Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 69 ОБОРУДОВАНИЕ а б Рис. 4. Направление действия сил резания по отношению к главной оси зерна при его расположении вершиной навстречу силе P z ( а ) и вершиной от направ- ления действия силы P z ( б ) Рис. 5. Максимальные напряжения в модели шлифо- вального зерна 13А40Н с K ф = 2,4 по границе заделки в связку при различных углах ориентации и при за- креплении в связке до 2/3L, до 1/2L и до 1/3L в связку. В свою очередь, такое распределение напряжений достигается за счет того, что угол ориентации зерна Θ = 67º30΄ близок к направле- нию вектора силы резания P . Здесь составляю- щие силы резания P y = 0,533 Н, P z = 0,141 Н, т. е. имеют соотношение 3,78 : 1, и вектор силы ре- зания P совпадает с продольной осью зерна при его ориентации с Θ = 75º12΄. Расчет и последующее сравнение напря- жений для углов ориентации Θ = 67º30΄ и Θ = 75º12΄ показывают, что более рациональным для снижения максимальных напряжений явля- ется угол Θ = 67º30΄. При дальнейшем увеличении угла ориента- ции в диапазоне от Θ = 67º30΄ до Θ = 123º45΄ происходит значительный рост напряжений до наибольших наблюдаемых значений. Макси- мально нагруженная зона здесь – «зона слева» под свесом выступающей части зерна. Вместе с тем полученные данные говорят о том, что во всех случаях более рациональным является ориентирование зерна вершиной на- встречу направлению действия составляющей силы резания P z . Это объясняется тем, что при ориентации зерна навстречу P z вектор силы ре- зания P находится вблизи от главной оси зерна. При ориентации зерна вершиной противопо- ложно направлению P z сила резания Р действует под большими углами по отношению к главной оси зерна, создавая максимальные напряжения в «зоне слева» (рис. 4). Аналогичные по характеру распределения данные (см. рис. 3) получены при исследовании напряжений в моделях зерна при различных ва- риантах ориентации и закреплении в связке до 2/3L и до 1/3L. В результате обобщения всех полученных данных построен сводный график максимальных напряжений в модели шлифо- вального зерна 13А40Н с K ф = 2,4 по границе за- делки в связку при различных углах ориентации и глубинах закрепления в связке (рис. 5). График (см. рис. 5) подтверждает, что, как и предполагалось, чем глубже закреплено зерно в связке, тем меньшие напряжения в нем возника- ют. При этом разница в значениях напряжений при закреплении зерна в связке до 2/3L и до 1/2L невелика. Существенный рост напряжений на- блюдается при переходе к закреплению зерна в связке до 1/3L (выступании из связки на 2/3L). Характер изменения напряжений в зависимо- сти от угла ориентации зерна во всех рассматри- ваемых случаях практически одинаков. Обобщая все приведенные данные, можно сделать вывод о том, что наименьшие напря- жения по границе заделки зерен в связку (см. рис. 5) фиксируются при их тангенциальной ориентации относительно плоскости резания