Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 3 2020 46 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ зоне контакта [2, 27] и износом инструмента [24, 30], износ инструмента при этом влияет на динамическую и статическую составляющие силы резания [4, 28], и здесь же надо учиты - вать влияние температуры на процесс форми - рования износа [30]. Такое взаимодействие в процессе обработки говорит о сложной нели - нейной динамике вибраций инструмента [30], позволяющей связать через адекватное матема - тическое представление измеряемые в процес - се обработки характеристики с интересующи - ми нас , но не измеряемыми характеристиками . В своей работе [31] мы привели пример моде - лирования влияния температуры в зоне резания на силу резания с учетом нелинейного влияния температуры на предел прочности на разрыв металла обрабатываемой детали . В настоящей работе мы поставили более амбициозную цель : разработать и представить математический ап - парат , позволяющий адекватно ( эксперимен - тальным данным ) описывать влияние силовой , вибрационной и эволюционной ( износ режуще - го клина ) составляющей процесса обработки на температурное поле , формируемое в контакте инструмента и обрабатываемой детали . При этом математическая модель , описывающая это температурное поле , должна учитывать сложную взаимосвязанность процесса реза - ния , воспринимаемого как единая система , включающая в себя силовую , температурную , вибрационную подсистему . Методика исследований С целью определения взаимосвязи между износом , измеряемым температурным полем в зоне обработки , силовой реакцией и вибрациями инструмента при токарной обработке металлов , нами была проведена серия натурных экспери - ментов на токарном станке 1 К 625 ( рис . 1, a ) с установленным на нем стендом для исследова - ния режимов резания при токарной обработке STD.201-1 ( рис . 1, б ). Отметим , что представленный на рис . 1 станок ранее был модернизирован , управле - ние двигателем , обеспечивающим режимы ра - боты на станке , переведено на частотное ре - гулирование , частотный регулятор представлен в правом верхнем углу рис . 1, а . Благодаря это - му появилась возможность плавной подстройки скорости резания внутри выбранного режима работы станка , элементы этого режима в экспе - рименте были следующими : скорость резания V = 124 м / мин , подача S = 0.11 мм / об , глубина резания t р = 1 мм , которые на весь период экс - перимента резания оставались неизменными . В качестве инструмента была использована державка МР TNR 2020 K11 и резцом на ней была пятигранная пластина 10113-110408 Т 15 К 6, обработке подвергался вал из стали марки 45. Более подробно сам эксперимент и его результаты описаны в наших более ранних работах [32, 33]. Рис .1. Экспериментальное оборудование : а – станок 1 К 625; б – измерительный стенд STD.201-1 Fig. 1. Experimental equipment: a – machine 1K625; б – measuring stand STD. 201-1 а б