Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 2 2019 19 TECHNOLOGY к формированию дефектного слоя обработанной поверхности. При этом увеличение скорости резания приводит к повышению энергии и сил, затрачиваемых на образование микротрещин, отделяющих материал и в итоге формирующих стружку. В результате некоторых исследований [5–7] определена величина глубины резания, при которой формируется и отделяется стружка с учетом условного вписанного радиуса окру- гления лезвия (рис. 1). При этом определена нейтральная точка и угол сдвига, при которых часть обрабатываемого материала переходит в пластическое деформирование и формирует по- верхностный слой обработанной поверхности, а часть переходит в стружку, отделяясь от за- готовки. Этими параметрами и характеризуют возможность формирования стружки, а соответ- ственно и процесс резания при малых толщинах срезаемого слоя. Рис. 1 . Схема работы лезвийного инструмента при малых толщинах срезаемого слоя Fig. 1 . The scheme of the blade tool at small thicknesses of the layer being cut Задача работы сводится к исследованию про- цесса резания труднообрабатываемых материа- лов на микроуровне для определения работоспо- собности твердосплавного инструмента с точки зрения возможности формирования стружки при обработке малых толщин срезаемого слоя. Методика исследований В работе [8] обозначена связь между услов- ным радиусом округления лезвия, силой ре- зания и коэффициентом трения, позволяющая определить формирование стружки. В работе [9] разработана модель, дающая возможность прогнозировать так называемую слепую зону, т. е. минимальную толщину несрезаемого слоя. Подобные подходы позволяют прогнозировать конечное качество обработки. Например, в рабо- те [10] представлено моделирование размерной точности и шероховатости от радиуса округле- ния лезвия и формирования стружки. В работе [11] установлено, что для формирования струж- ки это отношение величины срезаемого слоя к условному радиусу округления лезвия должно быть 0,2…0,35 в зависимости от микрострукту- ры обрабатываемого материала с учетом струк- туры материала и модели, основанной на конеч- ных элементах, разработанной в работе [12]. Моделирование процесса резания на микро- уровне позволяет прогнозировать остаточные напряжения поверхностного слоя, точность и производительность обработки. При этом моде- лирование основывается на двух подходах: прин- ципе минимальной энергии и методе бесконеч- ной деформации. В работах [2–4] представлены результаты определения условий формирования стружки в зависимости от условного вписанного радиуса округления лезвия на основе математи- ческого подхода и натурных испытаний. Исследованиями, описанными в работе [13], установлено, что формированием застойной зоны и расположением нейтральной точки определяется углом 45°, соответственно значе- ние минимальной толщины несрезаемого слоя h m = 0,29 r e . Исследованиями (работа [14]) также установлено, что застойная зона формируется при угле θ m = 37,6  (т. е. h m = 0,21 r e ). При этом данные исследования проводились на алюми- ниевых материалах. Аналогичные исследования (см. работы [2–4]) позволили определить значе- ние минимальной толщины несрезаемого слоя h m = (0,25…0,3) r e . На основании исследований, проведенных другими авторами, можно сделать вывод, что формирование стружки происходит при соотно- шении более h m = (0,21…0,3) r e и острота лезвия инструмента оказывает влияние на остаточные напряжения и точность обработки. Современный металлорежущий инструмент для чистовой обработки имеет остроту лезвия, т. е. условный вписанный радиус округления лезвия порядка ρ = 15…40 мкм, что может обе- спечить минимальную толщину несрезаемого слоя в пределах 3,15…12 мкм. Соответственно для точности обработки в пределах нескольких