ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 1 2023 18 ТЕХНОЛОГИЯ ленный и представленный в виде графической характеристики еще в работах Н.Н. Зорева [24]; 2) существование «благоприятных условий» в зоне резания, интерпретируемых переходом от адгезионной природы к диффузионной природе трения [22]. Помимо этих факторов обработки можно учитывать еще один немаловажный температурный фактор – это линейное расширение металла при росте температуры контакта. Отметим, что вместе с температурным расширением металла происходит рост выталкивающей силы, что будет приводить к перестройке всей системы резания и к возможной потере устойчивости [9]. С точки зрения моделирования динамики процесса обработки максимум стойкости режущего клина совпадает с максимумом запаса устойчивости динамической системы резания. Перефразируя положение А.Д. Макарова, можно сказать, что в динамической системе резания существует некоторый оптимальный по запасу устойчивости этой системы режим резания, напрямую связанный со скоростью (температурой) резания и величиной износа режущего клина. В связи с вышеизложенным цель работы состоит в рассмотрении положения А.Д. Макарова о существовании оптимального режима резания с точки зрения устойчивости динамики токарной обработки металлов. Приведенные выше рассуждения позволяют сформулировать две гипотезы, проверка соответствия которых положению Макарова А.Д. станет задачами исследования. Гипотеза № 1. Оптимальное значение скорости резания (температуры резания) при моделировании динамики процесса обработки определяется совокупностью следующих факторов: падающей характеристикой силы резания (по Н.Н. Зореву) и минимумом коэффициента трения, связанного с переходом трения от адгезионной к диффузионной природе. Гипотеза № 2. Оптимальное значение скорости резания (температуры резания) при моделировании динамики процесса обработки определяется совокупностью следующих факторов: падающей характеристикой силы резания (по Н.Н. Зореву), минимумом коэффициента трения, обусловленным переходом трения от адгезионной к диффузионной природе, и зависимостью выталкивающей инструмент силы от предварительного прогрева зоны обработки. Проверка первой гипотезы Формирование математической модели системы управления резанием При формировании математической модели рассмотрим совокупную силовую реакцию процесса резания на формообразующие движения инструмента, опираясь при этом на синергетическую концепцию и механико-термодинамический подход. Реализация синергетической концепции при синтезе математической модели будет состоять в том, что силы описываются в координатах состояния процесса, а механикотермодинамический подход состоит в том, что помимо координат состояния системы резания силовая реакция будет включать в себя динамику производства и рассеивания температуры в процессе обработки. Для удобства формирования математической модели рассмотрим основные оси координат деформации, вдоль которых будут расписываться уравнения движения (рис. 1). На схеме, представленной на рис. 1, принято разложение деформаций на три основные оси: ось x – осевое направление деформаций (мм); ось y – радиальное направление деформаций (мм) и ось z – тангенциальное направление деформаций (мм). Вдоль тех же осей силовая реакция разлагается от процесса резания на формообразующие движения инструмента (Ff, Fp, Fc (N)), Vf и Vc (мм/с) скоростей подачи и резания, Рис. 1. Схема координат и сил модели Fig. 1. Diagram of the coordinates and forces of the model
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1