Прогнозирование вида стружки при резании металлов

Статистические исследования показывают, что более 60% всех случаев вмешательства оператора для текущего поддержания работоспособности металлорежущего оборудования, связано со стружкой. Возникновение при обработке резанием неконтролируемой сливной стружки доставляет серьезные проблемы. Настоящее исследование посвящено прогнозированию гарантированных условий образования элементной стружки.

С использованием программного комплекса DEFORM получена информация о напряженно–деформированном состоянии (НДС) металла области срезаемого слоя и его окрестностях при строгании латуни Л60. Задача решалась в предположении о плоском деформированном состоянии материала с деформационным и скоростным упрочнением. В качестве варьируемого параметра принимался передний угол резца, значения которого составляли от –5 ^о до +17 ^о  Установлено, что при всех значениях переднего угла резца по всей пластической области наблюдается напряженное состояние всестороннего сжатия, препятствующее раскрытию трещин.

В основу методики прогнозирования элементного стружкообразования положены скалярный критерий исчерпания ресурса пластичности Колмогорова В.Л. и тензорный критерий Деля Г.Д. Расчет использованного ресурса пластичности по обоим критериям показал, при всех значениях переднего угла резца в области примыкающей к режущей кромке резца достигается предельное состояние, предшествующее разрушению. При этом по мере уменьшения угла область предельных деформаций вдоль поверхности максимальной скорости деформации расширяется и достигает свободной поверхности при угле +8 ^о . При дальнейшем уменьшении переднего угла, вплоть до –5 ^о во всех случаях предельная деформация достигается на всей поверхности максимальной скорости деформации.

С целью проверки и адекватной интерпретации результатов расчета использованного ресурса пластичности был проведен физический эксперимент по строганию образцов из латуни Л60 при граничных условиях принятых для моделирования в DEFORM. Элементная стружка была получена при строгании с передним углом +8 ^о . Это позволило сделать вывод о том, что разрушение сдвигом, обеспечивающее образование элементной стружки, наступает в случае достижения предельной деформации по всей поверхности максимальной скорости деформации

В полном объеме с опубликованной в журнале «Вестник машиностроения» статьей можно ознакомиться ниже в формате .pdf (нажмите левой кнопкой на страницу и полистайте)