Сила резания на единичном зерне
https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-1-10-22
Аннотация
Цель – исследовать силы резания на единичном зерне при воздействии его на обрабатываемый материал. Аналитическое исследование проведено на модели единичного абразивного зерна в виде стержня с закругленной по радиусу вершиной, действующего на обрабатываемый материал. Для расчета интенсивности деформации пластически оттесняемого материала заготовки под действием единичного зерна использован метод линий скольжения (метод характеристик). В результате проведенных аналитических исследований – пластического деформирования материала, оттеснения заторможенной зоны и трения ее о поверхность зерна при движении вверх в виде стружки, трения зерна о пластически деформированный материал, а также воздействия динамической составляющей пластического деформирования – разработаны математические модели по всем перечисленным факторам. Доказана значимость динамической составляющей в общем балансе сил, связанных с пластическим деформированием, путем определения отношения динамического напряжения на линии разрыва к пределу текучести на сдвиг. На примере расчета данной зависимости для материалов Д16Т и 30ХГСА установлено, что целесообразно учитывать динамическую составляющую силы резания при скорости соударения единичного зерна с обрабатываемой поверхностью свыше 50 м/с. Приведены графики зависимости относительной силы на зерне от относительной глубины внедрения зерна. Предложенная методика расчета сил резания на единичном зерне позволяет рассчитывать суммарную силу взаимодействия единичного зерна с обрабатываемым материалом. Для перехода к заданным способу обработки и обрабатываемому материалу необходимо определить количество зерен, участвующих в контакте, продолжительность контакта, скорость резания. Имея эти данные, можно рассчитывать производительность процесса и показатели качества обработанной поверхности.
Об авторах
Ю. В. Димов
Иркутский национальный исследовательский технический университет
Россия
Россия
Димов Юрий Владимирович, д.т.н., профессор, профессор кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Д. Б. Подашев
Иркутский национальный исследовательский технический университет
Россия
Россия
Подашев Дмитрий Борисович, к.т.н., доцент, доцент кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Список литературы
1. Li Ning, Ding Jinfu, Hu Liguang, Wang Xiao, Lu Lirong, Huang Jianmeng. Preparation, microstructure and compressive properties of silicone gel/SiC composites for elastic abrasive // Advanced composites letters. 2018. Vol. 27. Iss. 3. P. 122–128. https://doi.org/10.1177/096369351802700305.
2. Dimov Yu.V., Podashev D.B. Machining forces exerted by an elastic abrasive wheel // Russian Engineering Research. 2018. Vol. 38. Iss. 12. P. 932–937. https://doi.org/10.3103/S1068798X18120341.
3. Nguyen Van Tho. Finite element modeling method of centrifugally rotary processing // Applied Mechanics and Materials. 2019. Vol. 889. C. 140–147.
4. Solovev A.N., Nguyen Van Tho, Tamarcin M.A., Panfilov I.A., Wang J.P. Modeling contact abrasive interactions in centrifugally rotary processing by finite element method // Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications: Conference Proceedings (Busan, 9–11 August 2018). Busan, 2018. Р. 334–802.
5. Svirschev V.I., Trubitsyn A.V., Tarasov S.V. Technological support of the surface roughness of the spigots made from the tough “relit” material with the help of the optimization of the centerless grinding mode parameters // International Journal of Applied Engineering Research. 2019. Vol. 14. No. 4. P. 896–899.
6. Spirin V.A., Makarov V.F., Khalturin O.A. Calculation of thermodynamic parameters of geometrically complex parts at abrasive globoid gear machining // Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering / eds. A. Radionov, O. Kravchenko, V. Guzeev, Y. Rozhdestvenskiy. Cham: Springer, 2019. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22063-1_91.
7. Свирщёв В.И., Трубицын А.В., Тарасов С.В. Оптимизация параметров режима бесцентрового шлифования втулок из высокотвердого материала «релит», обеспечивающих требуемую шероховатость поверхности // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2019. Т. 21. № 1. С. 25–30.
8. Han Quanli, Zhang Bin. Evolution of surface roughness of TI plate in abrasive-less polishing // Advanced Materials Research. 2010. Vol. 139-141. P. 844–847. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.139-141.844.
9. Макаров В.Ф., Ворожцова Н.А., Песин М.В. Обработка зубчатых колес сборными шлифовально-полировальными кругами // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Серия: Машиностроение, материаловедение. 2020. Т. 22. № 1. С. 79–87. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2020.1.09.
10. Спирин В.А., Макаров В.Ф., Халтурин О.А. Производительность глобоидного зубохонингования // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2020. № 3. С. 20–23. https://doi.org/10.30987/2223-4608-2020-3-20-23.
11. Puoza J.C. Experimental study on abrasive water-jet polishing of cemented carbide and polycrystalline diamond tools // International Journal of Abrasive Technology. 2019. Vol. 9. № 3. P. 200–220. https://doi.org/10.1504/IJAT.2019.10025181.
12. Корчак С.Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. М.: Машиностроение, 1974. 280 с.
13. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. М.: Машиностроение, 1977. 166 с.
14. Томленов А.Д. Некоторые задачи пластического формообразования металлов // Прочность металлов и конструкций: сб. ст. Киев: Академпериодика, 1975. С. 196–201.
15. Дударев А.С., Карманов В.В., Свирщев В.И., Катаева (Захарова) С.П. Моделирование формы единичного алмазного зерна // Современное машиностроение. Наука и образование. 2018. № 7. С. 545–557. https://doi.org/10.1872/MMF-2018-47.
16. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.
17. Друянов Б.А. О движении цилиндрического индентора по поверхности полупространства // Теория трения и износа: сб. статей. М.: Наука, 1965. С. 62–72.
18. Marchall E.A. Rolling contact with plastic deformation // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1968. Vol. 16. Iss. 4. P. 243–254. https://doi.org/10.1016/0022-5096(68)90032-X.
19. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. М.: Металлургия, 1972. 408 с.
20. Кулаков Ю.М., Хрульков В.А. Отделочно-зачистная обработка деталей. М.: Машиностроение, 1979. 216 с.
21. Ящерицын П.И., Мартынов А.Н., Гридин А.Д. Финишная обработка деталей уплотненным потоком свободного абразива. Минск: Наука и техника. 1978. 224 с.
Рецензия
Для цитирования:
Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Сила резания на единичном зерне. iPolytech Journal. 2023;27(1):10-22. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-1-10-22
For citation:
Dimov Yu.V., Podashev D.B. Force of cutting by a single abrasive grain. iPolytech Journal. 2023;27(1):10-22. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-1-10-22
Просмотров:
324
Послать статью по эл. почте 