Для отправки ваших публикаций, пожалуйста, зарегистрируйтесь.

Если Вы уже зарегистрированы, то авторизуйтесь на сайте.


  1. Вход или регистрация
  1. Подписка

Определение глубины внедрения режущей части зерна в металл, при магнитно-абразивной обработке
25 июня 2020             

С.Л. ЛЕОНОВ, доктор техн. наук, профессор А.М. ИКОННИКОВ , канд. техн. наук, доцент Д.Е. СОЛОМИН, аспирант (АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Барнаул) Леонов С.Л. – 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, e-mail: sergey_and_nady@mail.ru

Введение

Магнитно-абразивная обработка является одним из перспективных методов отделочной обработки. Обработка поверхности (съем металла) определяется взаимодействием зерен, уплотненных магнитным полем, с поверхностью заготовки. Шероховатость формируемой поверхности при этом определяется в первую очередь глубиной внедрения абразивных зерен в металл. При этом сила резания каждым зерном известна, а глубина резания (внедрения зерна в металл) является зависимой величиной, определяемой свойствами обрабатываемого материала, режимом резания и радиусом режущей части зерен.

Теория

Глубина внедрения режущей части зерна в металл определяется упруго-пластической деформацией обрабатываемого материала и временем воздействия зерна на обрабатываемый материал. Нами рассмотрен пример внедрения режущей части магнитно-абразивного зерна в поверхность заготовки. В качестве обрабатываемого материала выбран алюминиевый сплав Al 1100. Исходной шероховатостью обрабатываемой поверхности пренебрегали. Сила резания, приложенная к зерну, F = 0,004 н. Радиус режущей части зерна r = 0,01 мм. Для определения глубины внедрения режущей части зерна в металл использован метод конечных элементов. Задача решалась при помощи CAE системы ANSYS Explicit Dynamics (пример расчета приведен на рис. 1). Для обеспечения точности расчетов величина сетки при расчетах принята 0,0003 мм. При данной величине сетки и использовании компьютера с процессором Intel Core I7 имеющем 8 ядер по 3,6 ГГц,;
длительность расчета составляла 22 часа. При указанных исходных данных получена глубина резания t=0,0009176 мм. Для снижения времени расчетов было рассмотрено решение задачи равновесия зерна под действием силы резания и давления на его режущую часть – рисунок 2. При внедрении зерна на глубину t координатa х* определяется выражением:
 
(1) Определение глубины внедрения режущей части зерна в металл, при магнитно-абразивной обработке
 
 
Определение глубины внедрения режущей части зерна в металл, при магнитно-абразивной обработке
Рис. 1. Экранная форма ANSYS Explicit Dynamics
 
 
 
Определение глубины внедрения режущей части зерна в металл, при магнитно-абразивной обработке
Рис. 2. Схема внедрения зерна
 
Из уравнения (3):
 
Определение глубины внедрения режущей части зерна в металл, при магнитно-абразивной обработке
 
Подставив (5) в (4), получим:
 
Определение глубины внедрения режущей части зерна в металл, при магнитно-абразивной обработке
 
На поверхность зерна действует напряжение от пластической деформации при вдавливании зерна σ00. Для расчета силы, действующей вдоль оси z, необходимо это значение домножить на sin γ:
 
alt
 
 
 
Для перехода к силе резания необходимо проинтегрировать выражение (7):
 
Определение глубины внедрения режущей части зерна в металл, при магнитно-абразивной обработке
 
Полученные выражения можно использовать для определения глубины внедрения зерна под действием силы резания. Для этого необходимо решить уравнение
alt
,
где Fр – сила резания.
 
Глубина резания t входит только в пределы интегрирования через координату х*.
 
Решение уравнения (9) с расчетом интеграла (8) позволяет значительно сократить время решения за счет устранения необходимости расчета переходных процессов при внедрении зерна в металл.

Результаты и обсуждения

Рассмотренные подходы для определения глубины внедрения зерна в металл позволяют рассчитывать эту величину от свойств материала, геометрии зерна и параметров режима резания. Метод конечных элементов дает возможность рассчитывать динамические явления, но требует значительного времени для моделирования.

Выводы

1. Применение программного пакета ANSYS Explicit Dynamics позволяет получить достаточно точный расчет и наглядное изображение процесса, но требует значительных затрат времени на моделирование.
2. Решение задачи равновесия значительно сокращает время расчетов за счет устранения расчета переходного процесса.
 
Список литературы
 
Список литературы 1. Иконников А.М. Теоретические основы обеспечения качества и повышения производительности магнитно-абразивной обработки сложнопрофильных поверхностей: дис. … д-ра техн. наук : 05.02.07. – Барнаул, 2019. – 311 c. 2. Иванов Д.В., Доль А.В. Введение в AnsysWorkbench: учеб.-метод. пособие для студ. естественно-науч. дисциплин. – Саратов: Амирит, 2016. – 56 с.
 
Актуальные проблемы в машиностроении. Том 7. № 1-2. 2020 ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Обсудить статью на Форуме Машиностроителей






Комментариев пока нет
{c_navigation}

Написать комментарий

Другие публикации по теме





Автоматизация промышленных предприятий Автоматизация промышленных предприятий
Диспетчеризация производства, идентификация и прослеживаемость, управление КПЭ (KPI)...
(495) 662-43-70
Rodcraft (Родкрафт), Deprag, Stahlwille (Штальвиль), инструмент Atlas Copco (Атлас Копко), Iscar (Искар), Sandvik Coromant (Сандвик Коромант), Mitsubishi (Митсубиси). Маркировка труб, горячего металла в металлургии. Промышленное оборудование и инструмент
Rodcraft (Родкрафт), Deprag, Stahlwille (Штальвиль), инструмент Atlas Copco (Атлас Копко), Chicago Pneumatic (Чикаго Пневматик), Fuji (Фуджи), Desoutter, Iscar (Искар), Sandvik Coromant (Сандвик Коромант), Mitsubishi (Митсубиси), Korloy (Корлой), Seco tools, SGS tools, Onsrud, Fette, Guhring и пр. Оборудование для маркировки. Маркировка труб, горячего металла в металлургии. Фаскосниматели (фаскорезы, кромкорезы), ручные фрезеры по металлу. Пневмодвигатели (пневматические двигатели, пневмомоторы).
(495) 668-13-58
ИРОК-2М. Купить. Инструкция.
Инструмент ИРОК-2М от производителя. Купить. Скачать инструкцию и другие документы. Прочий электромонтажный инструмент и электрокомпоненты.
(495) 668-13-58 доб. 4
Реклама на сайте и-Маш Реклама на сайте и-Маш      
pr()i-mash.ru