Evaluation of the influence of the reaction rate of the thermodynamic subsystem on the dynamics of the cutting process in metalworking

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 2 2021 21 TECHNOLOGY Результаты экспериментов и обсуждение Результаты экспериментов , проведенных в среде Matlab/Simulink, приведены ниже в серии рисунков , первым из которых мы рассмотрим динамику системы резания при постоянной вре - мени термодинамической подсистемы системы резания , равной 0,7 с ( рис . 3). Как видно из рис . 3, после нарастания де - формаций инструмента к 0,1 секунде экспе - римента наблюдается некоторая стабилизация координат деформации и даже последующее снижение . Это обусловлено влиянием введен - ного нами в выражении (5) оператора , отобра - жающего зависимость силы резания от темпе - ратуры в зоне резания . С учетом введенного в эксперименте значения постоянной времени термодинамической подсистемы системы реза - ния , равной 0,7 с , реакция системы на измене - ние силы резания примерно равна 2/3 от этого времени , т . е . процесс температурной стабили - зации изменения координат деформации зани - мает около 1,05 с . Для оценки того , как коорди - наты состояния деформационной подсистемы системы резания реагируют на нарастание тем - пературы при врезании , рассмотрим фазовые Рис . 3. Графики координат деформации инструмента при врезании ( T Q = 0,7) Fig. 3. Graphs of tool deformation coordinates during embedding ( T Q = 0.7) траектории деформационных координат , пред - ставленные на рис . 4. Как видно из рис . 4, координаты деформиро - вания инструмента в направлении x стягиваются от максимального значения 0,0075 до 0,005 мм , в направлении y – от 0,034 до 0,024 мм , а в направ - лении z – от 0,059 до 0,04 мм . Как уже ранее было указано , это обусловлено падением силы резания при росте температуры . Для адекватного рассмо - трения этого вопроса приведены графики измене - ния силы резания , температуры и ) Q  ( рис . 5). Как показано на рис . 5, действительно сила ре - зания , зависящая от ) Q  , падает примерно за 1,05 с от почти 80 Н , до значения менее 60 Н , т . е . на четверть , что сказывается на координатах деформации инструмента ( см . рис . 3 и 4). Однако интерес представляет связь между временем реак - ции термодинамической подсистемы и вибрация - ми инструмента , которые удобно измерять при по - мощи следующего интегрального показателя : 2 0 1 v T v dy VA dt T dt           , ( 6 ) где VA – показывает энергию вибраций инстру - мента за период наблюдения ( эксперимента ), v T . Рис . 4. Фазовые траектории координат деформации при T Q = 0,7 Fig. 4. Phase trajectories of deformation coordinates at T Q = 0.7