Calculation of temperatures during finishing milling of a nickel based alloys

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 1 2022 23 ТЕХНОЛОГИЯ Расчет температур при чистовом фрезеровании жаропрочного сплава марки ХН56ВМКЮ-ВД Дмитрий Губин a, Антон Кисель b, * Омский государственный технический университет, пр. Мира, 11, г. Омск, 644050, Россия a https://orcid.org/0000-0003-1825-1310, gubin.89@list.ru, b https://orcid.org/0000-0002-8014-0550, kisel1988@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 1 с. 23–32 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.1-23-32 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Жаропрочные сплавы на никелевой основе широко используются в космической отрасли, авиационной и энергетической промышленности для проектирования деталей с большой механической нагрузкой и высокой рабочей темИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.914.1 История статьи: Поступила: 30 декабря 2021 Рецензирование: 10 января 2022 Принята к печати: 15 февраля 2022 Доступно онлайн: 15 марта 2022 Ключевые слова: Теоретический расчет температур Фрезерование Жаропрочные сплавы на никелевой основе Температура резания Благодарности: Исследования выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов». АННОТАЦИЯ Введение. Одной из важнейших задач при резании металлов и сплавов является контроль температурного фактора, так как температура является одним из ограничений при определении режимов резания. Этот подход позволяет определять рациональные (в некоторых случаях и оптимальные) режимы фрезерования. Экспериментальные методы определения температуры трудоемки, экономически затратные и не всегда доступны. Трудоемкость заключается в необходимости постоянной настройки экспериментального оборудования в связи с меняющимися условиями резания, электроизоляции инструмента и заготовки, появлении паразитной термоЭДС (если речь идет о методах измерения температуры термопарами), постоянной калибровке приборов и подбору коэффициентов теплового излучения (если речь идет о бесконтактных методах измерения температуры). В связи с этим возникает необходимость в теоретическом определении температур при фрезеровании с минимальным использованием экспериментальных данных. Цель работы. Разработать методику теоретического расчета температуры при фрезеровании (резании) жаропрочных материалов на никелевой основе (на примере сплава ХН56ВМКЮ-ВД (ЭП109-ВД)). Методика исследования. Для теоретического определения температур резания была сформирована математическая модель, учитывающая механические и теплофизические свойства обрабатываемого материала и их изменение в зависимости от изменения температуры при фрезеровании, геометрию режущего инструмента и особенности схематизации процесса фрезерования. Экспериментальная часть исследования проводилась на фрезерном станке КФПЭ-250 с системой ЧПУ Маяк-610. Обрабатывался материал ЭП109-ВД фрезой фирмы Seco JS513050D2C.0Z3-NXT с различными значениями скорости и подачи. Температура измерялась с помощью тепловизора модели Fluke Ti400. Результаты и их обсуждение. Разработана теоретическая модель расчета температуры (для группы сплавов ХН77ТЮР, ХН62МВТЮ, ХН73МБТЮ и ХН56ВМКЮ-ВД) при фрезеровании жаропрочных сплавов на никелевой основе, позволяющая при изменении условий резания (скорость, подача, глубина, геометрия режущего инструмента) спрогнозировать значение температуры на передней и задней поверхности режущего инструмента, а также температуру резания. Анализ экспериментальных и теоретически спрогнозированных значений температуры резания показал удовлетворительное совпадение соответствующих значений. Для цитирования: Губин Д.С., Кисель А.Г. Расчет температур при чистовом фрезеровании жаропрочного сплава марки ХН56ВМКЮ-ВД // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 1. – С. 23–32. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.1-23-32. ______ *Адрес для переписки Кисель Антон Геннадьевич, к.т.н., доцент Омский государственный технический университет, пр. Мира, 11, 644050, г. Омск, Россия Тел.: +7 (999) 458-08-25, e-mail: kisel1988@mail.ru пературой. Процессу обработки (фрезерование, точение и др.) жаропрочных сплавов всегда сопутствуют высокие температуры резания. Это вызвано большими значениями механических характеристик (предел прочности и действительный предел прочности), низкими коэффициентами теплопроводности и температуропроводности [1–4]. Исследование температурных явлений при резании материалов вызывает интерес в связи с тем, что температура может выступать как один из ограничивающих факторов, поэтому важно прогнозировать температуру для

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1