Modeling the impact of nonlinear oscillations on the quality of the working surface of parts in finishing operations

Abstract

To establish analytical conditions for detecting hereditary defects in ferroceramic and ferromagnetic parts and to define machining parameters that prevent crack formation. Magnetic induction scattering is modelled to estimate defect geometry and depth; thermomechanical processes during grinding are analysed using the “weakest link” hypothesis and criteria based on temperature, heat flux, forces, and stress intensity. Obtained expressions describe magnetic field perturbation and allow evaluating defect size, while derived conditions prevent their growth into main cracks. A unified analytical framework combines magnetic defect detection with crack-resistance modelling. The results support selecting grinding modes and tool characteristics for defect-free finishing of materials prone to cracking.

Для забезпечення якості оброблюваних поверхонь, необхідно за функціональними зв'язками між фізико-механічними властивостями матеріалів і параметрами на фінішних операціях підбирати такі режими обробки, і характеристики інструменту таким чином, щоб поточні значення температури шліфування 𝑇(𝑥,𝑦,𝜏) і теплового потоку 𝑞(𝑦,𝜏) напруження 𝜎𝑝 𝑚𝑎𝑥 сил шліфування 𝑃𝑌, 𝑃𝑍, коефіцієнта інтенсивності 𝐾1(𝑆,𝛼𝑡,𝜎𝑝 𝑚𝑎𝑥) перевищували їх питомих значень, для дефектів певних геометричних розмірів, що містяться в поверхневому шарі і мають спадкоємний характер гарантувати необхідну якість робочих поверхонь виробів. В даній роботі розглянута математична постановка задачі по виявленню дефектів в феромагнітних деталях від попередніх операцій при їх намагнічувані. Отримано математичні вирази для оцінки геометричної форми i глибини розміщення дефекту в поверхні деталі за результатам вимірювання розподілу магнітної індукції на її поверхні. Механізм утворення технологічних тріщин на фінішних операціях поверхні деталей із ферокерамічних матеріалів розглядається з позицій гіпотези про «найслабшу» ланку, під яким слід розуміти спадкоємний дефект, розмір якого вибирається в якості критерію бездефектної обробки. У результаті виконаних досліджень створено інформаційне забезпечення технологічних можливостей для бездефектної обробки виробів із матеріалів, схильних до тріщиноутворення, що полягає у встановленні розрахункових залежностей щодо визначення впливу спадкових дефектів, сформованих від попередніх операцій на тріщиностійкість поверхневого шару на фінішних операціях. технологічних умов обробки з урахуванням накопичених пошкоджень і неоднорідностей у поверхневому шарі деталей із матеріалів і сплавів, особливо схильних до тріщиноутворення в процесі обробки, що має важливе значення для зменьшення дефектів на фінішних операціях та підвищення експлуатаційних властивостей деталей машин.