ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том23 № 4 2021 86 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Е = 596 ГПа , = 0,32 и максимальным зна - чением сумм напряжений в режущем клине Θ = 1600МПа ) составляющая деформации , вы - званная термонапряжениями , не превысит 14 % от общей деформации инструмента . Поэтому температуры в узлах расчетной сетки с точно - стью , достаточной для инженерных расчетов , можно определить по формуле , полученной из уравнения (22): 0 è . t t m T T t = + (23) Предложенные методики реализованыв про - граммах расчета составляющих напряжений и температур , написанных в средеMatLab. Результаты и ихобсуждение Для исследования работоспособности ме - тодов проведен эксперимент , в котором осу - ществлялся процесс прямоугольного точения стали1Х12Н2ВМФ ( ЭИ961) резцом из твердо - го сплава ВК8 с задним углом = 10 град ., пе - реднимуглом = –5 град . со скоростьюрезания V = 0,1м / с и подачей S = 0,15·10 –3м / об . Интер - ференционные картины , полученные видео - съемкой с частотой16·103 кадр / с , при данных условиях представлены на рис . 5. На рис . 6 представлены эпюры порядков интерференционных полос m вдоль передней и задней поверхности инструмента ( в зависи - мости от расстояния R от вершины рабочей части ). На рис . 7 представлены поля составляю - щих напряжений σx , σy , xy и поле температур , полученные с использованием разработанных методик . Анализ поля составляющей σx показывает , что в основном преобладают напряжения сжа - тия , максимальные значений которых наблюда - ются на передней поверхности вблизи режущей кромки . Изменение составляющей σу вдоль пе - редней поверхности имеет экстремальный ха - рактер с минимумом в зоне контакта . По мере приближения к режущей кромке составляющая σу увеличивается и меняет знак . Изменение ка - сательной составляющей τxyна передней поверх - ности также имеет экстремальный характер . По мере приближения к режущей кромке составля - ющая τxy сначала уменьшается до минимального Рис . 5. Интерференционные картины ( частота съемки16·103 кадр / с ): a – до момента врезания ; б – вовремя процесса резания ( максимальная нагрузка ); в – сразу после работы ; г – че - рез 1 с после работы Fig. 5. Interference fringe patterns (camera frame rate 16·103 fps): a – before the cutting process; б – during the cutting process (maximum load); в – immediately after the interruption of the process; г – one second after the interruption of the process а б в г отрицательногозначения , а затем увеличивается и меняетзнак . Взоне контакта назадней поверх - ности наблюдается узкая зона отрицательных значений τxy , а вне длины контакта составляю - щая τxy = 0. Температурное поле отличается равномерно - стью . Значения температур относительно низкие из - за высокой теплопроводности твердого спла - ва марки ВК8 и небольшой скорости резания . Максимальная температура наблюдается на вер - шине резца . По мере удаления от нее темпера - тура уменьшается , при этом больший градиент наблюдается по передней поверхности . Характер распределения температур и на - пряжений , полученных в результате провер - ки работоспособности разработанных мето - дов , совпадает с результатами , полученными альтернативными методами в других исследо - ваниях [1, 14].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1