Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

I Международная научно-практическая конференция « Актуальные проблемы в машиностроении » Инновационные технологии в машиностроении ___________________________________________________________________ 19 УДК 621.91.01:621.9.011 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИЛ РЕЗАНИЯ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ А.В. ШАШОК, канд. техн. наук, доцент, Рубцовский индустриальный институт (филиал) АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Рубцовск Алтайского края А.В. КУТЫШКИН, доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск Шашок А.В. - 658207, г. Рубцовск, Алтайского края, ул. Тракторная, 2/6, Рубцовский индустриальный институт (филиал) АлтГТУ им. И.И. Ползунова, e-mail: avsh04081967@mail.ru Кутышкин А.В. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: avk_200761@mail.ru Рассматривается применение методов прикладной теории пластичности для определения сил резания при высокоскоростной механической обработке конструкционных сталей. Механические свойства материала обрабатываемой заготовки описываются моделью Джонсона – Кука. Расчетные значения сил резания сопоставляются с экспериментальными данными и данными, полученными с использованием пакетов LS-DYNA, ABAQUS и SiMPLe и опубликованными в открытой печати. Ключевые слова: высокоскоростная механическая обработка сталей, ортогональное точение, силы резания, модель Джонсона – Кука, теория пластичности. Перспективным направлением в разработке расчетно-аналитических моделей процесса резания является применение методов прикладной теории пластичности – методов верхней оценки или UBET (Upper Bound Element Technique), которые были использованы в работах Воронцова А.Л., Султан- Заде Н.М., Албагачиева А.Ю. [1-5]. Достоинством предложенного в этих работах подхода является возможность получения в явном виде замкнутых зависимостей для оценки усилий резания, а также ключевых характеристик этого процесса таких, как распределение температур и напряжений в обрабатываемой заготовке и на границах ее контакта с режущим инструментом, толщину образующейся стружки и т. д. Сравнительный анализ расчетных значений перечисленных выше характеристик процесса резания, полученных с использованием разработанных расчетно-аналитических моделей, и экспериментальных данных для операций резания с традиционными режимами обработки дал весьма обнадеживающие результаты [4]. Выражения для оценки сил резания P z и P y , полученные на основе [1,2,4], имеют следующий вид: