Obrabotka Metallov 2012 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (54) 2012 53 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Поскольку процессы адгезионного и диффу- зионного изнашивания протекают одновремен- но, то объем материала инструмента dQ изн j (τ m ), удаляемый с рассматриваемой площадки за от- резок времени τ m , предлагается оценивать выра- жением τ = τ τ изн д А ( ) max( ( ), ( )) j m j m j m dQ dQ dQ . (9) В том случае, если dQ изн j (τ m )= dQ д j (τ m ) и реа- лизуются соотношения пп. 1, 3, то необходимо оценить изменение α ij (τ m ), которое возможно к окончанию отрезка времени τ m в слоях материа- ла инструмента ij h , величину которых можно определить следующим выражением: τ = − изн ( ) j m ij ij j dQ h h s . (10) Это обусловлено тем, что, как отмечалось ра- нее, α ij (τ m ) влияет на значения механических свойств материала инструмента (σ – ви j , σ и j ). Раз- личия в изменениях α ij (τ m ) обусловлены различ- ной скоростью диффузии компонентов материала инструмента, зависящей от значений Θ п ( ). i j D Для оценки концентрации компонентов ма- териала инструмента α ij (τ m+ 1 ), которая может сформироваться к началу следующего элемен- тарного отрезка времени обработки заготовки τ m+ 1 , предлагается использовать следующую за- висимость: + τ − τ ρ α τ α τ = ρ изн инстр 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ij m j m i ij m ij m ij j M dQ s h . (11) На основании значений α ij (τ m+ 1 ) определяют- ся для отрезка времени τ m +1 величины σ – ви j , σ и j , например по данным работы [9], используемые для оценки величины dQ А j (2). Учитывая ранее принятые допущения о постоянстве в течение отрезка времени τ m ве- личин α ij (τ m ) и, как следствие, постоянство ве- личин σ – ви j , σ и j , p 1 j , p 2 j в пределах участка l j , можно записать выражение для оценки общего объема материала инструмента, удаляемого с его передней поверхности за все время обра- ботки Т : = = = τ ∑ ∑ п изн 1 1 ( ) J M j m j m Q dQ , (12) где dQ изн j (τ m ) – определяется зависимостью (9). Из геометрических соображений (см. рису- нок) величину Q п можно оценить следующим выражением: = п Q bS , (13) где arcsin 2 2 2 п п ; 4 A C BC S A h h ⎡ ⎤ ⎛ ⎞ = − ⎢ ⎥ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ 2 2 2 2 п п п п п п ; ; . 2 2 l l A h B h C h l ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = + = + = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ Приравнивая выражения (12) и (13), можно определить величину h п при заданном времени обработки заготовки Т . Модель режущей части инструмента Апробация разработанной модели осущест- влялась на данных работы [10]. В этой работе представлены как результаты эксперимен- тальных исследований, так и количественные оценки величины h п (в работе она обозначена, как K T ), полученные на основе разработанной авторами этой работы модели износа перед- ней поверхности режущей части инструмен- та. Эксперименты проводились по обработке прутка стали AISI 1045 (сталь 45) диаметром 100 мм инструментом с режущей частью из твердого сплава ISO P40 (α = 7°, γ = 0°, радиус закругления вершины резца 0,8 мм). В табли- це совместно приведены экспериментальные и расчетные данные работы [10], а также расчет- ные величины глубины лунки износа h п , полу- ченные авторами с использованием представ- ленной в данной статье модели. В столбцах 4 и 6 таблицы приведены значения относительной ошибки между экспериментальными данными и расчетными значениями величины h п , при- веденными в работе [9], ε 1 и полученными ав- торами ε 2 .