Влияние геометрии абразивного зерна на силы резания при шлифовании

1 / 12

52 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 5
УДК 621.92 DOI: 10.18698/0236-3941-2017-5-52-63
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ АБРАЗИВНОГО ЗЕРНА
НА СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИШЛИФОВАНИИ
С.А. Воронов
Вэйдун Ма
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
Аннотация Ключевые слова
Приведены результаты моделирования микрорезания
отдельным абразивным зерном пирамидальной фор-
мы при заданных режимах с различными толщинами
резания и углами наклона оси зерна (передними угла-
ми наклона режущего клина). Исследованы процессы
упругопластического деформирования, стружкообра-
зования, формирования впадин, наплывов и заусенцев
при врезании, найдено соотношение площади вреза-
ния и силы резания. Для расчета напряженно-
деформированного состояния использована модель
материала Джонсона — Кука, учитывающая темпера-
туру, уровень и скорость деформации. Задача опреде-
ления напряженно-деформированного состояния
решена в связанной постановке совместно с задачей
расчета температуры в материале заготовки. Найдены
коэффициенты сил резания, исследовано влияние
передних углов врезания зерен на коэффициенты сил
резания
Микрорезание, абразивное зерно,
метод конечных элементов, напря-
женно-деформированное состояние,
температура, шлифование, силы
резания
Поступила в редакцию 13.03.2017
©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
Введение. Шлифование является одной из финишных операций обработки, ко-
торые используются для получения требуемой шероховатости поверхности и
заданных прецизионных характеристик формы. Обработка проводится инстру-
ментом с абразивными зернами, в большом количестве распределенными по
внешней поверхности шлифовального круга [1, 2]. Процесс шлифования проис-
ходит при высоком давлении и температуре в зоне обработки с толщинами ре-
зания до 0,05 мм [3–5]. При этом каждое отдельное зерно осуществляет микро-
резание обрабатываемой поверхности заготовки. Термомеханическое поведение
обрабатываемого материала определяется его взаимодействием с инструментом
при шлифовании.
В настоящее время взаимодействие зерен при микрорезании исследовано
недостаточно. Как правило, используются эмпирические зависимости для опре-
деления сил резания от задаваемых режимов, не связанные с физическим меха-
низмом взаимодействия при микрорезании. Следовательно, механизм микро-
удаления материала отдельным зерном и процесс стружкообразования необхо-
димо подробно исследовать, так как они определяются свойствами материала
заготовки, толщиной и скоростью резания, геометрией режущей кромки и т. д.