OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 137 EQUIPMENT. INSTRUMENTS с использованием ультразвуковых колебаний для улучшения обрабатываемости твердых материалов. Широко используемая подшипниковая сталь AISI 52100 отличается высокой твердостью, износостойкостью и стабильностью размеров. Точение с наложением ультразвуковых колебаний (UVAT) продемонстрировало огромный потенциал для улучшения обрабатываемости таких твердых материалов, позволяя повысить скорость съема материала и целостность поверхности, а также снизить износ инструмента [1–3]. При использовании традиционного метода точения твердых материалов, к которым относится сталь AISI 52100, возникает ряд сложностей: увеличиваются силы резания, растет температура на границе между инструментом и заготовкой, инструмент быстрее изнашивается, что ухудшает шероховатость поверхности и точность размеров обрабатываемых деталей. Использование UVAHT может решить эти проблемы за счет добавления высокочастотных ультразвуковых колебаний во время процесса токарной обработки. Физика процесса UVAHT предполагает распространение ультразвуковых колебаний через инструмент в заготовку, что приводит к микроразрушению, снижению сил резания и улучшенному удалению стружки. Такое динамическое воздействие на процесс резания изменяет механизм удаления материала и влияет на взаимодействие инструмента и заготовки, что приводит к повышению производительности резания. Однако для того, чтобы в полной мере использовать преимущества UVAHT при обработке стали AISI 52100, необходимо хорошо понимать влияние многочисленных технологических факторов и их взаимодействие. В последние годы точение твердых материалов с наложением ультразвуковых колебаний (UVAHT) привлекает большое внимание как потенциальная технология обработки твердых материалов, таких как сталь AISI 52100. В нескольких исследованиях изучалось влияние ультразвуковых колебаний на операции токарной обработки твердых материалов, а также потенциальное преимущество их использования для повышения целостности поверхности, снижения сил резания и продления срока службы инструмента. Анализ литературы дает обзор важных исследований, связанных с UVAHT и его использованием при обработке стали AISI 52100. В некоторых работах авторы сделали упор на ультразвуковое точение обычных материалов, подчеркивая снижение сил резания и высокое качество поверхности, обработанной с помощью этой технологии. Лю (Liu) и др. [4] изучали влияние ультразвуковых колебаний на обрабатываемость резанием стали AISI 1045 и обнаружили, что это значительно увеличивает срок службы инструмента и качество поверхности. Их исследования заложили основу для дальнейшего изучения возможности использования UVAHT для обработки твердых материалов, таких как сталь AISI 52100. Из-за широкого применения в промышленности точение твердой стали AISI 52100 вызвало интерес. Чтобы улучшить обрабатываемость этого материала, исследователи изучили различные параметры резания и геометрии инструмента. Авторы работы [5], например, исследовали влияние скорости резания и подачи на износ инструмента и шероховатость поверхности во время точения твердой стали AISI 52100. Эти исследования выявили трудности, связанные с традиционным твердым точением, и послужили стимулом для изучения других способов, таких как UVAHT. Использование ультразвуковых колебаний при токарной обработке показало значительные перспективы с точки зрения повышения производительности обработки. Было изучено влияние различных ультразвуковых параметров, таких как амплитуда и частота колебаний, на силы резания и целостность поверхности во время UVAHT. В работе [6] исследовали влияние амплитуды ультразвуковых колебаний на образование стружки и шероховатость поверхности во время твердого точения стали AISI 4140, что дало важное представление о динамическом влиянии ультразвуковых колебаний на удаление материала. В области механической обработки анализ размерностей часто применяется для исследования корреляции между параметрами процесса и показателями производительности. Авторы в работе [7] использовали анализ размерностей для изучения влияния настроек резания на шероховатость поверхности при твердом точении, заложив основу для применения этого метода к UVAHT. Аналогичным образом Чжан (Zhang)
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1