ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 1 2024 155 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Полуэмпирическое моделирование температуры резания и шероховатости поверхности при точении конструкционных материалов твердосплавным инструментом с покрытием TiAlN Нилеш Патил 1, a, *, Атул Сараф 2, b, Атул Кулкарни 3, c 1 Технологический институт Маратвада, Аурангабад-431010, штат Махараштра, Индия 2 Национальный технологический институт Сардара Валлабхбая, Сурат, Гуджарат 395007, Индия 3 Институт информационных технологий Вишвакармы, Кондва (Бадрек), Пуне – 411048, штат Махараштра, Индия a https://orcid.org/0000-0002-4884-4267, nileshgpatil@rediff mail.com; b https://orcid.org/0000-0003-4776-6874, atul.saraf001@gmail.com; c https://orcid.org/0000-0002-6452-6349, atul.kulkarni@viit.ac.in Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 1 с. 155–174 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.1-155-174 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9:531.3 История статьи: Поступила: 20 сентября 2023 Рецензирование: 31 октября 2023 Принята к печати: 22 января 2024 Доступно онлайн: 15 марта 2024 Ключевые слова: Полуэмпирическая модель Регрессионная модель Температура Шероховатость поверхности АННОТАЦИЯ Введение. В производстве получение заданной шероховатости поверхности обрабатываемых деталей имеет большое значение для выполнения функциональных требований. Однако на шероховатость поверхностей оказывает существенное влияние тепло, выделяемое в процессе обработки, что может привести к снижению размерной точности. Шероховатость поверхности существенно влияет на усталостные характеристики детали, а срок службы режущего инструмента определяется температурой резания. Цель работы. Целью данного исследования является создание полуэмпирических моделей для прогнозирования шероховатости поверхности и температуры различных рабочих материалов. Повышение производительности резания достигается за счет точного определения температуры резания в обрабатываемой зоне. Однако расчет температуры резания для каждого конкретного случая сопряжен с трудностями с точки зрения трудовых ресурсов и финансовых вложений. В этой статье представлена комплексная эмпирическая формула, предназначенная для прогнозирования как теоретической температуры, так и шероховатости поверхности. Методика. Показатели шероховатости поверхности и температуры оценивались для материалов EN 8, Al 380, SS 316 и SAE 8620 при их обработке твердосплавным инструментом с покрытием TiAlN. Покрытие TiAlN было получено методом физического осаждения из паровой фазы (PVD). Для подготовки прогнозирующих моделей использовалась методология поверхности отклика. Скорость резания (от 140 до 340 м/мин), подача (от 0,08 до 0,24 мм/об) и глубина резания (от 0,6 до 1 мм) использовались в качестве входных параметров для измерения характеристик всех материалов с точки зрения шероховатости поверхности и температуры резки. Температуру на границе раздела стружка-инструмент определяли с помощью термопары. Для установления связи между электродвижущей силой (ЭДС), возникающей во время обработки, и температурой резания была разработана новая калибровочная установка. Результаты и обсуждение. Было замечено, что энергия, необходимая для механической обработки, в значительной степени преобразовалась в тепло. Самая высокая температура резания была зафиксирована при обработке стали SS 316, а затем стали SAE 8620 и стали EN 8. Однако при обработке AL 380 наблюдалась низкая температура, которая в основном определялась теплопроводностью материала. Самая низкая шероховатость поверхности наблюдалась у материалов SAE 8620, EN 8, а затем SS 316 и AL 380. Полуэмпирический метод и уравнения регрессионной модели хорошо соответствовали друг другу. Статистический анализ нелинейной оценки показывает, что скорость резания, подача и плотность материала в большей степени влияют на шероховатость поверхности, тогда как глубина резания в большей степени влияет на изменение температуры. Исследование будет очень полезно для прогнозирования производительности в промышленности при обработке материалов EN 8, AL 380, SS 316 и SAE 8620 твердосплавным инструментом с покрытием TiAlN. Для цитирования: Патил Н.Г., Сараф А.Р., Кулкарни А.П. Полуэмпирическое моделирование температуры резания и шероховатости поверхности при точении конструкционных материалов твердосплавным инструментом с покрытием TiAlN // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 1. – С. 155–174. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.1-155-174. ______ *Адрес для переписки Кулкарни Атул П., к.т.н., профессор Институт информационных технологий Вишвакармы, Кондва (Бадрек), Пуне – 411048, штат Махараштра, Индия Тел.: 91-2026950419, e-mail: atul.kulkarni@viit.ac.in
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1