Влияние геометрических параметров режущего лезвия на формирование области пластической деформации при резании титанового сплава ОТ4

Исследование влияния геометрических параметров инструмента на процесс механической обработки резанием актуально вследствие необходимости разработки прогрессивного инструмента для достижения высоких показателей точности, качества и производительности в современном машиностроении. Под действием инструмента происходит деформация материала заготовки, формирование стружки и поверхностного слоя детали. Последнее определяет эксплуатационные характеристики детали и элемента конструкции изделия, в котором она используется. Приведены результаты экспериментального исследования процесса резания титанового сплава ОТ4 инструментом с различными геометрическими параметрами. Исследования выполнялись на малой скорости по схеме свободного ортогонального и косоугольного резания. Для выявления влияния геометрических параметров инструмента на процесс резания определена интенсивность пластической деформации сдвига. Оценка величины деформации выполнена с применением метода цифровой корреляции изображений. Исследовано влияние переднего угла и угла наклона режущей кромки. Полученные результаты могут быть полезны при разработке конструкции современного металлорежущего инструмента.

Литература

[1] Denkena B., Biermann D. Cutting edge geometry. CIRP Annals — Manufacturing Technology, 2014, vol. 63 (2), pp. 631–653.

[2] Arrazola P.J., Ozel T., Umbrello D., Davies M., Jawahir I.S. Recent advances in modeling of metal machining processes. CIRP Annals — Manufacturing Technology, 2013, vol. 62, pp. 695–718.

[3] Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. Москва, Высшая школа, 1985. 304 с.

[4] Molinari A., Musquar C., Sutter G. Adiabatic shear banding in high speed machining of Ti–6Al–4V: experiments and modeling. International Journal of Plasticity, 2002, vol. 18, pp. 443–459.

[5] Ulutan D., Ozel T. Machining induced surface integrity in titanium and nickel alloys: A review. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2011, vol. 51, pp. 250–280.

[6] Sun S., Brandt M., Dargusch M.S. Characteristics of cutting forces and chip formation in machining of titanium alloys. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2009, vol. 49, pp. 561–568.

[7] Komanduri R. Some clarifications on the mechanics of chip formation when machining titanium alloys. Wear, 1982, vol. 76, pp. 15–35.

[8] Дель Г.Д., Новиков Н.А. Метод делительных сеток. Москва, Машиностроение, 1979. 144 с.

[9] Ефимович И.А. Циклический характер напряженно-деформированного состояния режущей части инструмента в процессе резания. Вестник машиностроения, 2003, № 7, с. 48–52.

[10] Proskokov A.V., Filippov A.V., Gorbatenko V.V. Experimental Study of Plastic Deformation Intensity in Cutting Zone. Applied Mechanics and Materials, 2015, vol. 770, pp. 200–204.

[11] Filippov A.V., Gorbatenko V.V. Influence of Rake Angle Tool on Plastic Deformation in Chip Formation when Cutting. Applied Mechanics and Materials, 2014, vol. 682, pp. 525–529.

[12] Филиппов А.В., Проскоков А.В. Исследование процесса стружкообразования при резании металлов методом цифровой корреляционной спекл-интерферометрии. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2014, № 2, c. 100–113.

[13] Polyakov S.N., Gorbatenko V.V., Lopaev E.L., Zuev L.B. Method of computation decorrelation of digital speckle-images for studying plastic deformation. Avtometriya, 2003, vol. 39(5), pp. 102–111.

[14] Gorbatenko V.V., Polyakov S.N., Zuev L.B. System for visualization of plastic deformation by means of speckle video images. Pribory i Tekhnika Eksperimenta, 2002, vol. 45 (3), pp. 164–165.

[15] Gorbatenko V.V., Polyakov S.N., Zuev L.B. Visualization of the deformation localization zones using numerical decorrelation of videoimages with speckles (Chernov-Luders lines). Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov, 2001, vol. 67 (7), pp. 29–32.

[16] Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Ч. 1: Деформация и разрушение. Москва, Машиностроение, 1972. 472 с.

[17] Воронцов А.Л., Султан-Заде Н.М., Албагачиев А.Ю. Разработка новой теории резания. Вестник машиностроения, 2008, № 4, с. 69–74.

[18] Sagapuram D., Yeung H., Guo Y., Mahato A., M’Saoubi R., Compton W.D., Trumble K.P., Chandrasekar S. On control of flow instabilities in cutting of metals. CIRP Annals — Manufacturing Technology, 2015, vol. 64, pp. 49–52.

[19] Guo Y., Saldana C., Compton W.D., Chandrasekar S. Controlling deformation and microstructure on machined surfaces. Acta Materialia, 2011, vol. 59, pp. 4538–4547.