Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 3

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 3 2019 21 TECHNOLOGY Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Технологические параметры процесса Technological process parameters Оборотная подача, S об 3,2 мм/об Число оборотов фрезы, n 290 мин –1 Номинальная радиальная глубина резания, t 3,5 мм Осевая глубина резания, t a 35 мм Число зубьев фрезы, z 8 сти технологической системы носит общий ха- рактер, т. е. проявляется в том числе и при об- работке жестких деталей, и требует отдельного исследования. Как правило, при обработке тон- костенных деталей податливостью остальных элементов технологической системы можно пре- небречь, так как она существенно меньше подат- ливости заготовки. В аэрокосмической промышленности, для которой характерно применение тонкостен- ных деталей, снижение массы изделий имеет первостепенное значение, поэтому наиболее часто применяются легкие сплавы, в частности сплавы на основе алюминия. Исходя из этого, а также из доступности эмпирических данных, описывающих характеристики материалов при разрушении, в качестве материала заготовки вы- бран сплав Al 6061-T6. Для учета изотропного упрочнения приме- нена эмпирическая модель Джонсона–Кука [17], согласно которой предел текучести определяет- ся по формуле  ( ) (1 ) m pl n A B           , где pl  – эквивалентная пластическая деформа- ция; A , B , n , m – параметры модели, а   – безраз- мерная температура, учитывающая термическое разупрочнение и определяемая выражением  0, , , , 1, , tr tr tr m m tr m                           äëÿ äëÿ äëÿ где  – текущая температура;  m – температура плавления;  tr – переходная температура, ниже которой нет зависимости предела текучести от температуры. Как было отмечено выше, одно из принятых упрощений заключается в том, что температурные процессы на дан- ном этапе проработки модели не рассматри- ваются, поэтому  0   . Процесс разрушения также описывается моделью Джонсона–Кука, которая прини- мает, что деформация при разрушении pl f  зависит от эффективной скорости пласти- ческой деформации 0 / pl     , отношения среднего нормального напряжения к экви- валентному p/q и безразмерной температу- ры, определенной выше [18]. Эта зависимость выражается формулой  1 2 3 4 5 0 exp 1 ln (1 ), pl pl f p d d d d d q                                       где d 1 …d 5 – параметры модели. Физические характеристики материала заготовки, а также значения параметров модели упрочнения и разрушения, взятые из [19], приведены в табл. 2. Разбиение тел конечно-элементной сеткой показано на рис. 4. Для сложной геометрии фре- зы применены тетраэдральные элементы C3D4. Применение тетраэдальных элементов в данном Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Характеристики материала заготовки (Al 6061-T6) Workpiece material properties (Al 6061-T6) Свойство материала Значение Плотность 2700 кг/м 3 Модуль продольной упругости 70 ГПа Коэффициент Пуассона 0,33 A 324 МПа B 114 МПа n 0,42 d 1 –0,77 d 2 1,45 d 3 –0,47 d 4 0 d 5 1,6