Оценка трибодеформационных и термоэлектрических характеристик процесса трения при точении гибридной детали со сварным швом

Проведена оценка триботехнических и термоэлектрических характеристик процесса точения гибридной детали из стали 09Г2С, поверхность которой содержит сварной шов, пластинами твёрдого сплава Т15К6 на различных скоростях резания. В использованной модели передняя поверхность резца, контактирующая на этапе врезания в сварной шов с разнородной по составу стружкой, представлена в качестве двух параллельно функционирующих тяжело нагруженных трибосистем с переменными геометрическим параметрами контакта, который отличаются трибодеформационными показателями и поверхностной температурой. По графической модели снимаемого неоднородного припуска установлен его состав и геометрические характеристики фрагментов для каждого обрабатываемого материала. На основании полученных размеров элементов гибридного припуска произведён расчёт максимальных температур контакта для каждой трибосистемы при различных скоростях резания. Определена скорость резания, обеспечивающая минимальную разницу поверхностных температур на различных участках передней грани пластин. Установлено, что скорость точения, при которой по расчётным данным происходит более равномерный нагрев передней грани, характеризуется снижением флуктуаций возникающих термоЭДС на этапе врезания пластины в сварной шов. Превышение этой скорости приводит к увеличению негативного влияния термоэлектрических эффектов, способствующих интенсификации процесса изнашивания режущих пластин. Представленные результаты исследований в комплексе с прочими технологическими факторами выбора режимов обработки, могут использоваться для назначения допустимых скоростей точения сварных участков на гибридных деталях.

1. Denkena B., Behrens B.A., and Overmeyer L. Sensitivity of Process Signals to Deviations in Material Distribution and Material Properties of Hybrid Workpieces // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. — 2024 (130), 2649—2659. https://doi.org/10.1007/s00170-023-12807-x

2. Denkena B., Bergmann B., and Breidenstein B. Analysis of Potentials to Improve the Machining of Hybrid Workpieces // Production Engineering-Research and Development. — 2019 (13), 11—19. https://doi.org/10.1007/s11740-018-00870-3

3. Бычковский В.С., Филиппенко Н.Г., Попов С.И., Каргапольцев С.К. Исследование свойств и обрабатываемости сварных соединений комбинированным ротационным резцом со стружколомом // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — 2018, № 1(57), 16—23

4. Даниелян А.М., Бобрик П.И., Гуревич Я.Л. и др. Обработка резанием жаропрочных сталей, сплавов и тугоплавких металлов. — М.: Машиностроение. — 1965

5. Резников А.Н. Теплофизика резания. — М.: Машиностроение. — 1969

6. Чичинадзе А.В., Шучев К.Г., Рыжкин А.А., Филипчук А.И., Климов М.М. Температурный режим при трении инструментальных материалов с учётом объёмности источника тепловыделения // Трение и износ. — 1986, № 7, 43—51

7. Рыжкин А.А. Синергетика изнашивания инструментальных материалов при лезвийной обработке: моногр. — Ростов-на-Дону: ДГТУ. — 2019

8. Рыжкин А.А. Синергетика изнашивания инструментальных режущих материалов (трибоэлектрический аспект). — Ростов н/Д: изд. центр ДГТУ. — 2004

9. Бобров В.Ф., Грановский Г.И., Зорев Н.Н. и др. Развитие науки о резании металлов. — М.: Машиностроение. — 1968

10. Силин С.С. Методы подобия при резании материалов. — М.: Машиностроение. — 1979

11. Рыжкин А.А. Теплофизические процессы при изнашивании инструментальных режущих материалов. — Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ. — 2005

12. Фоминов Е.В., Алиев М.М., Шучев К.Г., Марченко А.А. Влияние покрытий на основе нитридов циркония и титана на трибодеформационные процессы трения в условиях резания твердосплавными пластинами // Трение и износ. — 2024 (45), № 1, 29—37

13. Фоминов Е.В., Марченко А.А., Сухомлинова В.В., Пятницкая О.А., Гладких Д.И. Моделирование температурного распределения на передней поверхности токарного резца с учётом геометрических параметров зоны вторичных пластических деформаций // Транспортное машиностроение. — 2023, № 2(14), 4—11. https://doi.org/10.30987/2782-5957-2023-2

14. Лебедев В.А., Алиев М.М., Фоминов Е.В., Фоменко А.В., Марченко А.А., Мироненко А.Е. Термоэлектрические характеристики процесса точения стальных заготовок твердосплавными пластинами с комбинированными покрытиями // Трение и износ. — 2023 (44), № 2, 114—121