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

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 4 2021 56 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Т а б л и ц а 5 Ta b l e 5 Сила резания , толщина стружки и ширина стружки при условиях резания , указанных в табл . 2 The cutting force, chip thickness, and chip width at cutting conditions stated in Table 2 Экспе - римент № / Expt. no. Инструмент без покрытия / Uncoated tool Инструмент с TiAlN - покрытием / TiAlN coated tool Инструмент с TiN/TiAlN- покрытием / TiN/TiAlN coated tool F c ( Н ) a c ( мм ) a w ( мм ) F c ( Н ) a c ( мм ) a w ( мм ) F c ( Н ) a c ( мм ) a w ( мм ) 1 410 0,287 1,64 354 0,3 1,5 329 0,24 1,47 2 630 0,370 1,86 536 0,32 1,8 460 0,3 1,73 3 702 0,480 1,9 610 0,35 1,83 570 0,37 1,77 4 387 0,260 1,72 318 0,28 1,663 321 0,22 1,59 5 554 0,360 1,87 498 0,3 1,76 448 0,28 1,72 6 636 0,473 1,92 582 0,33 1,83 555 0,35 1,78 7 365 0,200 1,87 366 0,27 1,646 315 0,19 1,66 8 501 0,330 1,86 512 0,29 1,733 440 0,26 1,7 9 630 0,467 1,92 556 0,315 1,84 545 0,34 1,78 литературе и рассматриваются как 502 Дж / кг · К и 21,5 Вт / м · К . A 0 – это площадь поперечного сечения стружки , которая рассчитывается как произведение толщины стружки ( a c ) и шири - ны стружки ( a w ) для данных условий резания . Удельное давление резания ( S p ) получается де - лением силы резания ( F c ) на произведение по - дачи и глубины резания . Тангенциальное уси - лие резания ( F c ) измеряли измерителем силы резания типа Kister-9257B , а среднюю ширину стружки и толщину стружки – с помощью циф - рового микрометра . Полученные значения кон - стант : C 0 = 1,24, m = 0,154 и n = 0,226 для твер - досплавного инструмента без покрытия и C 0 = = 1,97 и 6,63, m = 0,083 и 0,0432, n = 0,169 и 0,1605 для твердосплавных инструментов с покрытием TiAlN и TiN/TiAlN соответственно . Подставив эти значения в уравнение (10) можно получить окончательные уравнения для прогнозирования температуры резания твердосплавными инстру - ментами без покрытия , а также с TiAlN - и TiN/ TiAlN - покрытиями соответственно : для твердосплавного инструмента без по - крытия , 0,154 0,452 0,226 0 28, 5636 ; p S V A  = (11) для твердосплавного инструмента с TiAlN- покрытием 0,083 0,338 0,169 0 416, 5 ; 528 p S V A  - = (12) для твердосплавного инструмента с TiN/ TiAlN- покрытием 0,0432 0,321 0,1605 0 . 167, 9887 p S V A  = (13) Из показателей S p , V и A 0 разработанных уравнений (11)–(13) видно , что температура на поверхности раздела стружка – инструмент боль - ше зависит от скорости резания , за которой сле - дуют площадь поперечного сечения стружки и удельное давление резания . Тем не менее эти параметры можно рассматривать как более за - метно влияющие на температуру резания для твердосплавного инструмента без покрытия , за которым следует твердосплавный инструмент с однослойным TiAlN- покрытием и твердосплав - ный инструмент с многослойным TiN/TiAlN- покрытием . Температура на поверхности раз - дела стружка – инструмент для твердосплавных инструментов без покрытия , инструментов с однослойным TiAlN- покрытием и инструментов