ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 1 2024 38 ТЕХНОЛОГИЯ Особенности расчета температуры резания при высокоскоростном фрезеровании алюминиевых сплавов без применения СОЖ Дмитрий Губин 1, a, Антон Кисель 2, b, * 1 Омский государственный технический университет, пр. Мира, 11, г. Омск, 644050, Россия 2 Калининградский государственный технический университет, Советский пр., 1, г. Калининград, 236022, Россия a https://orcid.org/0000-0003-1825-1310, gubin.89@list.ru; b https://orcid.org/0000-0002-8014-0550, kisel1988@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 1 с. 38–54 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.1-38-54 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.914.1 История статьи: Поступила: 19 октября 2023 Рецензирование: 16 ноября 2023 Принята к печати: 22 января 2024 Доступно онлайн: 15 марта 2024 Ключевые слова: Температура резания Высокоскоростное фрезерование Алюминиевый сплав Гомологическая температура Тепловизор Прогнозирование Удельная работа Предел текучести АННОТАЦИЯ Введение. Расчет температуры при высокоскоростном фрезеровании алюминиевых сплавов представляет интерес, поскольку температура может выступать как один из основных ограничивающих факторов при выборе рациональных режимов фрезерования. Особенно это актуально при фрезеровании тонкостенных изделий, применяемых в авиаракетостроении, поскольку высокие температуры могут привести к местному короблению конструкции. Контроль температурного фактора в производственных условиях не представляется возможным, в связи с чем возникает необходимость в разработке математической модели расчета температуры. Целью работы является разработка методики прогнозирования температуры резания при высокоскоростном фрезеровании заготовок из алюминиевых сплавов для условий резания, в которых нет возможности применять СОЖ. Методы. В данной статье представлены экспериментальные исследования температуры резания при высокоскоростном фрезеровании заготовок из алюминиевого сплава без применения СОЖ с помощью бесконтактных методов измерения температуры. Полученные результаты использовались для определения коэффициентов, подставляемых в формулы для расчета температур на передней и задней поверхностях режущего лезвия. Результаты и обсуждение. По результатам экспериментальных испытаний и теоретического моделирования был составлен график температур. Сопоставление экспериментальных исследований фрезерования алюминиевого сплава Д16Т при изменении условий резания (изменялась скорость резания) с теоретическими данными дало удовлетворительный результат. Средняя относительная погрешность при сравнении экспериментальных данных с теоретическими составляет 6,05 %. На основе экспериментальных данных можно сделать вывод о том, что сопоставление экспериментальных данных измерения температур резания удовлетворительно согласуется с предложенной методикой теоретического расчета температур. Достоинством данной методики является то, что она позволяет без проведения трудоемких и затратных экспериментальных исследований теоретически рассчитать (спрогнозировать) температуры на передней и задней поверхностях режущего лезвия, а также температуру резания для тех узких условий фрезерования, где невозможен эффективный отвод тепла из зоны резания. Методику также можно применить для фрезерования алюминиевых сплавов, механические и теплофизические свойства которых различаются. Для цитирования: Губин Д.С., Кисель А.Г. Особенности расчета температуры резания при высокоскоростном фрезеровании алюминиевых сплавов без применения СОЖ // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 1. – С. 38–54. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.1-38-54. ______ *Адрес для переписки Кисель Антон Геннадьевич, к.т.н., доцент Калининградский государственный технический университет Советский пр., 1, 236022, г. Калининград, Россия Тел.: +7 999 458-08-25, e-mail: kisel1988@mail.ru Введение Для процесса высокоскоростного фрезерования металлов характерна высокая интенсивность тепловыделения. Определение максимального значения температуры и ее распределения по режущим поверхностям инструмента имеет большое значение, поскольку она влияет на выбор режимов резания, стойкость инструмента и качество обработанной поверхности детали [1–3]. Таким образом, максимальные значения температуры при определении стратегии обработки выступают как один из основных ограничивающих факторов резания. Механизм возникновения теплоты при резании достаточно сложен, однако можно выделить три основных фактора: пластическую деформацию материала, неоднородный сдвиг и трение стружки об переднюю поверхность инструмента, а также трение
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1