Визначення напруженого стану на задній поверхні різального інструменту

Abstract

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.