ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 24 ТЕХНОЛОГИЯ учению изменения средней температуры при вариации одного из параметров режимов резания, но воздействие вибраций, генерируемых самой системой при определённых режимах обработки, на характер тепловыделения в контактной зоне не анализируется [8–12]. При этом проводимые исследования показывают, что вибрации режущего инструмента и температура в зоне резания обладают высокой степенью корреляционной связи. Например, в работах Songyuan Li и др. показаны результаты влияния вибраций инструмента на температуру для различных стадий износа инструмента [13]. Qiu Yu и др. также констатируют значительное влияние режимов резания и вибраций инструмента на тепловое состояние в зоне обработки, при этом отмечая, что эта связь характеризуется нелинейными свойствами и зависит от параметров функционирования системы резания [14]. Температура в зоне резания достигает наибольшей величины на конечной границе участка вторичных пластических деформаций (ВПД) передней грани резца. Сопряжение «передняя поверхность инструмента – стружка» представляет собой тяжелонагруженную трибосистему, нагрев рабочей грани резца в которой происходит вследствие вязкой диссипации энергии трения в поверхностном деформируемом микрообъёме стружки. За счёт применения гидродинамических аналогий к оценке деформационных процессов в слое ВПД А.В. Чичинадзе и К.Г. Шучевым получена аналитическая зависимость, описывающая температурное распределение вдоль передней поверхности и позволяющая определить максимальную температуру на этой грани [15]. Параметры функционирования объёмного источника тепловыделения в стружке определяются заданными режимами резания. При этом в результате различных вибрационных возмущений в системе резания одновременно один или несколько из начально заданных параметров обработки (скорость, подача, глубина резания) периодически отклоняются от своих номинальных величин, изменяя комплекс трибодеформационных показателей, которые определяют максимальную мгновенную температуру контакта. В результате переменного характера функционирования источников тепловыделения на передней грани будут иметь место периодически повторяющиеся импульсные изменения мгновенной температуры, связанные с механическими колебаниями исполнительных элементов станка. Конкретное отклонение данного показателя от номинальной величины определяется комплексом значений, которые принимает каждый из параметров режимов обработки в момент флуктуаций. Увеличение амплитуды переменной составляющей температуры приводит к росту градиента температур в режущем клине в целом и усилению нежелательных термотоков. Колебания температуры в участках, прилегающих к зоне первичных пластических деформаций, изменяют характеристики обрабатываемого материала и оказывают влияние на силы резания. Нестабильное тепловое состояние зоны резания и переменный характер теплового нагружения поверхностей резца являются причиной интенсификации окислительного и диффузионного видов изнашивания рабочих граней инструмента [17–19]. При этом термодинамические процессы на передней грани инструмента во многом определяют тепловое состояние и процессы изнашивания на его задней поверхности [20, 21]. Особенно остро негативные температурные эффекты проявляются при сухом резании жаропрочных материалов с низким уровнем теплопроводности [22–24]. Дополнительным фактором, способствующим усилению вибраций резца и росту температуры в зоне обработки, будет служить применение оборудования с длительным сроком эксплуатации, для которого характерны значительные кинематические возмущения со стороны приводов подач и привода главного движения в процессе обработки. Цель работы: оценить влияние периодических флуктуаций параметров режимов обработки, возникающих при различных скоростях резания, на изменение максимальной величины температуры передней поверхности резца при точении жаропрочной стали 15Х2НМФА на станке с большим сроком эксплуатации без применения охлаждения. Методы Натурные испытания проводились в производственных условиях (завод «Атоммаш», г. Волгодонск) на универсальном токарном станке ДИП-300. Наружное продольное точение заготовок диаметром 109 мм и длиной 400 мм из
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1