Исследование температуры концевого фрезерования низколегированной стали в крупнозернистом и ультрамелкозернистом состояниях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты исследования температуры концевого фрезерования низколегированной стали в зависимости от режимов резания и типа кристаллической структуры. Эксперимент проводился на универсальном фрезерном станке PROMA FHV-50PD. Обработку заготовок осуществляли твердосплавной фрезой 12-12D-30C-75L-4F HRC55. В ходе обработки охлаждение не использовалось. Полученные данные подвергались статистическому анализу с целью выявления зависимости температуры концевого фрезерования низколегированной стали от режимов обработки и кристаллической структуры стали. При создании математической модели температуры резания проводился бутстреп-анализ для определения значимости параметров режимов обработки. Выбор математической модели производился с использованием информационного критерия Акаике. Обнаружено, что математические модели зависимости температуры от режимов обработки для обоих типов кристаллической структуры включают глубину резания во второй степени. При этом для стали в ультрамелкозернистом состоянии статистически значима не только глубина резания, но и подача. Влияния скорости резания на температуру в исследуемом диапазоне режимов обработки обнаружить не удалось. Таким образом, при обработке фрезерованием данной группы материалов преобладающее влияние на температурный режим оказывает силовая составляющая, в первую очередь определяемая глубиной резания. Уровень температуры резания при обработке стали в ультрамелкозернистом состоянии в целом выше, чем при обработке стали в крупнозернистом состоянии, что должно быть связано с повышенными физико-механическими свойствами стали с ультрамелкозернистой кристаллической структурой.

Об авторах

Дмитрий Александрович Расторгуев

Тольяттинский государственный университет

Email: rast_73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6298-1068

кандидат технических наук, доцент кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства»

Россия, 445020, Россия, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14

Александр Александрович Севастьянов

Тольяттинский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.sevastyanov@tltsu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7465-650X

аспирант кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства»

Россия, 445020, Россия, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14

Геннадий Всеволодович Клевцов

Тольяттинский государственный университет

Email: klevtsov11948@mail.ru

доктор технических наук, профессор кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»

Россия, 445020, Россия, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14

Список литературы

  1. Elias C.N., Meyers M.A., Valiev R.Z., Monteiro S.N. Ultra fine grained titanium for biomedical applications: an overview of performance // Journal of Materials Research and Technolgy. 2013. Vol. 2. № 4. P. 340–350. doi: 10.1016/j.jmrt.2013.07.003.
  2. Lowe T.C., Valiev R.Z., Xiaochun Li, Ewing B.R. Commercialization of bulk nanostructured metals and alloys // MRS Bulletin. 2021. Vol. 46. P. 265–272. doi: 10.1557/s43577-021-00060-0.
  3. Филиппов А.В., Тарасов С.Ю., Подгорных О.А., Шамарин Н.Н., Воронцов А.В. Влияние равноканального углового прессования на качество поверхности алюминиевого сплава В95 после фрезерования // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2018. Т. 20. № 4. С. 96–106. doi: 10.17212/1994-6309-2018-20.4-96-106.
  4. Шамарин Н.Н., Филиппов А.В., Тарасов С.Ю., Подгорных О.А., Утяганова В.Р. Влияние структурного состояния коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т на качество поверхности после точения // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2020. Т. 22. № 1. С. 102–113. doi: 10.17212/1994-6309-2020-22.1-102-113.
  5. Rodrigues A.R., Balancin O., Gallego J., de Assis C.L.F., Matsumoto H., de Oliveira F.B., da Silva Moreira S.R., da Silva Neto O.V. Surface Integrity Analysis when Milling Ultrafine-grained Steels // Materials Research. 2012. Vol. 15. № 1. P. 125–130. doi: 10.1590/S1516-14392011005000094.
  6. de Assis C.L.F., Jasinevicius R.G., Rodrigues A.R. Micro end-milling of channels using ultrafine-grained low-carbon steel // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 77. P. 1155–1165. doi: 10.1007/s00170-014-6503-2.
  7. Ning Jinqiang, Nguyen Vinh, Huang Yong, Hartwig K.T., Liang S.Y. Inverse determination of Johnson–Cook model constants of ultra-fine-grained titanium based on chip formation model and iterative gradient search // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 99. P. 1131–1140. doi: 10.1007/s00170-018-2508-6.
  8. Ning Jinqiang, Nguyen Vinh, Liang S.Y. Analytical modeling of machining forces of ultra-fine-grained titanium // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. Vol. 101. P. 627–636. doi: 10.1007/s00170-018-2889-6.
  9. Ning Jinqiang, Nguyen Vinh, Huang Yong, Hartwig K.T., Liang S.Y. Constitutive modeling of ultra-fine-grained titanium flow stress for machining temperature prediction // Bio-design and Manufacturing. 2019. Vol. 2. P. 153–160. doi: 10.1007/s42242-019-00044-9.
  10. Расторгуев Д.А., Севастьянов А.А., Клевцов Г.В., Боков И.А., Дёма Р.Р., Амиров Р.Н., Латыпов О.Р. Исследование силы резания при торцовом фрезеровании крупнозернистого и ультрамелкозернистого титанового сплава ВТ6 // Технология металлов. 2021. № 7. С. 21–28. EDN: DBJMWH.
  11. Lapovok R., Molotnikov A., Levin Y., Bandaranayake A., Estrin Y. Machining of coarse grained and ultra fine grained titanium // Journal of Materials Science. 2012. Vol. 47. P. 4589–4594. doi: 10.1007/s10853-012-6320-7.
  12. Storchak M., Kushner V., Möhling H.-C., Stehle T. Refinement of temperature determination in cutting zones // Journal of Mechanical Science and Technology. 2021. Vol. 35. P. 3659–3673. doi: 10.1007/s12206-021-0736-4.
  13. Cheng Hu, Zhuang Kejia, Weng Jian, Zhang Xiaoming, Ding Han. Cutting temperature prediction in negative-rake-angle machining with chamfered insert based on a modified slip-line field model // International Journal of Mechanical Sciences. 2020. Vol. 167. Article number 105273. doi: 10.1016/j.ijmecsci.2019.105273.
  14. Aliev M.M., Fomenko A.V., Fominov E.V., Shuchev K.G., Mironenko A.E. Influence of Wear-Resistant Coatings on Processes in the Contact Zone during Metal Cutting // Russian Engineering Research. 2023. Vol. 43. P. 1101–1105. doi: 10.3103/S1068798X23090034.
  15. Расторгуев Д.А., Севастьянов А.А. Разработка цифрового двойника процесса точения на основе машинного обучения // Frontier Materials & Technologies. 2021. № 1. С. 32–41. doi: 10.18323/2073-5073-2021-1-32-41.
  16. Григорьев С.Н. Диагностика автоматизированного производства. М.: Машиностроение, 2011. 600 с.
  17. Reka N.G., Kourov G.N., Lyutov A.G. Temperature Control Channel in the Metal-Cutting Zone of a Lathe // Russian Engineering Research. 2016. Vol. 36. № 2. P. 163–167. doi: 10.3103/S1068798X16020192.
  18. Kuznetsov A.P. Temperature Control of Metal-Cutting Machines // Russian Engineering Research. 2015. Vol. 35. P. 46–50. doi: 10.3103/S1068798X15010165.
  19. Merson E.D., Myagkikh P.N., Klevtsov G.V., Merson D.L., Vinogradov A. Effect of fracture mode on acoustic emission behavior in the hydrogen embrittled low-alloy steel // Engineering Fracture Mechanics. 2019. Vol. 210. P. 342–357. doi: 10.1016/j.engfracmech.2018.05.026.
  20. Valiev R.Z., Zhilyaev A.P., Langdon T.G. Bulk Nanostructured Materials: Fundamentals and Applications. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2014. 440 p. doi: 10.1002/9781118742679.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Расторгуев Д.А., Севастьянов А.А., Клевцов Г.В., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах