مدلسازی تحلیلی نیروهای برشی در فرآیند سنگ‌زنی فولاد عملیات حرارتی شده aisi 1060 با در نظر گرفتن توزیع ضخامت براده تغییر شکل نیافته

فرآیند سنگ زنی یکی از مهم ترین و پرکاربردترین فرآیندهای ماشینکاری جهت رسیدن به کیفیت سطح و دقت ابعادی مطلوب می باشد. از آنجایی که در فرآیند سنگ زنی، ضخامت براده تغییر شکل نیافته یک مقدار ثابت نبوده و برای هر دانه ساینده به طور مستقل و لحظه ای در حال تغییر می باشد، لذا تعیین دقیق ضخامت براده تغییر شکل نیافته لحظه ای جهت مشخص کردن نیروهای سنگ زنی و همچنین توپوگرافی سطح سنگ زنی شده از اهمیت بالایی برخوردار است. مطالعات پیشین در زمینه نیروهای سنگ زنی عمدتا بدون توجه به نوع میکرومکانیزم های بین دانه ساینده و قطعه کار استوار بود، از طرف دیگر با تعیین مقدار متوسط برای ضخامت براده تغییر شکل نیافته فقط مقادیر متوسط نیروهای سنگ زنی قابل محاسبه بود. در این پژوهش برای تعیین ضخامت براده تغییر شکل نیافته لحظه ای و به دنبال آن نیروهای سنگ زنی، یک مدل تحلیلی جدید با رویکرد آنالیز سینماتیکیهندسی مسیر دانه های ساینده ارائه شده است. این مدل، اجزای تشکیل دهنده نیروهای عمودی و مماسی سنگ زنی (شامل نیروهای لغزش، شخم و برش) را به طور جزئی و دقیق بر اساس ضخامت براده تغییر شکل نیافته لحظه ای حاصل از آنالیز سینماتیکی حرکت دانه ساینده و همچنین بر اساس میکرو مکانیزم های براده برداری بین دانه ساینده و قطعه کار پیش بینی می کند. در پایان آزمایش های تجربی، جهت صحت سنجی مدل تئوری صورت پذیرفت.

Analytical modeling of cutting forces in grinding of AISI 1060 heat treated steel considering undeformed chip thickness distribution

The grinding process is one of the most important and widely used machining processes to achieve the desired surface quality and dimensional accuracy. Since the undeformed chip thickness is not a constant value in the grinding process and is changing independently and momentarily for each abrasive, the determination of the undeformed chip thickness accurately is essential to determine the grinding forces and surface topography of the grinding wheel. Previous studies on grinding forces were mainly regardless of the micromechanisms between the abrasive and the workpiece. On the other hand, only the average values ​​of forces could be calculated by determining the average value for undeformed chip thickness. In this study, a new analytical model with the approach of kinematicgeometric analysis of abrasive grain trajectory is presented to determine the undeformed chip thickness and subsequent grinding forces. This model predicts the components of normal and tangential grinding forces (including sliding, plowing, and cutting forces) accurately and in detail based on the instantaneous undeformed chip thickness obtained from the kinematic analysis of abrasive movement and micromechanisms between abrasive and the workpiece. In the end, experimental tests were performed to validate the theoretical model.