Obrabotka Metallov 2011 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (51) 2011 23 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ УДК 621 9.02.004.624 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗНОСА ТВЕРДОСПЛАВНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ Ж.В. СИМСИВЕ 1 , канд. техн. наук, доцент, А.В. КУТЫШКИН 2 , доктор техн. наук, профессор, Д.Ц. СИМСИВЕ 3 , технолог ( 1 Рубцовский индустриальный институт (филиал) АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Рубцовск Алтайского края, 2 НГТУ, г. Новосибирск, 3 ОАО «РЖД», ПМРЭПМ ст. Рубцовск ) Статья поступила 31.01.2011 г. Кутышкин А.В. – 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: avk_200761@mail.ru Предложена модель адгезионного износа задней поверхности твердосплавного режущего инструмента при высо- коскоростном ортогональном точении конструкционных сталей. Представлены результаты расчета износа режущего инструмента в сравнении с результатами экспериментальных исследований, опубликованных в открытой печати. Ключевые слова: износ режущего инструмента, износ задней поверхности режущего инструмента, адгезионный износ, высокоскоростная механическая обработка Одним из наиболее распространенных видов из- носа режущего инструмента при высокоскоростной механической обработке является износ задней по- верхности его режущей части, сопровождаемый об- разованием площадки износа величиной h з . Возник- новение данного изменения геометрии поверхности режущей части инструмента, по мнению большин- ства отечественных и зарубежных исследователей данной проблематики, обусловлено процессами абразивного, адгезионного и диффузионного из- носа. Для прогнозирования значений величины h з в настоящее время чаще всего используются эмпи- рические и полуэмпирические модели, представ- ленные, например, в работах [1, 2]. Идентификация параметров моделей подобного вида осуществля- ется статистической обработкой ретроспективных данных, полученных либо экспериментально, либо в процессе производственной эксплуатации инстру- мента, что является ключевым недостатком данных моделей. Одним из перспективных направлений исследо- ваний в этой области является, по мнению авторов, разработка расчетно-аналитических моделей износа режущего инструмента, учитывающих специфику процессов, оказывающих наиболее существенное влияние на его возникновение. В данной статье пред- лагается физико-вероятностная модель прогнозиро- вания адгезионного износа задней поверхности ре- жущей части инструмента. При разработке модели были приняты следующие основные допущения. Материалы обрабатываемой заготовки и режущей части инструмента являются однородными, изотропными, жесткопластичными. Процесс резания считается установившимся, осу- ществляется с постоянной скоростью, колебания глубины резания отсутствуют, динамические коле- бания режущего инструмента не учитываются. Это позволяет принять, что распределение температуры Θ з в слоях материала режущей части инструмента, прилегающих к задней поверхности, в течение всего времени обработки заготовки Т постоянно и оценива- ется с использованием алгоритма теплофизического анализа А.Н. Резникова [3]. Основные механические характеристики слоев материалов обрабатываемой заготовки и режущей части инструмента, прилегаю- щих к его задней поверхности, зависят от темпера- туры Θ з . Напряженное состояние режущей части ин- струмента считается плосконапряженным. Значение коэффициента трения μ на задней поверхности режу- щей части инструмента постоянно в течение време- ни Т . Влияние абразивного и диффузионного износа не учитывается.