3D simulation of diamond grinding process by finite element method

Abstract

Process of manufacture of diamond wheels on various bonds is characterized by high labour content and low productivity, high consumption of expensive diamond grains and, as consequence, the high cost price of a further operational process of diamond wheels. It is necessary to attain reliability and quality heightening at diamond-abrasive tool manufacture without which its effective application in production is impossible. Production of diamond - abrasive tool is founded on establishment of physical and technological regularities of sintering process of diamond-bearing layer. Now there are no scientifically based recommendations for choice of the rational combinations of strength, brand of grain, graininess, concentration with the physical-mechanical properties of bonds. The aim of given research is the development of the technique of the theoretical definition of an optimal combination of strength properties of diamond grains and bond at which ones retention of diamond grain integrity at the process of manufacture of diamond wheel is ensured by using 3D simulations of deflected mode of sintering area of its diamond-bearing layer.

Процесс изготовления алмазных кругов на органических связках отличается высокой трудоемкостью и низкой производительностью труда, высоким уровнем расхода дорогостоящих алмазных зерен и, как следствие, высокой себестоимостью дальнейшего процесса эксплуатации алмазного круга. Необходимо повышение надежности и качества алмазно-абразивного инструмента, без чего нерационально их применение в производстве. Производство алмазно-абразивного инструмента базируется на обоснованном сочетании физических и технологических закономерностей процесса спекания алмазоносного слоя. На данный момент нет научно обоснованных рекомендаций по выбору рациональной комбинации сил резания, марки зерна, зернистости круга и его концентрация с физико-механическими свойствами связки. Целью данного исследования является определение оптимального сочетания прочностных свойств алмазных зерен и связки, при котором обеспечивается удержание алмазных зерен и их целостность. Процессу изготовления алмазного круга предшествует теоретические исследование процесса спекания с использованием 3D-моделирования напряженно-деформированного состояния алмазоносного слоя.