К вопросу о физических явлениях в зоне резания

  • Аркадий Петрович Сергиев Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова (филиал) Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»
  • Александр Андреевич Владимиров Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова (филиал) Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»
  • Евгений Геннадиевич Швачкин Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова (филиал) Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»
Ключевые слова: вибрационное резание, период стойкости инструмента, стойкость инструмента, шероховатость поверхности, контактное взаимодействие, наростообразование

Аннотация

Дан краткий литературный обзор работ, описывающих процессы, происходящие в зоне резания. Особое внимание уделено процессу наростообразования и представлены стадии его появления и удаления с поверхности режущего инструмента. Описан механизм износа режущей кромки, влияние наростообразования на период стойкости инструмента и шероховатость обработанной поверхности. Установлено специфическое явление, при котором образуется опережающая трещина впереди вершины резца. Причём, появление опережающей трещины не свойственно для пластичных и вязких материалов. Рассмотрен процесс стружкообразования и формирования микротрещин с точки зрения атомно-дислокационного подхода. Выдвинуто предположение, что образование различных типов стружек следует рассматривать как результат изменения механизмов деформирования и диссипации запасённой энергии с ростом скорости резания. С ростом скорости резания силы резания будут снижаться. Уменьшение шероховатости поверхности происходит путём разрыва межатомных связей и образованием хрупкого скола. Рассмотрены процессы, происходящие в зоне резания при обработке резанием с вибрациями. При обработке материалов резанием с применением вибраций режущего инструмента, в зоне резания возникают процессы, отличные от процессов, протекающих при обычном точении. Сформулирована гипотеза, объясняющая физические процессы вибрационного резания при точении. Описаны условия образования нароста и последующего его удаления с вершины инструмента.

Литература

Грановский Г. И., Грудов П. П., Кривоухов В. А., Ларин М. Н., Малкин А. Я. Резание металлов. М.: Изд. Машгиз, 1954. 472 с., ил.

Древаль А. Е., Лужанский М. С. Наростообразование и работоспособ-ность режущего инструмента // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. №12. С. 3–7.

Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учебник для ма-шиностр. и приборостр. спец. Вузов. М.: Изд. Высш. Шк., 1985. 304 с., ил.

Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. – М.: Изд. Машиностроение, 1975. 344 с.

Старков В.К. Обработка резанием. Управление стабильностью и каче-ством в автоматизированном производстве. М.: Изд. Машиностроение, 1989. 296 с.

Старков В. К. Физика и оптимизация резания материалов. М.: Изд. Ма-шиностроение, 2009. 640с.

Талантов Н. В., Козлов А. А. Механизм взаимодействия стружки с передней гранью инструмента // Известия ВУЗов. 1976. № 3. С.147-150.

Талантов Н. В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. – М.: Изд. Машиностроение, 1992. 240 с.

Полянчиков Ю. Н., Пахтусов С. М., Солодков В. А., Черемушников Н. П., Кумаков А. В., Крайнев Д. В. Влияние механизма контактного взаимодействия на износ передней поверхности инструмента // Известия ВолгГТУ. 2004. №9. С. 42–44.

Astakhov V. P., Shvets S. V., Osman M. O. M. Ship structure classification based on mechanies its formation // Materials processing Technology. 1997. Vol. 71/2. P. 247–257.

Astakhov V. P., Shvets S. V., Osman M. O. M. The Bending Moment as the Cause of Chip Formation // Manufacturing Science and Engineering. Proceedings of the ASME international mechanical engineering congress & exposition. 1997. Vol. 12. P. 53–60.

Емельянов С. Г., Яцун Е. И., Швец С. В., Ремнев А. И., Павлов Е. В. Влияние образования наростов при точении на стойкость и качество обработанной поверхности // Технология машиностроения. 2011. №9. С. 30–34.

Яцун Е. И., Швец С. В., Ремнев А. И. Исследования образования наростов при резании металлов / Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: материалы VIII Международной научно-технической конференции: в 2 частях // Юго-Зап. гос. ун-т. (Курск, 28 декабря 2010 г.), Курск: Изд-во ЮЗГУ, 2011. Ч.2. С. 125–132.

Липатов А. А. Работоспособность титанотанталовых твердых сплавов при резании труднообрабатываемых материалов / Известия ВолгГТУ. 2006 №2. С. 33–35.

Липатов А. А. Особенности перехода от наростообразования к взаимодействию с пластическим контактом при обработке аустенитной стали // Известия ВолгГТУ. 2013. Т. 9. №7 (110). С. 31–34.

Панкин А. В. Обработка металлов резанием. М.: Изд. Машгиз, 1961. 520 с.

Рубинштейн С. А., Левант Г. В., Орнис Н. М., Тарасевич Ю. С. Основы учения о резании металлов и режущий инструмент. М.: Изд. Машиностроение, 1968. 392 с.

Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. Изд. 3-е, перераб. и доп. Учебник для машиностроительных техникумов. – М.: Машиностроение, 1976. – 440 с.

Яцун Е. И., Емельянов С. Г., Ремнев А. И., Швец С. В. Механизм стружкозавивания при резании металлов // Технология машиностроения. 2012. №5. С. 9–14.

Ласуков А. А., Чазов П. А., Барсук А. В. Изучение процесса эле-ментного стружкообразования при резании труднообрабатываемых материалов / Инновационные технологии и экономика в машиностроении: сборник трудов V Международной научно-практической конференции: в 2-х т. // Юргинский технологический институт. (Юрга 22–23 мая 2014 г.), Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. Т.1. С. 290–294.

Корнеева В. М., Корнеев С. С. Разработка модели процесса стружкообразования в условиях сверхвысоких скоростей резания // Технология машиностроения. 2014. №11. С. 54–58.

Кабалдин Ю. Г., Кузьмишина А. М., Серый С. В. Атомно-дислокационный подход к процессу резания металлов // Труды НГТУ им. Р. Е. Алексеева. 2013. №4 (101). С. 189–198.

Подураев, В. Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Изд. Машиностроение, 1970. – 350 с.

Кумабэ Д. Вибрационное резание: Пер. с яп. С. Л. Масленникова / Под ред. И. И. Портнова, В. В. Белова. – М.: Машиностроение, 1985. – 424 с, ил.

Швачкин, Е. Г. Повышение периода стойкости инструмента при вибрационном точении высокомарганцовистых сталей: дис. … канд. техн. наук: 05.03.01 / Швачкин Евгений Геннадиевич. – Старый Оскол, 2003. – 192 с.

Пат. 2212309 Российская Федерация, МКИ 7 B 23 B 25/00. Устройство для вибрационного резания / А. П. Сергиев, Е. Г. Швачкин; заявитель и патентообладатель А. П. Сергиев, Е. Г. Швачкин. – № 2001123546/02; заявл. 22.08.2001; опубл. 20.09.2003, Бюл. № 26. – 7 с.

Сергиев А. П., Владимиров А. А., Швачкин Е. Г. Исследование влияния амплитудно-частотных характеристик вибрационного точения на параметры шероховатости / Вибрационные технологии, мехатроника и управляемые машины: сб. науч. ст.: в 2 ч. – Ч. 2 // Юго-Зап. гос. ун-т. (Курск, 18-20 мая 2016 г.), Курск: Изд-во ЮЗГУ, 2016. С. 14–17.

Сергиев А. П., Владимиров А. А., Макаров А. В. Влияние параметров виброрезания на шероховатость поверхности / Перспективные направления развития финишных методов обработки деталей; виброволновые технологии: сборник трудов по материалам международного научного симпозиума технологов-машиностроителей // Донской гос. технич. ун-т. (Ростов-на-Дону, 14-17 сентября 2016 г.), Ростов н/Д: Изд-во ДГТУ, 2016. С. 16–17.

Шелег В. К., Данильчик С. С., Точение конструкционных сталей с наложением на подачу инструмента асимметричных колебаний // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В: Промышленность. Прикладные науки. 2014. № 11. С. 2–7.

Опубликован
2017-04-04
Раздел
Статьи

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)