Методы механистического моделирования также использовалась Элбистави (Elbestawi) и др. [[50]], а также Алтинтасом (Altintas) и др.[[51]]. Сасерленд и др. [[52]] разрабатывали модели процессов обтачивания и растачивания для прогнозирования сил резания. Подробно были обсуждены вопросы влияния геометрии инструмента и параметров резания на силы резания. Экспериментально определенная величина работы резания использовалась для тарирования[ЗВА55] и проверки предложенной модели. Эндрес (Endres) и др. [[53]] использовали метод механистического моделирования для прогнозирования сил резания с учетом эффекта “рыхления”[ЗВА56] , возникающего из-за округления режущей кромки. Использовался алгоритм тарирования для подгонки эмпирических моделей. Недавно, Чандрасикхаран (Chandrasekharan) и др. [[54]] использовали механистические модели для разработки прогнозирующей модели сил резания при сверлении.
Вопреки физической невозможности плоскости сдвига и многим (другим) теоретическим возражениям, появившимся со времен ее (теории плоскости сдвига) первоначального формулирования Мерчантом (Merchant) [[55]], теория условной плоскости сдвига выдержала испытание временем. Хотя много ранних работ фокусировалось на классических процессах, в последнее время метод был успешно применен для прогнозирования сил в условиях нескольких практических операций. Армарего промоделировал точение [23], фрезерование [25], сверление [27] и др.. Алтинтас (Altintas) [[56]] достиг определенных успехов в области моделирования прцесса фрезерования. См. также пункт 6.4.3.
Силы
В своих пионерских работах по прямоугольному однолезвийному резанию Мерчант [10] разработал два кардинальных принципа:
1. Равновесие стружки (стружка может рассматриваться, как абсолютно твердое тело, находящееся в неустойчивом равновесии под действием на нее внешних сил;
2. Коллинеарность векторов скорости и силы (силы сдвига и трения в плоскости сдвига и в зоне контакта стружки с инструментом коллинеарны и обратно направлены скоростям сдвига и скольжения соответственно в двух указанных плоскостях).
Мерчант, Шоу (Shaw) [[57]], Зорев [[58]] и др. позже обобщили метод условной плоскости сдвига на случай прямоугольного однолезвийного резания. Недавно, Веньювинод (Venuvinod) использовал концепцию двойной плоскости сдвига и сил взаимодействия сегментов (элементов[8]) стружки для решения задачи о распределении сил в условиях двух лезвийного косоугольного резания [[59]].
Расчет угла сдвига (Shear angle solution)
Прогнозирование сил (при использовании метода плоскости сдвига) требует априорных знаний угла сдвига и коэффициента трения между стружкой и инструментом. Очевидно, что до тех пор, пока не будет в распоряжении исследователей ясных (точных, подробных) моделей для оценки последнего параметра, никогда не заканчивающийся поиск идеальной теории для расчета угла сдвига будет продолжаться. Мерчант был одним из первых, кто начал эту погоню, когда он предложил свое решение, основанное на принципе минимума энергии. Это решение и сейчас признается как верхняя граница (зоны сдвига??) при условии, когда обрабатываемый материал может рассматриваться как абсолютно пластический. Нижняя граница (зоны сдвига??) была впоследствии определена Ли (Lee) и Шаффером (Shaffer), которые использовали метод полей линий скольжения [[60]]. Линдстром (Lindstrom) недавно выполнил обзор литературы и нашел 52 выражения (теории, метода вычисления) для угла сдвига [[61]]. Многие их них, тем не менее, ограничены только однолезвийным резанием (в большинстве случаев прямоугольным). Арморего, однако, продемонстрировал, что силы резания в практически применяемых операциях могут все еще быть спрогнозированы из базы данных углов сдвига полученных в результате испытаний однолезвийного резания [42]. Для того, чтобы достигнуть этого, он определил эквивалентную режущую кромку, как линию, соединяющую две крайние точки на активной режущей кромке, которая может включать округленную вершину при точении. Арморего разработал единую (и обобщенную) механику классического косоугольного резания и использовал ее в своей работе по моделированию таких процессов, как точение, фрезерование и сверление. Его основные модели учитывают влияние сил на режущей кромке [43]. Текущая программа исследований в университете Мельбурна так же включает основные исследования в области классических ротационных процессов резания [27].
Главная проблема в теории угла сдвига связана с неопределенной величиной коэффициента трения между инструментом и стружкой и сдвиговых напряжений в плоскости сдвига. Решая эту проблему, Коннелли (Connally) и Рубинштейн (Rubenstein) разработали модели, основанные на нижней границе зоны сдвига[[62]]. Решение не требует знания (коэффициента) трения между инструментом и стружкой, а также было принято, что на сдвиговые напряжения[КДВ57] (предел текучести на сдвиг[9]) на нижней границе зоны сдвига величины деформаций и скорости деформаций влиять не могут. Эта модель неоднократно показывала хорошее совпадение с результатами эксперимента по главной составляющей силы резания. Однако остались неопределенности, касающиеся других компонент силы (резания). Этот подход был недавно обобщен для случая косоугольного резания с одной и двумя режущими кромками [59].
Температуры
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.