6 / 12
Влияние геометрии абразивного зерна на силы резания при шлифовании
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 5
57
Вторичная зона сдвига — это слой, где контактирующий с передней по-
верхностью зерна материал, преодолевая трение, выдаливается и проскальзыва-
ет вдоль передней поверхности зерна. В этой зоне происходит наибольшая пе-
редача теплоты на режущий инструмент.
Третичная зона — в месте контакта с вершиной режущей кромки неболь-
шая часть металла из главной зоны сдвига выдавливается и со скольжением по
сферической вершине зерна пластически деформируется. После прохождения
зерна наблюдается упругое последействие. В этой зоне формируются остаточ-
ные напряжения на обработанной поверхности, которые влияют на эксплуата-
ционные характеристики изделия.
Результаты МКЭ подтверждают существование таких зон сдвига (рис. 4,
б–д
)
при прохождении зерна. Распределение эквивалентных напряжений по Мизесу
(см. рис. 4,
б
) явно показывает концентрацию напряжений в главной и третичной
зонах сдвига. На рис. 4,
в
показано распределение скорости деформации —
наибольшая скорость деформации (10
3
…10
6
с
–1
) наблюдается в зоне сдвига.
Из рис. 4,
г
следует, что во вторичной зоне имеет место максимальная температура
из-за трения между материалом и зерном. На рис. 4,
д
показана плотность тепло-
вого потока.
В процессе резания отдельным зерном материал под ним не только пласти-
чески деформируется с образованием стружки, но и движется в боковую сторо-
ну, при этом образуются заусенцы (рис. 5,
а
). Видно, что максимальная высота
заусенцев уменьшается при увеличении
. Таким образом, чтобы получить об-
рабатываемую поверхность лучшего качества после шлифования, предпочти-
тельнее использовать зерна с большими передними углами.
Рис. 5.
Формы стружки и заусенцев (
а
), образованные в процессе резания отдельным
зерном, и поперечные сечения впадины, наплыва и заусенцев (
б
) при
h
cu
= 30 мкм