Obrabotka Metallov 2011 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (50) 2011 23 ОБОРУДОВАНИЕ УДК 621.9.004:621.9.044.2 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ АДГЕЗИОННОГО ИЗНОСА ЛЕЗВИЙНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА А.В. ШАШОК 1 , канд. техн. наук, доцент, А.В. КУТЫШКИН 2 , доктор техн. наук, профессор, Е.А. ФРОЛОВ 1 , аспирант, И.В. КОЖЕМЯКО 2 , аспирант ( 1 Рубцовский индустриальный институт ( филиал ) АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Рубцовск, 2 НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 15 декабря 2010 г. Кутышкин А.В. – 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса,20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: avk_200761@mail.ru Предлагаются физико-вероятностные модели образования и разрушения адгезионных металлических связей между лезвийным режущим инструментом и материалом обрабатываемой заготовки. Рассмотрено использование этих моделей для оценки динамики износа главной задней поверхности режущего инструмента. Представлены результаты расчета износа режущего инструмента в сравнении с результатами экспериментальных исследований, опубликованных в от- крытой печати. Ключевые слова: лезвийный режущий инструмент, адгезионные металлические связи, износ режущего инструмен- та, износ задней поверхности режущего инструмента. Наиболее распространенным видом износа лезвийного режущего инструмента при обработ- ке различных групп сталей является износ по его главной задней поверхности. Для количественной оценки преимущественных видов износа лезвий- ного режущего инструмента, включая указанный, чаще всего используются эмпирические модели, построенные на основе статистической обработки данных экспериментальных исследований и дан- ных его производственной эксплуатации. Несмо- тря на достаточно широкое практическое исполь- зование моделей подобного вида, значительный интерес представляет разработка моделей прогно- зирования преимущественных видов износа режу- щего инструмента, учитывающих специфику про- текания соответствующих физико-механических процессов. Одним из основных механизмов, определяющих характер развития износа режущих поверхностей режущего инструмента, является адгезионный меха- низм, описанный в работах [1,2]. На основании ре- зультатов, полученных в этих работах, предлагается принять следующие предположения. Будем считать, что объем материала режущей части инструмента dQ , удаляемый с элементарной площадки скользящего контакта его задней поверх- ности с материалом обрабатываемой заготовки dl , за элементарный отрезок времени dt вследствие обра- зования и последующего разрушения адгезионных металлических связей (АМС) может быть оценен выражением I II dQ V dt dl p p = ⋅ ⋅ ⋅ δ ⋅ ⋅ , (2) где V – скорость резания; δ – толщина зоны разруше- ния АМС в инструменте, принимаемая равной тол- щине полос скольжения в металлах (δ ≈ 3·10 –10 м); p I – вероятность образования АМС на рассматривае- мой площадке контакта инструмента и обрабатывае- мой заготовки; p II – вероятность смещения зоны раз- рушения АМС в инструмент. Образование АМС происходит за счет актива- ции контактирующих в процессе обработки по- верхностей инструмента и заготовки, что обуслов- лено преимущественно пластической деформацией элементарных объемов обрабатываемого металла. Уровень данной активации предлагается оцени- вать мощностью пластической деформации W этих объемов [3]. Будем считать, что уровень активации, достаточный для образования АМС, соответствует