Методика экспериментального определения сопротивления материала пластическому сдвигу при его обработке резанием

При исследовании процессов обработки, в том числе резанием, наряду с экспериментальными широко применяют теоретические или теоретико-экспериментальные методы. При их использовании необходимо наряду с параметрами процесса обработки (режимом процесса, геометрическими параметрами обрабатывающего инструмента и др.) учитывать физические и механические свойства обрабатываемых материалов. Помимо предела прочности на растяжение, модуля упругости обрабатываемого материала, в этих методах широко используют такую характеристику материала, как сопротивление обрабатываемого материала пластическому сдвигу, входящую в расчетные зависимости для определения силы и температуры в зоне резания и температуры в поверхностном слое обрабатываемой детали, а также параметров качества поверхностного слоя детали (остаточных напряжений, степени и глубины наклепа, шероховатости и др.) и точности обработки. Ранее при определении сопротивления обрабатываемого материала пластическому сдвигу его рассматривали как функцию предела прочности обрабатываемого материала на растяжение. При этом не учитывали, что в зоне обработки резанием наблюдается повышенная температура, которая зависит от сочетания обрабатываемого и инструментального материалов, режима обработки, геометрии режущей части инструмента. Не принимали также во внимание действующую силу резания, значение которой определяется теми же параметрами, которые обуславливают температуру в зоне резания. Известно, что механические характеристики обрабатываемого материала зависят от его температуры. В связи с этим выполнены исследования в целях оценки сопротивления обрабатываемого материала пластическому сдвигу при определенной температуре, обусловленной технологическими условиями обработки. В работе обоснована необходимость определения такой механической характеристики обрабатываемого материала, как сопротивление пластическому сдвигу, необходимой для расчета сил резания, температуры в зоне резания, параметров качества материала поверхностного слоя детали. Приведена зависимость для определения сопротивления обрабатываемого материала пластическому сдвигу при оптимальных условиях обработки, обеспечивающих минимум износа режущего инструмента с учетом параметров процесса резания и геометрии режущей части инструмента. Условия обработки, определяющие температуру и силу в зоне резания, в формуле для определения сопротивления обрабатываемого материала пластическому сдвигу учитывали усадкой стружки. Использование предлагаемой методики позволит повысить точность расчетов параметров материала поверхностного слоя детали и качество обработки.

1. Технология и инструменты отделочно-упрочняющей обработки поверхностно-пластическим деформированием: справочник. В 2-х т. / Под ред. А. Г. Суслова. — М.: Машиностроение, 2014. Т. 1. — 480 с.; Т. 2. — 444 с.

2. Зайдес С. А. Новые технологические процессы поверхностного пластического деформирования цилиндрических деталей малой жесткости / Наукоемкие технологии в машиностроении. 2018. № 8(86). С. 16 – 25.

3. Маталин А. А. Технология машиностроения. — СПб.: Лань, 2016. — 512 с.

4. Блюменштейн В. Ю. Обеспечение качества изделий в технологических комплексах / Под. ред. М. Л. Хейфеца. — Минск: Белорусская навука, 2019. — 248 с.

5. Зайдес С. А., Горбунов А. В. Определение глубины наклепанного слоя при центробежном обкатывании маложестких валов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 9. С. 64 – 71. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-9-64-71

6. Киселев Е. С., Благовский О. В. Управление формированием остаточных напряжений при изготовлении ответственных деталей: монография. — СПб.: Лань, 2018. — 140 с.

7. Михайлов В. Н., Ивченко Т. Г., Петряева И. А. Научно-обоснованная оптимизация стойкости режущего инструмента по критерию себестоимости / Наукоемкие технологии в машиностроении. 2018. № 5. С. 3 – 9. DOI: 10.30987/article_5ad8d28f838620.7167080

8. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2. / Под ред. А. С. Васильева, А. А. Кутина. — Изд. 6-е, перераб. и доп. — М.: Инновационное машиностроение, 2018. — 818 с.

9. Справочник технолога / Под общей ред. А. Г. Суслова. — М.: Машиностроение, 2019. — 800 с.

10. Полетаев В. А., Цветков Е. В., Волков Д. И. Автоматизированное производство лопаток ГТД. Сер. Библиотека технолога. — М.: Инновационное машиностроение, 2016. — 262 с.

11. Безъязычный В. Ф. Основы технологии машиностроения. — М.: Машиностроение, 2020. — 568 с.

12. Энциклопедия поверхностного пластического деформирования / Под. ред. С. А. Зайдеса. — Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2015. — 396 с.

13. Mikhaylov A., Baykov A., Navka I. Nature of the Elastic Grinding Tools Working Surface in the Contact Area With the Workpiece / Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 809 – 810. P. 81 – 86. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.809-810.81

14. Зленко М. А., Нагайцев М. В., Довбыш В. М. Аддитивные технологии в машиностроении: пособие для инженеров. — М.: Машиностроение, 2015. — 220 с.

15. Силин С. С. Метод подобия при резании материалов. — М.: Машиностроение, 1979. — 152 с.

16. Безъязычный В. Ф. Метод подобия в технологии машиностроения: Монография. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. – Вологда: Инфра-Инженерия, 2021. — 356 с.