Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 74 ОБОРУДОВАНИЕ Рис. 9. Зависимости усилия разрушения P шлифо- вальных зерен 13А200Н от коэффициента формы K ф при различных углах ориентации Θ Рис. 10. Зависимости усилия разрушения P шлифо- вальных зерен 13А100Н от коэффициента формы K ф при различных углах ориентации Θ Р ис. 11. Максимальные напряжения в модели шли- фовального зерна 13А40Н с K ф = 4,8 по границе заделки в связку при различных углах ориентации, закреплении до 1/2L под действием силы резания ( P y + P z ) и отдельно P y работе в отрезных шлифовальных кругах (см. рис. 6, а , б , в ) с результатами прочностных испыта- ний шлифовальных зерен методом одноосного сжатия (см. рис. 9, 10) ввиду различий в схемах нагружения зерен проведен дополнительный анализ напряжений, возникающих в шлифоваль- ных зернах под воздействием силы резания (т. е. совместного воздействия ее составляющих P y и P z ) и отдельного воздействия сжимающей силы P y (рис. 11). Анализ полученных данных (рис. 11) показы- вает, что график распределения максимальных напряжений в шлифовальных зернах при различ- ных углах ориентации от действия сжимающей силы P y соответствует результатам испытаний на прочность ориентированных шлифовальных зерен методом одноосного сжатия (см. рис. 9, 10). Наименьшие напряжения в зернах возника- ют при их тангенциальной ориентации (Θ=0º) и соответственно для разрушения зерен при дан- ном варианте ориентации требуются наиболь- шие усилия. Далее по возрастанию напряжений следует случай радиальной ориентации зерен (Θ = 90º), а наибольшие напряжения в зернах фиксируются при углах ориентации Θ = 45º(135º) и Θ = 22º30΄(157º30΄), что коррелирует с резуль- татами прочностных испытаний зерен. Анализ данных (см. рис. 10) показывает так- же, что наличие P z в сравнении со случаем одно- осного сжатия зерен приводит к тому, что наи- меньшие максимальные напряжения в зернах (после варианта их тангенциальной ориентации) фиксируются при углах ориентации, практиче- ски совпадающих или близких к направлению вектора результирующей силы резания P (в дан- ном случае Θ = 67º30΄ и Θ = 78º45΄). Кроме того, воздействие P z в диапазоне углов ориентации Θ = 0…90º приводит к более равномерному рас- пределению напряжений в теле зерен и снижению их максимальных величин, а в диапазоне углов ориентации Θ = 90…180º воздействие P z приво- дит к концентрации напряжений под свесом вы- ступающей части зерен и росту их максимальных значений. При этом очевидно, что с уменьшением соотношения величин P y и P z выявленные отли- чия картины напряжений от варианта одноосного сжатия будут возрастать. Это дополнительно под- тверждает, что для каждого инструмента и вида шлифования целесообразно находить рациональ- ные углы ориентации зерен с учетом всех особен- ностей их нагружения в инструменте. Выводы Таким образом, в представленной работе уда- лось разработать и реализовать на практике ме- тодику по анализу передних углов и напряжений