Влияние износа инструмента на плотность распределения тепловых потоков в зоне резания при концевом фрезеровании титанового сплава ОТ4

Д. В. Евдокимов, Д. Л. Скуратов

Аннотация


В статье показано влияние износа зубьев концевой фрезы по их задней поверхности на плотность тепловых потоков, возникающих в зоне резания. К ним относятся плотности тепловых потоков, возникающих в результате пластической деформации вследствие трения стружки о переднюю поверхность зуба фрезы и в результате трения задней поверхности об обрабатываемую заготовку. Получена зависимость температуры резания от величины износа инструмента. Выполнен расчёт теплового поля в инструменте. Представленные результаты численного эксперимента получены при помощи адаптированной методики, представляющей собой переработанную методику профессора А.Н. Резникова для условий концевого фрезерования. В статье изложены основные этапы адаптации. Они основываются на геометрической специфике стружки. Непосредственное вычисление температурных полей в зоне резания при концевом фрезеровании выполнялось при помощи компьютерной, конечно-элементной модели. Данная модель учитывает гидродинамику смазывающе-охлаждающей жидкости, которая в большинстве случаев имеет место при фрезеровании и других процессах механической обработки.


Ключ. слова


Плотность теплового потока; деформация; трение; концевая твёрдосплавная фреза; износ инструмента; температура в зоне резания

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Evdokimov D.V., Fedorov D.G., Skuratov D.L. Thermal Stress Resarch of Processing and Formation of Residual Stress When End Milling of a Workpiece // World Applied Sciences Journal. 2014. V. 31, Iss. 1. P. 51-55. doi: 10.5829/idosi.wasj.2014.31. 01.14283

2. Skuratov D.L., Evdokimov D.V., Fedorov D.G. Research of thermal cycle parameters and surface condition of the samples from high-tension steel 30ХГСН2А at cylindrical external grinding // Life Science Journal. 2014 V. 11, Iss. 10. P. 678-681.

3. Klocke F., Gierlings S., Brockmann M., Veselovac D. Force-based temperature modeling for surface integrity prediction in broaching nickel-based alloys // Procedia CIRP. 2014 V. 13 P. 314-319. doi.org/10.1016/j.procir.2014.04.053

4. Kolařík K., Pala Z., Čapek J., Beránek L., Vyskočil Z. Non-destructive inspection of surface integrity in milled turbine blades of inconel 738LC // Applied Mechanics and Materials. 2013. V. 486. P. 9-15. doi.org/ 10.4028/www.scientific.net/amm.486.9

5. Zhang Q., Mahfouf M., Yates J.R., Pinna C., Panoutsos G., Boumaiza S., Greene R.J., Luis de Leon Modeling and optimal design of machining-induced residual stresses in aluminum alloys using a fast hierarchical multiobjective optimization algorithm // Materials and Manufacturing Processes. 2011 V. 26, Iss. 3. P. 508-520. doi.org/10.1080/ 10426914.2010.537421

6. Liu W.W., Wang D.F., Li F., Chen H., Wang C.Z. Research on milling parameters optimization based on surface residual stress for aviation stainless steel // Applied Mechanics and Materials. 2013. V. 526. P. 3-8. doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.526.3

7. Кравченко Б.А. Теория формирования поверхностного слоя деталей машин при механической обработке. Куйбышев: Куйбышевский политехнический институт, 1981. 90 с.

8. Кравченко Б.А., Кравченко А.Б. Физические аспекты теории процесса резания металлов. Самара: Самарский государственный технический университет, 2002. 167 с.

9. Benabid F., Benmoussa H., Arrouf M. A thermal modeling to predict and control the cutting temperature. The simulation of facemilling process // Procedia Engineering. 2014. V. 74. P. 37-42. doi.org/10.1016/ j.proeng.2014.06.220

10. Zhang E., Zhao S., Chen X., Guo X., Yao J. Finite element analysis of indexable cutter // Liaoning Gongcheng Jishu Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban) / Journal of Liaoning Technical University (Natural Science Edition). 2013. V. 32, Iss. 12. P. 1695-1698. doi: 10.3969/j.issn.1008-0562.2013.12.025

11. Резников А.Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969. 288 с.

12. Резников А.Н. Теплообмен при резании и охлаждение инструментов. М.: Машгиз, 1963. 200 с.

13. Сотникова К.Ф. Нормативы режимов резания на механическую обработку титановых сплавов. Кн.1. М.: НИАТ, 1980. 230 с.

14. Skuratov D.L., Zhidyaev A.N., Sazonov M.B. Solid carbide end mills tool life increase in titanium alloys machining by design development and rational choice of geometrical parameters // Research Journal of Applied Sciences. 2014. V. 9, Iss. 11. P. 767-770. doi: 10.3923/rjasci.2014.767.770

15. Резников Н.И. Обработка резанием жаропрочных, высокопрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1971. 200 с.

16. Кравченко Б.А. Митряев К.Ф. Обработка и выносливость высокопрочных материалов. Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство, 1968. 132 с.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-3-409-417

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

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

 

ISSN: 2541-7533