Рассмотрены основные каналы диссипации энергии в условиях трения и резания материалов. На основании известных экспериментальных данных показано, что не вся выделившаяся в этих процессах энергия расходуется собственно на процесс изнашивания с образованием частиц износа. Для расчёта характеристик трения и износа используется новый подход. Предложенные зависимости отличаются от известных тем, что в более полной мере учитывают долю энергии трения, «ответственную» за износ. Проанализированы известные подходы к оценке энергетического баланса при трении и резании. Сравнением энергетических (тепловых) затрат в макрообъёмах и на пятнах фактического контакта показана связь между поверхностной и поглощённой энергией материалов. В первом приближении оценена доля энергии трения, «ответственная» за износ.
баланс энергии трения, поглощённая энергия, интенсивность изнашивания, коэффициент энергии трения, «ответственный» за износ.
Введение.Процесс изнашивания инструментальных режущих материалов, в том числе твёрдых сплавов, сопровождается интенсивным тепловыделением, и высокие температуры в инструменте в принципе определяют протекание диффузионных и окислительных процессов и стойкость инструмента.
В теоретических формулах для расчёта интенсивности изнашивания в этих условиях должна быть учтена доля энергии, запасённой изнашиваемым объёмом материала (инструмента), в виде простых зависимостей, адекватно отображающих процесс трения и износа. Это имеет важное научно-практическое значение, так как позволяет априори оценить износостойкость материалов пары трения и прогнозировать её работоспособность.
1. Рыжкин, А. А. Обработка материалов резанием: физические основы / А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр Дон. гос. техн. ун-та, 1995. - 242 с.
2. Рыжкин, А. А. Теплофизические процессы при изнашивании инструментальных режущих материалов / А. А. Рыжкин. - Ростов-на-Дону : Изд. центр Дон. гос. техн. ун-та, 2005. - 311 с.
3. Кузнецов, В. Д. Физика твёрдого тела / В. Д. Кузнецов. - Томск: Полиграфиздат, 1947. - Т. 4. - 542 с.
4. Епифанов, Г. И. Об энергетическом балансе процесса резания металлов / Г. И. Епифанов, П. А. Ребиндер // Докл. Акад. наук СССР. - 1949. - Т. 66, № 4. - С. 32-40.
5. Хрущов, М. М. Исследования изнашивания металлов / М. М. Хрущов, М. А. Бабичев. - Москва : Изд. центр Акад. наук СССР, 1960. - 351 с.
6. Кузнецов, В. Д. Поверхностная энергия твёрдых тел / В. Д. Кузнецов. - Москва : Госте-хиздат, 1954. - 220 с.
7. Трояновский, Е. А. Связь поверхностной энергии металлов с микротвёрдостью / Е. А. Трояновский // Тр. Моск. энергет. ин-та. - 1975. - Вып. 213. - С. 44-49.
8. Кунин, Л. Л. О формулах для вычисления поверхностного натяжения металлов / Л. Л. Кунин // Докл. Акад. наук СССР. - 1952. - Т. 79, № 1.- С. 93-96.
9. Демченко, В. В. О взаимной связи работы выхода электрона с поверхностным натяже-нием / В. В. Демченко, Н. Е. Хомутов // Тр. Моск. хим.-технол. ин-та им. Д. И. Менделеева. - 1962. - Вып. 39. - С. 115.
10. Семенченко, В. К. Поверхностные явления в металлах и сплавах / В. К. Семенченко. - Москва : Гостехиздат, 1957. - 491 с.
11. Карапетянц, М. Х. Химическая термодинамика / М. Х. Карапетянц. - Москва : Химия, 1975. - 584 с.
12. Костецкий, Б. И. Трение, смазка и износ в машинах / Б. И. Костецкий. - Киев : Технiка, 1970. - 396 с.
13. Поверхностная прочность материалов при трении / Б. И. Костецкий [и др.]. - Киев : Технiка, 1976. - 296 с.
14. Костецкий, Б. И. О роли вторичных структур в формировании механизмов трения сма-зочного действия и изнашивания / Б. И. Костецкий // Трение и износ. - 1980. - Т. 1, № 4. - С. 622-637.
15. Даниелян, А. М. Теплота и износ инструментов в процессе резания / А. М. Даниелян. - Москва : Машгиз, 1954. - 276 с.
16. Даниелян, А. М. Тепловой баланс при резании титанового сплава ВТ-2 / А. М. Даниелян // Вестн. машиностроения.- 1957. - № 1. - С. 15-18.
17. Обработка резанием жаропрочных сталей, сплавов и тугоплавких металлов / А. М. Да-ниелян [и др.]. - Москва : Машиностроение, 1968. - 308 с.
18. Тепловые явления и обрабатываемость резанием авиационных материалов / А. И. Бе-лоусов [и др.]. - Москва : Машиностроение, 1966. - 180 с.
19. Грановский, Г. И. Резание металлов / Г. И. Грановский, В. Г. Грановский. - Москва : Высш. шк., 1985. - 304 с.
20. Васин, С. А. Резание материалов / С. А. Васин, А. С. Верещака, В. С. Кушнер. - Москва : Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Баумана, 2001. - 447 с.
21. Ящерицын, П. И. Теория резания / П. И. Ящерицын, Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. - Минск : Новое изд., 2007. - 512 с.
22. Чичинадзе, А. В. Расчёт и исследование внешнего трения при торможении / А. В. Чи-чинадзе. - Москва : Наука, 1967. - 231 с.
23. Способ определения оптимальной скорости резания : а. с. 983512 СССР / А. А. Рыжкин [и др.]. - Заявл. 06.04.81 ; опубл. 23.12.82, Бюл. № 47. - 5 с.
24. Термодинамический подход к расчёту интенсивности окислительного изнашивания твёрдых сплавов / А. А. Рыжкин [и др.] // Вестн. Рост. гос. ун-та путей сообщ. - 2012. - № 1. - С. 28-38.
