Розмір шрифту: 

Магнітно-абразивне оброблення це один з методів фінішного оброблення деталей складної форми. У сучасному виробництві дуже важливо максимально ефективно використовувати наявні ресурси, зокрема електроенергію та час. Знання процесів і зусиль, що виникають при магнітно-абразивній обробці дозволяє керувати продуктивністю. Проте особливості даного методу обробки ускладнюють визначення сил [1 – 3].

При МАО в умовах великих магнітних зазорів в кільцевих ваннах ефективність процесу різання визначається притисканням абразивних зерен до оброблюваної поверхні, рівномірним розподілом відносних рухів елементів МАІ та оброблюваних поверхонь деталей, а також здатністю МАІ до відновлення форми в процесі роботи [4]. Одним з найважливіших параметрів, від якого залежить ефективність оброблення є динамічний чинник. Тому, актуальним є дослідження нормальних сил, що виникають в процесі оброблення і створюються за рахунок «динамічного» навантаження без врахування сил, що виникають при додатковому обертанні зразків навколо власної осі. На оброблювану деталь і на зерна МАІ діє комплекс сил що мають механічне, магнітне та електричне походження. З огляду на складність визначення кожної складової окремо, в дослідженні було знайдено результуючу силу що діє на деталь.  На схемі (рис. 1) зображено складові сил.

Результуюча сила F_р – це сума векторів сил що діють на деталь, а саме: магнітної сили Fм, сили інерції Fі , цетробіжної сили Fц , сили механічного тиску Fмт  та сили тертя Fтр.

У роботі наведено методику, яка дозволяє визначити зусилля що виникають при магнітно-абразивній обробці феромагнітних і прамагнітних матеріалів. Для формування магнітно-абразивного інструменту МАІ було використано порошки осколкової форми Феромап з зернистостю 200/100 мкм та 400/315 мкм. Матеріали що оброблялись: БрАЖ, титановий сплав ВТ-8 – парамагнітні, сталь 40Х13 - феромагнітна.

Для дослідження силових характеристик МАІ в робочій зоні кільцевого типу було розроблено спеціальне пристосування з тензодатчиком, який працює на згин, отримані дані зчитувалися за допомогою АЦП та передавалися на ЕОМ.

Дослідження проводилось в кільцевій ванні з використанням МАІ, змінювались значення швидкості обертання та магнітної індукції. Циліндричні  зразки діаметром 16 мм та довжиною 30 мм закріплялись на оправці з тензодатчиком в положенні паралельному до осі обертання робочої частини верстата. Дослідження проводилось при швидкостях обертання шпинделя  V=100, 200, 300 об/хв, при кожному значенні швидкості змінювались значення магнітної індукції в діапазоні 0,17 - 0,24 Тл. Було розглянуто оброблення як без застосування відновлювального стержневого елементу (ВСЕ), так і разом з ним. Результати досліджень представлено у вигляді гістограм (рис. 2 – 4).

Показано (рис. 2), що при обробленні титанового сплаву ВТ-8, результуюча сила зростає при зростанні магнітної індукції, швидкості обертання шпинделя верстата і при збільшенні розміру зерен МАІ. Використання ВСЕ приводить до збільшення сили, але не суттєво.При обробленні бронзи БрАЖ існують такі самі закономірності як і при обробленні титану. Використання ВСЕ збільшує результуючу силу. Поясненням зменшеної сили при обробленні без ВСЕ, може бути витискання МАІ немагнітною заготовкою з робочої зони [4, 5]. У свою чергу ВСЕ дозволяє запобігти цьому явищу.При обробленні сталі з використанням ВСЕ результуюча сила зменшилась, це може бути пов’язано з феромагнітними властивостями сталі. А саме з ущільненням порошку МАІ на полюсах магніту та заготовці [1] та його розрідженням при використанні ВСЕ.

Варто зазначити, що у всіх представлених дослідах зміна магнітного поля має більший вплив на результуючу силу ніж зміна швидкості.

Висновки:

- Зростання навантажень під час оброблення прямо пропорційне зростанню швидкості та магнітної індукції. При чому зміна індукції має більший вплив ніж швидкість.

- Використання відновлювального елементу для парамагнітних матеріалів збільшує навантаження під час оброблення, а для феромагнітних навпаки зменшує.

- Збільшення розміру зерен МАІ збільшує сили різання.

магнітно-абразивне оброблення; динамічні навантаження при мао; мао в умовах великого магнітного зазору