Формирование модели реологических свойств труднообрабатываемых материалов в процессе интенсивной деформации резанием

А. И. Хаймович, А. В. Балякин, Н. В. Галкина

Аннотация


Повышение эффективности высокоскоростной обработки (ВСО) требует углублённого изучения физических явлений, сопровождающих процесс резания. Основными отличиями ВСО от традиционной механической обработки с физической точки зрения являются преобладание быстротекущих динамических процессов как в зоне резания, так и в системе «станок – приспособление – инструмент – изделие» и ярко выраженная нелинейность законов развития этих процессов. В этой связи исследование физических явлений, сопровождающих процесс ВСО, и установление их взаимосвязи с устойчивостью процесса резания и качеством обработанной поверхности является актуальной задачей. В статье рассмотрена методика определения параметров реологических свойств материала титанового сплава ВТ6, применяемого в авиационном двигателестроении, при торцевом фрезеровании. Расчёты проводились в САЕ-системе Deform с использованием FEM-модели.


Ключ. слова


Температура резания; силы резания; реологические свойства; модель напряжённо-деформированного состояния Джонсона–Кука

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Tönshoff H.K., Bussmann W., Stanske C. Requirements on Tools and Machines when Machining Hard Materials // Proc. of the 26th Int. Mach. Tool and Res. Conf. 1986. P. 349-357.

2. Khaimovich А., Balaykin A., Galkina N. Study of Rheological Properties of Materials at the Blade Processing on Example of Milling Nickel-Chromium Alloy 10H11N23T3 MR VD // Applied Mechanics and Materials. 2015. V. 756. P. 120-125. doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.756.120

3. Митряев К. Ф., Комиссаров В. И. Исследование обрабатываемости жаропрочных и титановых сплавов при торцовом фрезеровании // В кн.: Обрабатываемость жаропрочных титановых сплавов. Куйбышев: Куйбышевское обл. книжное издательство, 1962. С. 43-67.

4. Settineri L., Priarone P.C., Arft M., Lung D., Stoyanov T. An evaluative approach to correlate machinability, microstructures, and material properties of gamma titanium aluminides // CIRP Annals - Manufacturing Technology. 2014. V. 63, Iss. 1. P. 57–60. doi.org/10.1016/j.cirp.2014.03.068

5. Zhang S., Liu Z. An analytical model for transient temperature distributions in coated carbide cutting tools // International Communications in Heat and Mass Transfer. 2008. V. 35, Iss. 10. P. 1311–1315. doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2008.08.001

6. Wan Y., Tang Z.T., Liu Z.Q., Ai X., The assessment of cutting temperature measurements in high-speed machining // In Materials Science Forum. 2004. V. 471-472. P. 162-166. doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.471-472.162

7. Merchant E. Basic mechanics of the metal cutting process // J. of Applied Mechanics. 1944. V. 66. P. 168-175.

8. Klockea F., Lunga D., Puls H. FEM-Modelling of the thermal workpiece deformation in dry turning // Procedia CIRP. V. 8. 2013. P. 240-245. doi.org/10.1016/ j.procir. 2013.06.096

9. Arrazola P.J., Özel T., Umbrello D., Davies M., Jawahir I.S. Recent advances in modelling of metal machining processes // PCIRP Annals - Manufacturing Technology. 2013. V. 62, Iss. 2. P. 695-718. doi.org/ 10.1016/j.cirp.2013.05.006

10. Kiliçaslan C. Modelling and simulation of metal cutting by finite element method. Master’s degree thesis. Ýzmir Institute of Technology, Turkey, 2009.

11. Fontaine M., Devillez A., Moufki A., Dudzinski D. Predictive force model for ball end milling and experimental validation with a wavelike form machining test // Int. J. Machine Tools and Manufacture. 2006. V. 46, Iss. 3-4. P. 367-380. doi.org/ 10.1016/j.ijmachtools.2005.05.011

12. Khaimovich А., Balaykin A. Analysis of plastic properties of titanium alloys under severe deformation conditions in machining // International Journal of Engineering and Technology. 2014. V. 6, Iss. 5. P. 2184-2190.

13. Khaimovich А. Balaykin A. Kondratiev A. Methodology of rheological material properties phenomenological modeling at high speed cutting by reverse analysis // Research Journal of Applied Sciences. 2014. V. 9, Iss. 11. P. 753-760.

14. Khaimovich А. Balaykin A. Analysis of titanium alloys plastic properties under severe deformation conditions in machining // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2014. V. 9, Iss. 10. P. 1828-1833.

15. Bai Y., Wierzbicki T. A new model of metal plasticity and fracturewith pressure and Lode dependence // International Journal of Plasticity. 2008. V. 24, Iss. 6. P. 1071-1096. doi.org/10.1016/j.ijplas.2007.09.004

16. Puls H., Klocke F., Lung D. Experimental investigation on friction under metal cutting conditions // Wear. 2014. V. 310, Iss. 1-2. P. 63–71. doi.org/10.1016/j.wear.2013.12.020


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-3-384-390

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533