К ВОПРОСУ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

Центральным элементом технологической системы является процесс резания. Для качественного управления технологическим процессом необходимо построение модели стружкообразования, адекватной реальным условиям резания. Модель должна быть достаточно простой и вместе с тем должна отражать физические явления в процессе стружкообразования. Кроме этого, модель должна обладать разнообразными динамическими характеристиками и согласовываться с экспериментальными данными при вариации ее параметров.

Известно, что в процессе непрерывного стружкообразования параллельно идут процессы упругого и пластического деформирования срезаемого слоя, деформация обрабатываемого металла по условной плоскости сдвига, процессы контактного взаимодействия (трение, адгезия, диффузия и др.) формируемой стружки с передней поверхностью инструмента, а также контактного взаимодействия обрабатываемого материла с площадкой износа по задней поверхности инструмента.

Рассмотрим пять моделей процесса резания металлов. Первая модель с одноплоскостной схемой стружкообразования. В этой модели стружкообразование рассматривают как процесс пластического деформирования в единственной плоскости сдвига.

Во второй модели стружка образуется в результате последовательного сдвига по плоскости элементарных объемов срезаемого слоя, который пластически не деформируется.

В третьей модели предполагается, что пластическая деформация металла в зоне сдвига является результатом сжатия слоя металла, при этом учитывается трение стружки о переднюю поверхность инструмента и температура резания.

В четвертой модели зона сдвига представлена в виде пластически деформированного клина, ограниченного прямыми скольжениями.

В пятой модели используется схема с развитой зоной деформации с непрямолинейными поверхностями сдвига.

Анализ моделей стружкообразования и реологических моделей, соответствующих видам процесса стружкообразования, показал, что построение одной универсальной физической модели маловероятно. Предложен ряд реологических моделей. Разработанные модели служат основой для оптимизации систем автоматического управления процессом обработки резания.