При оценке теплового состояния зоны резания необходимо найти мощность тепловых потоков на контактных площадках инструмента, которые определяются величиной напряжений. В статье представлен обзор отечественных и зарубежных исследований по оценке напряжений при резании с учётом механических характеристик обрабатываемых материалов, а также температуры, степени и скорости деформаций. Специалисты, изучавшие обработку давлением, получили экспериментальные зависимости, которые могут быть использованы и для обработки металлов резанием — когда степень и скорость деформации можно рассчитать по формулам теории резания. Найти напряжения в плоскости сдвига можно и косвенным путём. Для этого следует применить уравнение энергетического баланса процесса резания, используя экспериментальные данные о составляющих сил резания и соответствующих скоростях. Для проведения тепловых расчётов рекомендуются аналитические зависимости для вычисления напряжений сдвига. Их находят из полученных на базе уравнения баланса энергии при резании. Кроме того, следует использовать зависимости, содержащие величину относительного сдвига для расчёта напряжений.
температура резания, плоскость сдвига, деформация сдвига, скорость деформации, напряжение сдвига.
Введение. Тепловое состояние твердосплавного режущего инструмента на форсированных режимах резания в конечном итоге определяет работоспособность инструмента, а также качество изделий и производительность процесса обработки. (В данном случае речь идёт об обработке материалов, относящихся к группе труднообрабатываемых: жаропрочные стали и сплавы, титановые сплавы, композиционные материалы и др.) Известные схемы расчёта температур в зоне резания [1—9] базируются на учёте тепловых потоков и температур, возникающих в зоне деформации и на контактных площадках инструмента. Для соответствующих вычислений необходимо знать касательные напряжения на передней (тш) задней (тзп) поверхностях инструмента и напряжение (т ) плоскости сдвига.
1. Резников, А. Н. Теплофизика резания / А. Н. Резников. - Москва : Машиностроение, 1969. - 288 с.
2. Обработка материалов лезвийным инструментом / под ред. С. А. Клименко. - Киев : ИСМ им. В. Н. Бакуля НАНУ ; ИПЦ «АЛКОН» НАНУ, 2006. -Т. 5. - 316 с.
3. Кушнер, В. С. Термомеханическая теория процесса непрерывного резания пластичных материалов / В. С. Кушнер. - Иркутск : Издательство Иркутского университета, 1982. - 180 с.
4. Тепловые явления и обрабатываемость резанием авиационных материалов / А. И. Белоусов [и др.]. - Москва : Машиностроение, 1968. - 179 с.
5. Влияние температуры при обработке труднообрабатываемых сталей режущей керамикой / В. Н. Пучкин [и др.] // Станки и инструмент. - 2010. - № 5. - С. 24-27.
6. Лоладзе, Т. Н. Износ режущего инструмента / Т. Н. Лоладзе. - Москва : Машиностроение, 1958. - 356 с.
7. Склин, С. С. Метод подобия при резании материалов / С. С. Склин. - Москва : Машиностроение, 1979. - 152 с.
8. Васин, С. А. Резание материалов / С. А. Васин [и др.]. - Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. - 447 с.
9. Рыжкин, А. А. Расчёт температуры задней поверхности режущего инструмента / А. А. Рыжкин [и др.] // Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике : материалы XI междунар. науч.-практ. конф. - Новочеркасск, 2012. - С. 3-22.
10. Дель, Г. Д. Определение напряжений в пластической области по определению твёрдости / Г. Д. Дель. - Москва : Машиностроение, 1971. - 199 с.
11. Полетика, М. Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента / М. Ф. Полетика. - Москва : Машиностроение, 1969. - 150 с.
12. Зорев, Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов / Н. Н. Зорев. - Москва : Машгиз, 1956. - 368 с.
13. Розенберг, А. М. Элементы теории процесса резания металлов / А. М. Розенберг, А. Н. Ерёмин. - Свердловск : Машгиз, 1956. - 319 с.
14. Вульф, А. М. Резание металлов / А. М. Вульф. - Ленинград : Машиностроение, 1973. - 496 с.
15. Кушнер, В. С. Развитие теории процесса резания жаропрочных сплавов на основе термомеханического подхода / В. С. Кушнер [и др.] // Технология машиностроения. - 2005. - № П. -С. 14-16.
16. Клушин, М. И. Резание металлов / М. И. Клушин. - Москва : Машгиз, 1958. - 454 с.
17. Разработка новой теории резания / А. Л. Воронцов [и др.] // Вестник машиностроения. - 2008. - № 1. - С. 57-67.
18. Сторожев, М. В. Теория обработки металлов давлением / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. - Москва : Машиностроение, 1977. - 423 с.
19. Кроха, В. А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации / В. А. Кроха. - Москва : Машиностроение, 1980. - 157 с.
20. Джонсон, У. Теория пластичности для инженеров / У. Джонсон, П. Меллар. - Москва : Машиностроение, 1979. - 567 с.
21. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов / П. И. Полухин [и др.]. - Москва : Металлургия, 1983. - 351 с.
22. Сопротивление деформации в процессах обработки давлением при высоких температурах / М. Я. Бровман // Технология лёгких сплавов. - 1979. - № 8. - С. 26-30.
23. Механические свойства сталей и сплавов при пластической деформации / А. В. Третьяков [и др.]. - Москва : Машиностроение, 1971. - 63 с.
24. Разработка новой теории резания / А. Л. Воронцов [и др.] // Вестник машиностроения. - 2008. - № 2. - С. 56-64.
25. Режимы резания труднообрабатываемых материалов / Я. Л. Гуревич [и др.]. - Москва : Машиностроение, 1976. - 176 с.
26. Справочник технолога-машиностроителя : в 2 т. / под ред. А. М. Дальского [и др.]. - 5-е изд., испр. - Москва : Машиностроение, 2003. - Т. 2. - 944 с.
