Model of Influence of the Machined Material Properties on Wear of the Polymeric-Abrasive Tool Filaments

Abstract

UK: Для полімерно-абразивних щіток (ПАЩ), що працюють на верстатах з ЧПК, необхідно постійно коригувати їх зношення, оскільки воно значно вище порівняно з зношенням металевих інструментів. Виходячи з залежності зношення інструменту від параметрів обробки різних матеріалів, необхідно вивчити вплив фізико-механічних властивостей матеріалу, що обробляється. Метою роботи є дослідження процесу фінішної обробки ПАЩ поверхонь деталей з різних матеріалів. У статті наведено аналіз розмірного зношення дискових ПАЩ при поліруванні різних матеріалів з певними фізико-механічними властивостями. Полірування проводили в раціональних режимах, що забезпечують високу якість і продуктивність обробки поверхні. Теорія подібності та розмірний аналіз були використані для оцінки впливу властивостей обробленого матеріалу на інтенсивність зношування волокон ПАЩ. Для його розрахунку створено безрозмірні комплекси, які враховують фізико-механічні властивості оброблюваних матеріалів та оцінюють їх стійкість до проникнення абразивних зерен, здатність матеріалу поглинати механічну енергію в процесі деформації та руйнування під впливом волокон ПАЩ. Розроблена модель створена вперше. Це дозволило вирішити задачу прогнозування ступеня розмірного зношення дискової ПАЩ при поліруванні різних матеріалів, у тому числі важкооброблюваних. Прогнозування інтенсивності зношування волокон ПАЩ дозволяє своєчасно коригувати положення інструменту під час обробки на верстатах з ЧПК для забезпечення постійного притискання ПАЩ до поверхні, що обробляється. Отриманий коефіцієнт матеріалу Км враховує вплив фізико-механічних властивостей обробленого матеріалу, а потім оцінює інтенсивність зношування волокон ПАЩ. Коефіцієнт матеріалу Км також може бути використаний для оцінки ресурсу ПАЩ та розрахунку економічної ефективності фінішної обробки деталей на етапі розробки технології та вибору полірувального інструменту. EN: For polymer-abrasive brush tools (PABT) working on CNC machines it is necessary to correct their wear constantly, since it is much higher compared to the wear of metal tools. Based on the dependence of tool wear on machining parameters for various materials, it is necessary to study the influence of the physical and mechanical properties of the material machined. The purpose of the paper is to study the process of finishing the surfaces of parts made of materials of different types with PABT. The analysis of dimensional wear of disc PABTs during the polishing various materials with certain physical and mechanical properties is provided in the article. The polishing was carried out in rational modes that ensure high quality and productivity of surface treatment. The similarity theory and dimensional analysis were used to assess the influence of the properties of the material machined on the intensity of PABT filament wear. To calculate it, dimensionless complexes were established, which take into account the physical and mechanical properties of the machined materials and evaluate their resistance to the penetration of abrasive grains, the ability of the material to absorb mechanical energy in the process of deformation and destruction under the impact of PABT filaments. The developed model was created for the first time. It made it possible to solve the problem of predicting the degree of dimensional wear of the disc PABT when polishing various materials, including difficult-to-machine ones. Prediction of the intensity of PABT filaments wear allows timely correction of the tool position during machining on CNC machines to ensure a constant pressing of the PABT to the surface being machined. The obtained Км material coefficient takes into account the influence of the physical and mechanical properties of the machined material and then estimates the intensity of PABT filaments wear. The KМ material coefficient can also be used to assess the PABT life and calculate the economic efficiency of the parts finishing treatment at the stage of technology development and the selection of polishing tools.