example // Assembly automation. 2007. Vol. 27. No. 2. P. 148-156.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.