Исследование температурного поля, формирующегося в процессе фрезерования с применением ультразвуковых колебаний, при различных режимах обработки

Исследования температурного поля процесса фрезерования с наложением ультразвуковых колебаний (УЗК) при различных отношениях амплитуды колебаний к глубине внедрения зуба в заготовку позволят прогнозировать эффективность процесса фрезерования с УЗК при различных режимах обработки. Цель исследования – разработка физических и математических моделей процесса фрезерования с наложением УЗК, позволяющих установить влияние УЗК на эффективность процесса фрезерования при различных отношениях амплитуды колебаний к глубине внедрения зуба. Приняты во внимание три источника тепловыделения: в области деформирования (стружкообразования) и в зонах контакта стружки с режущей пластиной (зубом фрезы) и пластины с заготовкой. Разработаны модели теплообмена, учитывающие, в частности, изменение граничных условий на поверхностях режущей пластины и заготовки при наложении УЗК. Когда пластина находится в контакте с заготовкой, в заготовку, стружку и зуб фрезы направлены тепловые потоки, а условия теплового взаимодействия в пределах зон контакта пластины со стружкой и заготовкой описываются граничными условиями 2-го рода. Когда пластина при наложении УЗК выходит из контакта с заготовкой и процесс стружкообразования прекращается, то на всех поверхностях зуба (пластины) и заготовки, контактирующих с окружающей средой (смазочно-охлаждающей жидкостью или воздухом), конвективный теплообмен описывается законом Ньютона – Рихмана (граничные условия 3-го рода). Приведены результаты численного моделирования, подтвердившие предположение, что эффект от применения УЗК выше при больших значениях отношения амплитуды УЗК к глубине внедрения зуба в заготовку.