E-Book Overview
Статья, опубликована в журнале Инструмент и технологии. – 2003. – №13–14. – С. 9–14. В статье подтверждается теория о том, что при одной и той же деформации динамическое усилие становится больше статического. Подтверждена гипотеза об упрочнении материала заготовки при шлифовании, как при высокоскоростной обработке, которой свойственны ударные нагрузку.
E-Book Content
9
Бабошкин А.Ф. ПИМаш, Санкт-Петербург, Россия ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ ПРИ ШЛИФОВАНИИ In many works the experimentally confirms fact of change of physical properties of a material of preparation was ascertained at influence on it of cutting elements at such speeds. Line of works contains factor describing increase of durability of a material of preparation at high-speed processing. It is obvious, that the physical essence of this factor is connected to the large speeds of influence of cutting grains with a material of preparation. Such speeds of interaction are characteristic for process соударения of bodies or impact of a body about a barrier. Взаимодействие абразивного инструмента с обрабатываемой поверхностью протекает при значительных скоростях резания 10…40 м/с и более. Во многих работах [1] констатировался экспериментально подтвержденный факт изменения физических свойств материала заготовки при воздействии на него режущих элементов при таких скоростях. В ряде работ содержится коэффициент, характеризующий увеличение прочности материала заготовки при высокоскоростной обработке β. Очевидно, что физическая сущность этого коэффициента связана с большими скоростями воздействия режущих зерен с материалом заготовки. Такие скорости взаимодействия характерны для процесса соударения тел или удара тела о преграду. Ударные нагрузки чаще всего характеризуются либо скоростью удара v0 (v/c), либо скоростью деформации ε& (с-1), либо скоростью нарастания нагрузки σ& (Н с/мм2). Экспериментально установлено [2], что повышение скорости деформации при нормальной температуре приводит к увеличению предела текучести, как при сжатии, так и при растяжении различных материалов. Например, для Армко-железа при скорости удара 10 м/с предел текучести возрастает с 250 Н/мм2 до 750 Н/мм2. При дальнейшем увеличении скорости удара изменение предела текучести становится несущественным [3]. Как показали экспериментальные исследования [3], пластическая деформация металла, к которому приложена ударная нагрузка, превышающая статический предел текучести, возникает с некоторым замедлением. Это явление, объясняемое дислокационной теорией, получило название “запаздывание текучести” [4]. Отношение максимального значения импульсной нагрузки σпред, при которой отсутствуют пластические
10 деформации материала, к статическому пределу текучести σт, называют “динамическим резервом упругости” [5]: у пред ч= . (1.) ут При определении σпред может быть использована гипотеза Смита о возможности суммирования элементарных времен запаздывания текучести. Для того чтобы пластическая деформация не возникала необходимо выполнить условие [3] t к du ≤ 1, (2.) ∫ И(u) tн где Θ - время от момента внезапного приложения нагрузки до начала пластической деформации (запаздывание). б u= , (3.) б max где α – величина упругопластической деформации; αmax – максимальная величина упругопластической деформации. Согласно теории местных контактных напряжений Герца [3]: 2 (4.) б = kP 3 , где Р – контактное усилие. Практически аналогичное выражение приводится в работе [3]: б = bP n , (5.) где b и n – эмпирические коэффициенты, характеризующие упругопластические деформации. Из литературы известно, что процесс механического соударения по времени состоит из двух этапов [3]. Во время первого (активного) этапа контактная сила возрастает, а деформации в зоне контакта носят упругопластический характер, то есть во время активного этапа ударного процесса происходит нагружение тел. Во время вт