Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 44 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ ставляет N s = 2,68 зерен/мм 2 . Исходя из этой величи- ны, а также из площади контакта отрезного круга с разрезаемой заготовкой ( S = 22,4 мм 2 ) установлено количество шлифовальных зерен, одновременно уча- ствующих в работе ( N s = 60 зерен) и величины сил, действующих на единичное шлифовальное зерно на поверхности круга ( P y = 0,5333 Н; P z = 0,141 Н). По- лученные данные позволили произвести расчет на- пряжений, возникающих в моделях шлифовальных зерен марки 13А40Н с различными коэффициентами формы и вариантами ориентации в теле инструмента в программном комплексе SolidWorks (рис. 4). по нагруженности зона находится вблизи границы заделки зерна в связку. Сравнение полученных данных по величинам на- пряжений, возникающих при различных вариантах ориентации зерен (рис. 5), с данными по величинам их передних углов (рис. 6) позволяет сформулировать рекомендации по рациональным вариантам ориенти- рования зерен в шлифовальных инструментах. Так, из полученных данных следует, что наи- меньшие напряжения возникают в зерне при его тангенциальной ориентации, так как его вершина частично заделана в связку. Несколько большие, но весьма близкие значения напряжений наблюдают- ся при радиальной ориентации зерна. Чем больше угол Θ отличается от 90º, тем большие напряжения возникают в зерне. При этом во всех случаях более рациональным является ориентирование зерна вер- шиной навстречу силе P z . Наибольшие значения передних углов зерен на- блюдаются в диапазоне ориентации Θ = 11º 15`...90º. Таким образом, совместно анализируя получен- ные данные (рис. 5 и 6) можно сделать вывод, что рациональный интервал ориентирования зерен со- Рис. 5. Зависимость максимальных напряжений σ мах в модели шлифовального зерна 13А40Н с K ф = 2,4 до 1/2 L , закрепленной в связке от угла ориентации Θ Рис. 6. Зависимость передних углов γ у модели шлифовального зерна 13А40Н с K ф = 2,4 до 1/2 L , закрепленной в связке от угла ориентации Θ а б Рис. 4. Схема нагружения ( а ) и картина напряжений ( б ) в модели шлифовального зерна 13А40Н с K ф = 2,4 и углом ориентации Θ = 45º до 1/2 L , закрепленной в связке Программные настройки при проведении расче- тов: линейная упругая изотропная модель; матери- ал – нормальный электрокорунд; предел прочности при растяжении 8,5·10 7 Н/м 2 ; предел прочности при сжатии 7,6·10 8 Н/м 2 ; модуль упругости 3,74·10 11 Н/м 2 ; коэффициент Пуассона 0,22; массовая плотность 4025 кг/м 3 ; модуль сдвига 1,5·10 11 Н/м 2 ; коэффициент теплового расширения 8·10 -6 1/K. Тип сетки: сетка на твердом теле на основе кривизны; 4 точки Якобиана; максимальный размер элемента 0,00968809 мм; мини- мальный размер элемента 0,00322933 мм. Полученные результаты показывают, что при всех вариантах ориентации зерен наиболее нагруженной их частью является зона вблизи вершин. Следующая