ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 1 2026 40 ТЕХНОЛОГИЯ Физическая интерпретация наблюдаемых зависимостей показывает рост температуры на межфазной границе, что обусловлено суммарным тепловыделением в зоне стружкообразования и трения на контактных поверхностях «инструмент – заготовка» с последующим теплопереносом через металлическую оболочку к металлополимеру. В общем случае увеличение скорости резания V, подачи S и глубины резания t ведет к росту температурных уровней, что согласуется с известными закономерностями теории резания и современными экспериментальными исследованиями по точению. Для рассматриваемой металл-композитной системы анализ коэффициентов модели 2Т3 показывает, что в выбранных диапазонах параметров наибольшее влияние на рост температуры оказывает глубина резания t, далее следует подача S, а влияние скорости V является наименьшим. Такое распределение влияний физически объясняется тем, что увеличение t напрямую повышает объем снимаемого материала и удельную мощность резания, а также усиливает тепловой поток в систему, тогда как в исследованных пределах по V вклад скорости частично «сглаживается» за счет устойчивого теплоотвода и фиксированных условий контакта. Контурные карты на рис. 4–6 иллюстрируют эволюцию допустимой области при увеличении глубины резания. 1. T = 0,5 мм (рис. 4): температурное ограничение T < 170 °C в пределах рассматриваемых S и V не активируется (перегрев отсутствует), поэтому граница допустимости в основном определяется критерием износа инструмента. Практически это означает, что при малой глубине резания температурный риск для металлополимера минимален, а оптимизация сводится к компромиссу по стойкости при обеспечении качества поверхности. 2. T = 1,0 мм (рис. 5): сохраняется отсутствие зоны перегрева T > 170 °C в выбранном диапазоне S и V, однако общие температурные уровни повышаются по сравнению с t = 0,5 мм; область допустимости по-прежнему во многом лимитируется износом, при этом запас по температуре сокращается. 3. T = 1,5 мм (рис. 6): температурное ограничение становится определяющим – появляется область перегрева, и граница допустимых режимов начинает формироваться уже двумя механизмами: (1) перегревом металлополимера при T > 170 °C и (2) ростом риска износа инструмента. Таким образом, именно при больших t температурный критерий задает «жесткую» отсечку факторного пространства, что подчеркивает доминирующее влияние глубины резания на тепловую нагруженность системы. Выводы Применение ранее разработанной регрессионной модели 2Т3 для 2-миллиметровой SLMоболочки позволило количественно описать температурный отклик металл-композитной системы на изменение глубины резания, подачи и скорости. Показано, что в исследованном диапазоне режимов характерные уровни температуры на межфазной границе лежат примерно в пределах 27…190 °С, при этом на «экстремальных» сочетаниях режимов температура достигает ~189 °С, что превышает порог термостойкости металлополимера (≈ 170 °С). Это подтверждает необходимость жесткого температурного ограничения при выборе режимов и демонстрирует пригодность модели 2Т3 для априорного выделения области допустимых режимов по температурному критерию. На основе эмпирической зависимости Фика – Тейлора и параметров, рекомендованных производителем твердосплавной пластины AH6225 для обработки нержавеющих сталей, получена регрессионная модель износа = 0,5 0,3 1,2 0,015 ( , , ) 0, 014 . 6 StV Z S V t S t V e Введена безразмерная интерпретация коэффициента износа Z, где значение Z = 1 соответствует типовому (допустимому) уровню износа, а ограничение Z ≤ 1,5 означает, что ресурс инструмента составляет не менее ~66 % от базового. Такое задание критерия позволяет напрямую связать режимы резания с эксплуатационной стойкостью инструмента и использовать модель износа в задачах инженерной оптимизации. На основе связки «температурная модель 2Т3 + модель износа Фика – Тейлора» сформулирована задача многокритериальной оптимизации режимов финишного точения МКС, сведенная к минимизации функции износа Z(S, V, t) при наличии нелинейного температурного ограничения 2Т3(S, V, t) ≤ 170 °С и технологических
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1