Влияние геометрии абразивного зерна на силы резания при шлифовании

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 5

В настоящей работе моделирование процесса резания отдельным зерном осу-

ществляется с помощью ПО ABAQUS, которое позволяет исследовать НДС ма-

териала детали, анализировать процесс формирования стружки, оценить силы

резания, качество поверхности и определить влияние эксплуатационных пара-

метров на качество обрабатываемой поверхности, оптимизировать основные

эксплуатационные параметры и геометрию инструмента [6].

Описание модели резания отдельным зерном.

Реальные зерна, как прави-

ло, имеют форму пирамиды с плоскими гранями, которые врезаются в материал

как режущий клин с отрицательным передним углом. Учитывая изнашивание

зерна в процессе шлифования, форму вершины зерна считают сферической с

заданным радиусом

= 10 мкм. Геометрическая схема зерна пирамидальной

формы показана на рис. 1.

Рис. 1.

Геометрическая схема зерна пирамидальной формы

На самом деле при шлифовании кругом каждое зерно, врезаясь в материал,

движется по траектории, близкой к окружности. Для упрощения траектория

движения зерна заменяется на путь (рис. 2), состоящий из трех прямолинейных

отрезков. Такая расчетная схема резания зерном позволяет уменьшить объем вы-

числений и исследовать силы резания в процессе внедрения зерна. Будем считать,

что процесс выхода зерна из материала на третьем этапе не сильно изменяет ха-

рактер зависимости сил резания, тогда результаты моделирования в процессе вы-

хода зерна из материала не приводятся. Таким образом, моделирование ограни-

чивается двумя этапами, что позволяет существенно сократить время расчета.

Рис. 2.

Схема маршрута зерна с разными передними углами в процессе резания