Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 23 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ УДК 621.9.004: 621.9.044.2 ОЦЕНКА ИЗНОСА 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 29.04.2011 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 адгезионного износа передней поверхности режущего инструмента при высокоскоростной механической обработке. Рассмотрено использование этих моделей для прогнозирования износа режущего инструмента из поликристаллического материала на основе кубического нитрида бора (ПКНБ) при обработке легированных сталей. Ключевые слова: адгезионный износ, режущий инструмент, высокоскоростная механообработка легированных сталей, ортогональное точение. При высокоскоростной механической обработке одним из основных видов отказов режущего инстру- мента является износ его передней поверхности, ха- рактеризуемый образованием лунки износа предельно допустимой глубины [ h п ]. Источниками возникнове- ния данного вида отказа, по мнению отечественных и зарубежных исследователей, являются процессы абразивного, адгезионного и диффузионного износа. Для оценки и прогнозирования адгезионного из- носа передней поверхности режущего инструмента при высокоскоростной механической обработке в настоящее время используются полуэмпирические и эмпирические модели, идентификация которых осуществляется на основе статистической обработки данных экспериментальных исследований и данных производственной эксплуатации инструмента [1, 2]. Несмотря на широкое распространение подобных моделей, они обладают рядом недостатков, среди ко- торых наиболее существенными являются необходи- мость проведения предварительных эксперименталь- ных исследований износа режущего инструмента и дополнительное обоснование возможности примене- ния полученных моделей для условий эксплуатации, отличных от проведенных экспериментов. Более перспективным направлением является разработка расчетно-аналитических моделей, кото- рые учитывают физико-механические особенности процессов износа режущего инструмента. В данной статье предлагаются физико-вероят- ностные модели адгезионного износа передней по- верхности режущего инструмента при высокоско- ростном ортогональном точении. Влияние процессов абразивного и диффузионного износа авторы не учи- тывали, так как, в частности, достоверные методики определения коэффициента диффузии, учитывающие напряженно-деформированное состояние диффунди- рующего материала и растворителя, на сегодняшний день практически отсутствуют. 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 температур Θ п в слоях материала режущей части инструмента, при- легающих к передней поверхности, в течение всего времени обработки заготовки Т постоянно и оценива- ется с использованием алгоритма теплофизического анализа А.Н. Резникова [3]. Основные механические