7 / 12
С.А. Воронов, Вэйдун Ма
58
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 5
На рис. 6,
а
показана зависимость сил резания от переднего угла зерна –
.
Из рис. 6,
б
следует, что при врезании зерном с отрицательным передним углом
отношение составляющих сил резания
F
x
/
F
z
имеет значение как больше единицы,
так и меньше. Это означает, что нормальная составляющая сил резания может быть
меньше или больше касательной. Однако, как правило, при врезании режущей
кромкой с положительным передним углом
касательная составляющая сил реза-
ния обычно больше, чем нормальная. Полученные результаты хорошо согласуются
с данными, приведенными в работах [9, 10]. При увеличении переднего угла
мак-
симальная температура
T
max
и максимальное напряжение
max
в материале также
увеличиваются, но их зависимости имеют нелинейный характер (рис. 6,
в
,
г
).
Рис. 6.
Силы резания
F
x
и
F
z
(
а
), отношение
F
x
/
F
z
(
б
), максимальная температура
T
max
в материале (
в
), максимальное напряжение
max
по Мизесу в материале (
г
) в зависи-
мости от переднего угла –
(
h
cu
= 30 мкм)
Определение коэффициентов сил резания.
Проведем анализ результатов
расчета сил резания МКЭ при толщинах резания
h
cu
= 10, 20, 30 и 40 мкм. Попе-
речное сечение пятна контакта зерна и материала
A
c
имеет нерегулярную слож-
ную конфигурацию (рис. 7,
б
) [7], т. е. его площадь трудно измерять. В динами-
ческой модели лучше определять зависимость сил резания от площади врезания
A
h
, которая связана с толщиной резания (рис. 7,
в
).
На рис. 7,
г
показана зависимость сил резания от площади врезания
A
h
при
различных передних углах γ. Случай, когда
h
cu
меньше радиуса вершины зерна
(
r
0
= 10 мкм), должен быть исследован отдельно из-за другого механизма резания
(царапание) при внедрении зерном без стружкообразования. Полученные расчет-
ные значения в точках интерполируются в виде степенной функции для гладкой
зависимости. Кривые интерполяции можно представить в виде