Dimensional analysis and ANN simulation of chip-tool interface temperature during turning SS304

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 4 2021 48 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Введение Аустенитная нержавеющая сталь – наиболее часто используемая немагнитная сталь , относит - ся к категории труднообрабатываемых матери - алов . Это связано с тенденцией к образованию длинной , липкой и волокнистой стружки , а так - же к образованию наростов во время обработки резанием , что снижает стойкость инструмента и снижает качество обработки поверхности . Вы - бор материала режущего инструмента , его гео - метрии и условий резания играет важную роль при обработке этих сталей . Исследователи наблюдали более высокую температуру поверхности раздела стружка – ин - струмент при использовании инструментов без покрытия , с покрытием из TiC/TiN и TiC/Al 2 O 3 / TiN. Было замечено , что температура поверх - ности раздела быстро возрастает с увеличением подачи и скорости резания . Однако повышение температуры резания ускоряет износ инстру - мента и существенно влияет на его стойкость [1, 2]. Pal с соавторами [3] разработали математи - ческую модель для прогнозирования темпера - туры на границе раздела стружка – инструмент . Их исследование показало , что скорость и глу - бина резания в наибольшей степени определяли температуру поверхности раздела . Abhang с со - авторами [4] обнаружили термоэлектрическую взаимосвязь между режущим инструментом и рабочим материалом . Их исследование показа - ло , что скорость резания и подача оказывают за - метное влияние на температуру резания во вре - мя токарной обработки стали EN-31 . Alvelid [5] использовал принцип метода ин - струментальной термопары . Автор выполнил калибровку , используя прямой нагрев калибро - вочного материала с помощью электрического тока через резистивный элемент или индукцион - ную катушку , которые были помещены напротив точки контакта двух материалов . Его исследова - ние показало , что термоэлектрический потенци - ал существенно зависит от скорости нагрева и охлаждения . Chinchanikar и Choudhury [6] также разработали математическую модель для про - гнозирования средней температуры на границе раздела стружка – инструмент на основе экспе - риментальных наблюдений . Их исследование коррелировало ЭДС ( электродвижущую силу ) с температурой на поверхности раздела , основан - ную на принципе инструментальной термопа - ры , а также показало , что скорость резания , по - дача и глубина резания практически не влияют на температуру поверхности раздела . В другом исследовании [7] они обнаружили более высо - кую температуру поверхности раздела для более твердого рабочего материала , чем для мягкого . Panneerselvam с соавторами [8] исследова - ли температуру границы раздела стружки и ин - струмента для режущих инструментов , изготов - ленных методом порошковой металлургии . Их исследование показало , что скорость резания существенно влияет на температуру поверхно - сти раздела . Bapat с соавторами [9] разработа - ли численную модель , позволяющую получить распределение температуры при точении зака - ленной стали AISI 52100 . Модель распределения температуры как функция тепловыделения была разработана с использованием модуля ABAQUS explicit и с произвольным лагранжево – эйлеро - вым ( ALE ) подходом . Было доказано , что тем - пература резания увеличивается с увеличением скорости резания . Результаты моделирования распределения температуры соответствовали результатам , имеющимся в литературе . Dhar с соавторами [10] сообщили о быстром повышении шероховатости поверхности из - за роста температуры резания и напряжения на вершине инструмента . Инструментальная тер - мопара использовалась для измерения темпера - туры на границе раздела стружка – инструмент . Anagonye с соавторами [11] выполнили кали - бровку инструмента и рабочих материалов с кислородно - ацетиленовой горелкой , которая ис - пользовалась в качестве источника нагрева при реализации принципа на основе инструменталь - ной термопары . В их исследовании наблюдалось снижение температуры резания при увеличении угла наклона и радиуса при вершине пласти - ны из - за наличия большей площади для отвода тепла . Из рассмотренной выше литературы следует , что параметры резания , особенно скорость реза - ния и подача , существенно влияют на темпера - туру поверхности раздела стружка – инструмент . В большинстве исследований были предприня - ты попытки измерить температуру резания во время обработки с использованием метода ин - струментальной термопары . Однако очень мало работ по исследованию температуры резания с