Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 1 2020 34 ТЕХНОЛОГИЯ Результаты и их обсуждение Анализ , выполненный с позиций темпера - турно - деформационных основ процесса резания [18], позволил сформулировать следующие за - кономерности изменения шероховатости обра - ботанной поверхности и силы резания , т . е . на - грузки на режущий инструмент . Значения коэффициентов регрессии матема - тических моделей для определения величины среднего арифметического отклонения профи - ля Ra для предварительного и чистового точения и фрезерования демонстрируют , что наибольшее влияние на формирование шероховатости обра - ботанной поверхности оказывает величина по - дачи ( см . формулы (2), (7), (12), (17), (22), (27), (32), (37)). С увеличением подачи шероховатость растет , что согласуется с представлениями о гео - метрических факторах формирования микроне - ровностей обработанной поверхности [12, 19]. При точении изменение скорости резания имеет неодинаковое влияние в зависимости от вида обрабатываемого материала . Так , при то - чении типового представителя конструкцион - ных углеродистых и легированных сталей – ста - ли 40 Х с увеличением скорости резания имеет место снижение шероховатости обработанной поверхности ( коэффициенты регрессии –0,09 и –0,32 для предварительного и чистового точе - ния соответственно в формулах (2), (7)). Данная тенденция объясняется увеличением скорости деформации и температуры в зоне резания и соответственно облегчением перемещения ме - талла в контактной зоне и улучшением условий формирования обработанной поверхности . При этом следует отметить , что для чистового точе - ния влияние скорости резания почти в четыре раза выше , чем для предварительного ( см . значе - ния коэффициентов регрессии ). Это объясняется увеличением влияния теплофизических аспек - тов формирования обработанной поверхности при небольших глубинах резания ( t = 0,5 мм ) по сравнению с превалированием геометриче - ских факторов при предварительной обработке ( t = 2 мм ). Изменение теплопроводности инструмен - тального материала также имеет неодинаковое влияние в зависимости от вида обрабатываемо - го материала на токарных операциях . При точе - нии типового представителя конструкционных углеродистых и легированных сталей – стали 40 Х с увеличением теплопроводности инстру - ментального материала величина Ra растет ( см . формулы (2), (7)). Данное явление объяс - няется увеличением интенсивности стока тепла из зоны резания при увеличении теплопровод - ности инструмента . Вследствие этого согласно температурно - деформационным закономерно - стям контактного взаимодействия , описанным в работе [18], имеет место увеличение участка пластического контакта зоны контактных пла - стических деформаций ( КПД ), увеличение сил резания и ухудшение условий формирования об - работанной поверхности . При этом аналогично фактору скорости резания при чистовом точении влияние теплопроводности инструментального материала почти в 16 раза выше , чем для пред - варительного точения . С увеличением твердости обрабатываемого материала при точении и фрезеровании значение среднего арифметического отклонения профиля снижается ( см . формулы (2), (7), (22), (27)), что согласуется с имеющимися представлениями об обработке резанием ([12, 13, 18, 20] и др .) и объ - ясняется стабилизацией линии раздела , умень - шением зоны очага разрушения при отделении стружки и соответствующим изменением харак - тера процессов контактного взаимодействия в зоне резания . При этом из полученных матема - тических моделей для токарной обработки сле - дует , что влияние твердости обрабатываемого материала на значение шероховатости обрабо - танной поверхности является вторым по вели - чине после влияния подачи . Изменение скорости резания и теплопровод - ности инструментального материала при то - чении коррозионно - стойких сталей оказывает влияние на величину среднего арифметическо - го отклонения профиля Ra , обусловленное осо - бенностями обработки резанием данных мате - риалов . При точении стали 20 Х 13 на предваритель - ных режимах при увеличении скорости резания имеет место увеличение шероховатости обра - ботанной поверхности ( коэффициент регрес - сии +0,15 в формуле (22)). Кроме этого увели - чение теплопроводности инструментального материала приводит к уменьшению величины параметра Ra ( коэффициент регрессии –0,07 в формуле (22)).