Визначення напруженого стану на задній поверхні різального інструменту
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2022-2(90)-30-35Ключові слова:
сили на площині зсуву; поле напружень на задній поверхні при різанні; тертя на задній поверхні; зношування фаски; загальмоване тілоАнотація
У роботі розглядаються питання теоретичного розрахунку нормальних і дотичних напружень на контактній ділянці задньої поверхні різального інструменту. Поле напружень визначається методом скінченних елементів шляхом суперпозиції полів напружень від сил, що діють на площині зсуву, і напружених полів від пружного відновлення поверхні різання, яке імітується втискуванням «штампу» задньої поверхні у поверхню різання до досягнення прийнятого критерію пластичності. При цьому враховуються сили тертя, що діють на задній поверхні інструменту, та зміцнення поверхневого шару поверхні різання в результаті пластичної деформації в зоні первинних пластичних деформацій. Встановлено, що сили, які діють на площині зсуву, деформують поверхню різання таким чином, що першою вступає в контакт з поверхнею різання точка задньої поверхні, віддалена від вершини. Це призводить у подальшому до різкого збільшення напружень у цій точці. Крім того, епюра дотичних напружень тертя сильно залежить від форми самої фаски зношування задньої поверхні в зоні контакту. Будь-яка штучно створена фаска дає таку ж штучну епюру напружень. Як показало комп’ютерне моделювання процесу зношування задньої поверхні, у ході припрацювання протягом декількох секунд на задній поверхні починається більш інтенсивне зношування ділянок із більшими напруженнями, після чого напруження на задній поверхні вирівнюються, стаючи продовженням напружень у кінці загальмованого тіла передньої поверхні. Запропонована методика і комп’ютерний алгоритм розрахунку контактних напружень у єдиному комплексі: деформації – напруження – температури – зношування.
Посилання
Mazur, M.P. (1999), Rozrobka teoretychnyh osnov ta praktychne vykorystannja termomehanichnoi' modeli obrobky plastychnyh materialiv, D.Sc. Thesis of dissertation, 05.03.01, K., 309 p.
Ostaf'ev, V.A., Stabin, I.P., Rumbesht, V.A. et al. (1976), Fizicheskie osnovy protsessa rezaniya metallov, in Ostaf'ev, V.A. (ed.), Vyshha shkola, K., 136 p.
Poletika, M.F. (1969), Kontaktnye nagruzki na rezhushchikh poverkhnostyakh instrumenta, Mashinostroenie, M., 150 p.
Reznikov, A.N. (1981), Teplofizika protsessov mekhanicheskoi obrabotki materialov, Mashinostroenie, M., 278 p.
Kabaldin, Yu.G., Molokalov, B.I. and Vysotskii, V.V. (1993), «Raschet iznosa rezhushchego instrumenta na osnove strukturno-energeticheskogo podkhoda k ego prochnosti», Vestnik mashinostroeniya, No. 9, pp. 33–36.
Myasishchev, A.A. (1994), Razrabotka metoda rascheta kontaktnykh nagruzok na rezhushchikh poverkhnostyakh instrumenta so slozhnoi perednei poverkhnost'yu, D.Sc. Thesis of dissertation, 05.03.01, K., 214 p.
Kushner, V.S. (1982), Termomekhanicheskaya teoriya protsessa nepreryvnogo rezaniya plasticheskikh materialov, Izd-vo Irkutskogo un-ta, Irkutsk, 180 p.
Uteshev, M.Kh. and Simonov, V.A. (1969), «Nekotorye rezul'taty issledovanii napryazhennogo sostoyaniya rezhushchei chasti instrumenta pri pomoshchi lazera», Prochnost' rezhushchego instrumenta, M., рр. 34–39.
Zorev, N.N. (1952), Issledovanie elementov mekhaniki protsessa rezaniya, Mashgiz, M., 604 р.
Filonenko, S.N. and Aleinichenko, G.F. (1971), «Osobennosti geometrii iznosa reztsov pri tonkom tochenii stali 38KhMYuA», Rezanie i instrument, Khar'kov, Issue 4, pp. 67–79.
Mazur, M.P., Vnukov, Ju.M., Grabchenko, A.I. et al. (2018), Osnovy teorii' rizannja materialiv, pidruchnyk dlja vyshh. navch. zakladiv, in Mazur, M.P. (ed.), 3-tje vyd. pererob. i dop., Novyj svit-2000, L'viv, 471 p.
Список використаної літератури:
Мазур М.П. Розробка теоретичних основ та практичне використання термомеханічної моделі обробки пластичних матеріалів : дис. ... д.т.н. : 05.03.01 / М.П. Мазур. – К., 1999. – 309 с.
Физические основы процесса резания металлов / В.А. Остафьев, И.П. Стабин, В.А. Румбешт и др. ; под общ. ред. В.А. Остафьева. – К. : Вища школа, 1976. – 136 с.
Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента / М.Ф. Полетика. – М. : Машиностроение, 1969. – 150 с.
Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов / А.Н. Резников. – М. : Машиностроение, 1981. – 278 с.
Кабалдин Ю.Г. Расчет износа режущего инструмента на основе структурно-энергетического подхода к его прочности / Ю.Г. Кабалдин, Б.И. Молокалов, В.В. Высоцкий // Вестник машиностроения. – 1993. – № 9. – С. 33–36.
Мясищев А.А. Разработка метода расчета контактных нагрузок на режущих поверхностях инструмента со сложной передней поверхностью : дисс. ... д.т.н. : 05.03.01 / А.А. Мясищев. – К., 1994. – 214 с.
Кушнер В.С. Термомеханическая теория процесса непрерывного резания пластических материалов / В.С. Кушнер. – Иркутск : Изд-во Иркутского ун-та, 1982. – 180 с.
Утешев М.Х. Некоторые результаты исследований напряженного состояния режущей части инструмента при помощи лазера / М.Х. Утешев, В.А. Симонов // Прочность режущего инструмента. – М., 1969. – С. 34–39.
Зорев Н.Н. Исследование элементов механики процесса резания / Н.Н. Зорев. – М. : Машгиз, 1952. – 604 с.
Филоненко С.Н. Особенности геометрии износа резцов при тонком точении стали 38ХМЮА / С.Н. Филоненко, Г.Ф. Алейниченко // Резание и инструмент. – Харьков, 1971. – Вып. 4. – С. 67–79.
Основи теорії різання матеріалів : підручник для вищ. навч. закладів / М.П. Мазур, Ю.М. Внуков, А.І. Грабченко та ін. ; під заг. ред. М.П. Мазура. – 3-тє вид. перероб. і доп. – Л. : Новий світ-2000, 2018. – 471 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Микола Петрович Мазур
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
