кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Цель исследования: моделирование температурного распределения на поверхности тяжелонагруженного трибоконтакта «передняя поверхность токарного резца-стружка» с учётом эволюционных изменений в системе резания. Задача, решению которой посвящена статья. Оценка влияния эволюционных изменений комплекса трибодеформационных показателей процесса резания на среднюю и максимальную температуру передней поверхности токарного резца. Методы исследования. Определение контактных температур осуществлялось на основании математического моделирования с использованием данных, полученных в ходе натурных экспериментов при продольном точении заготовок из стали 15Х2НМФА без охлаждения пластинами твёрдого сплава Т15К6. При стойкостных испытаниях определялась длина контакта стружки с передней поверхностью и коэффициент усадки стружки, применяемые для расчёта, а также средняя температура в зоне резания, величина которой использовалась для оценки адекватности полученных цифровым моделированием результатов. Новизна работы. Прогнозирование роста температуры на передней поверхности резца с учётом вклада эволюционных изменений трибодеформационных показателей процесса резания. Результаты исследования. В исследуемой системе резания по результатам стойкостных испытаний зафиксировано снижение коэффициента усадки стружки с течением времени обработки. Произведено моделирование температурного распределения на передней поверхности резца в двух вариантах: с учётом эволюционной перестройки коэффициента усадки стружки и связанных с ним параметров – скорости скольжения и толщины пластически деформированного слоя в стружке, и без учёта их изменений. Установлено, что моделирование с поправкой на изменение трибопоказателей позволяет получить расчётные значения температуры передней поверхности, наиболее близкие к экспериментально зафиксированной средней температуре в зоне резания. Выводы: Прогнозирование контактных температур с поправкой на эволюционные изменения трибодеформационых показателей позволит точнее определить момент в эволюции системы резания, на котором могут быть достигнуты критические значения температуры, и дальнейшая обработка сопряжена с риском критического изнашивания или ухудшения качества обработанной поверхности.
The study objective is modeling the temperature distribution on the surface of a heavily loaded tribocontact - front surface of a lathe tool - chips taking into account evolutionary changes in the cutting system. The task to which the paper is devoted is to assess the influence of evolutionary changes of tribodeformation parameters of the cutting process on the average and maximum temperature of the front surface of the lathe tool. Research methods. Contact temperatures are found out on the basis of mathematical modeling using data obtained during field experiments at longitudinal turning of 15X2NMFA steel blanks without cooling by T15K6 hard alloy plates. During resistance tests, the chip contact length with the front surface and the chip reduction coefficient used for calculation are determined, as well as the average temperature in the cutting zone, the value of which is used to assess the adequacy of the results obtained by digital modeling. The novelty of the work. Forecasting the temperature increase on the front surface of the cutter, taking into account the contribution of evolutionary changes in tribodeformation parameters of cutting. The results of the study. In the studied cutting system, according to the results of resistance tests, a decrease in the chip reduction coefficient is recorded over the processing time. The temperature distribution on the front surface of the cutter is modeled in two versions: taking into account the evolutionary adjustment of the chip reduction coefficient and related parameters – sliding velocity and thickness of the plastically deformed layer in the chip, and without taking into account their changes. It is found out that modeling adjusted for changes in tribological indicators allows to obtain calculated values of the temperature of the front surface closest to the experimentally recorded of average temperature in the cutting zone. Conclusions: Forecasting contact temperatures adjusted for evolutionary changes in tribodeformation parameters will allow to determine more accurately the moment in the evolution of the cutting system at which critical temperature values can be reached, and further processing is associated with the risk of critical wear or deterioration of the treated surface.