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

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 4 2021 60 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Сравнительная оценка В этом разделе представлена сравнительная оценка точности прогнозируемых результатов температуры на границе раздела стружка – ин - струмент со статистической моделью ( СМ ), подходом анализа размерностей ( АР ) и искус - ственной нейронной сетью ( ИНС ). Точность раз - личных моделей оценивается путем получения процента ошибки между прогнозируемыми и экспериментальными значениями температуры на поверхности раздела стружка – инструмент при различных режимах резания . В табл . 6 представлены результаты , предсказанные раз - работанными моделями температуры на грани - це раздела стружка – инструмент для различных инструментов . Прогнозируемые результаты хорошо согласуются с экспериментальными ( см . табл . 2) с абсолютной погрешностью ме - нее 5 %. Однако результаты , предсказанные моделью ИНС , лучше согласуются с экспери - ментальными результатами по сравнению с мо - делями , основанными на статистическом и раз - мерном анализе . Было замечено , что на температуру на грани - це раздела стружка – инструмент сильнее влияет скорость резания , за которой следуют площадь поперечного сечения стружки и удельное давле - ние резания . С увеличением скорости резания увеличивается потребность в энергии резания , что приводит к высокой температуре резания . Теплопроводность режущего инструмента так - же имеет большое влияние на температуру на границе раздела стружка – инструмент . При ра - боте с инструментом без покрытия была зафик - сирована самая низкая температура резания . Это может быть связано с его более высокой тепло - проводностью и большой площадью износа ин - струмента во время обработки , что приводит к быстрому рассеиванию тепла на границе разде - ла в инструменте . Более низкая температура резания , характер - ная в большей степени для инструмента с одно - слойным TiAlN- покрытием , чем для инстру - мента с многослойным TiN/TiAlN- покрытием , может быть объяснена его более высокой тепло - проводностью , чем эквивалентная теплопровод - ность инструмента с TiN/TiAlN- покрытием . Более низкая теплопроводность инструмента с TiN/TiAlN- покрытием препятствует передаче тепла , что приводит к повышению температуры на передней поверхности . Инструмент с таким покрытием также показал более высокую тем - пературу резания , чем пластины с AlTiCrN- и AlTiN- покрытиями [21]. Однако более высокая температура резания многослойным инструмен - том помогает сделать обрабатываемый материал сравнительно мягким и , следовательно , может помочь в повышении производительности об - работки . Меньшее усилие резания наблюдалось при использовании твердосплавного инструмен - та с многослойным TiN/TiAlN- покрытием . Это может быть связано с более низким коэффици - ентом трения , обеспечиваемым многослойной передней поверхностью инструмента для сте - кающей стружки , что находит подтверждение на задней поверхности стружки . Вместе с тем наибольшая сила резания наблюдалась у твер - досплавных инструментов без покрытия . В на - стоящем исследовании делается вывод о том , что при точении сплава SS304 твердосплавными инструментами с однослойным TiAlN- и мно - гослойным TiN/TiAlN- покрытиями требуется сравнительная оценка производительности об - работки с точки зрения стойкости инструмента , механизмов износа инструмента , шероховатости поверхности и т . д . Выводы Эксперименты по токарной обработке аусте - нитной нержавеющей стали SS304 проводились с использованием твердосплавных инструмен - тов без покрытия , а также с однослойным TiAlN и многослойным TiN/TiAlN PVD - покрытиями . Для измерения температуры резания использо - вался классический принцип инструментальной термопары . Температура на границе раздела стружка – инструмент была исследована с по - мощью статистического размерного анализа , а также модели искусственной нейронной сети . В результате можно сделать следующие выводы .  Было замечено , что на температуру на гра - нице раздела стружка – инструмент в большей степени влияет скорость резания , затем площадь поперечного сечения стружки и удельное давле - ние резания . Инструмент без покрытия показал самую низкую температуру резания из - за его бо - лее высокой теплопроводности и большой пло - щади износа инструмента во время обработки ,