ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 134 ТЕХНОЛОГИЯ инструмента (материала пластины, покрытия) и условий охлаждения. Следовательно, для надёжного внедрения МКС в производство необходима количественная оценка термонагруженности процесса точения с учётом реальной геометрии и толщины металлической оболочки, свойств МПКМ и режимов резания (скорости резания V, продольной подачи S, глубины резания t). Такая оценка должна привести к инженерно применимым моделям и допустимым областям режимов, обеспечивающим требуемое качество поверхности и сохранность структуры МПКМ [15, 16]. Целью настоящей работы являлась количественная оценка термонагруженности процесса точения металл-композитных систем, состоящих из тонкостенной аддитивно полученной металлической оболочки и металлополимерного заполнителя; построение модели зависимости температуры на границе «металл – МПКМ» от режимов резания (V, S, t); обоснование области безопасных режимов, гарантирующих требуемое качество поверхности и отсутствие термодеструкции МПКМ для прикладных задач. Для достижения данной цели в процессе исследования решались следующие задачи: − разработка программно-аппаратного устройства, имитирующего металл-композитную систему «металлическая оболочка + металлополимерный заполнитель» и позволяющего производить регистрацию температуры на границе фаз «металл – МПКМ» при наружном точении металлической тонкостенной оболочки толщиной 2 мм; − проведение экспериментального исследования по точению имитационной модели металл-композитной системы по плану полного факторного эксперимента типа 23 + n 0; − на основе результатов экспериментальных данных построение регрессионной модели с оценкой значимости коэффициентов и адекватности полученной модели; − для полученной регрессионной модели построение графических зависимостей температуры на границе фаз и режимов резания в виде графиков поверхностей отклика и контурных карт с целью анализа термонапряженности процесса резания. Методика исследований Для исследования термонагруженности точения применялось разработанное программно-аппаратное устройство, имитирующее металл-композитную систему «металлическая оболочка + металлополимерный заполнитель». Узел состоит из стального корпуса с батарейным блоком, сменной металлической втулки, металлополимерной вставки и трёх измерительных каналов на базе модулей MAX6675 (термопары с преобразователями) с выводом данных в реальном времени по Wi-Fi (ESP32 → ПК). Цифровая модель экспериментального узла представлена на рис. 2. Конструкция предусматривает быструю замену втулок для варьирования толщины металРис. 2. 3D-модель программно-аппаратного устройства для измерения температуры при точении МКС, имитирующего металлическую оболочку, заполненную МПКМ: 1 – корпус (сталь 40); 2 – пластиковая обойма для крепления электрических компонентов в корпусе; 3 – сменная втулка (12Х18Н10Т); 4 – вставка из МПКМ; 5 – пластиковая обойма для крепления термопар; 6 – отверстия для закладки гаек М8; 7 – крепёжные винты для крепления сменной втулки; 8 – корпус микропроцессора; 9 – макетная плата; 10 – микропроцессор ESP32; 11 – аккумуляторная батарея ёмкостью 2600, мА⸱ч; 12 – термопары MAX6675; 13 – крышка Fig. 2. 3D model of the hardware–software device for measuring temperature during turning of the metal–composite system (MCS), simulating a metal shell fi lled with MPCM: 1 – housing (0.4C steel); 2 – plastic holder for fastening electrical components inside the housing; 3 – replaceable sleeve (0.12C18Cr-10Ni-Ti); 4 – MPCM insert; 5 – plastic holder for mounting thermocouples; 6 – holes for M8 nuts; 7 – fastening screws for securing the replaceable sleeve; 8 – microprocessor enclosure; 9 – prototyping board; 10 – ESP32 microcontroller; 11 – 2,600 mAh rechargeable battery; 12 – MAX6675 thermocouples; 13 – cover
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1