ФОРМУЛЮВАННЯ ЗАКОНУ ЗНОШУВАННЯ ІНСТРУМЕНТУ ПРИ РІЗАННІ ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИТІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2021.3.04Ключові слова:
зношування інструменту, абразивний знос, різання композитів, геометрія ріжучої кромки, спадково-старіюча модель, закон зношуванняАнотація
Численні експериментальні дослідження в області механічної обробки композиційних матеріалів для окремих матеріалів та інструментів, дозволили сформулювати приватні моделі для опису зношування інструменту, зміни його мікрогеометрії в процесі роботи і прогнозування стійкості. Для вимірювання поточного зносу і перерахунку в математичних моделях існують значні складності так, як вони включають в себе велику кількість параметрів. Це не дозволяє створювати простий технічний контроль зносу ріжучої кромки і передбачення стійкості інструменту. Надане формулювання ізносоконтактної задачі взаємодії вершини інструменту і матеріалу при точінні армованих композиційних пластиків. Ґрунтуючись на відомих дослідженнях, прийнято, що зношування має місце по задній поверхні інструменту, і супроводжується несиметричним зносом його вершини. Розглядається модель абразивного зношування при ковзанні задньої поверхні вершини інструменту з матеріалом армування полімерного композиту і продуктами руйнування. Передбачається, що закон зношування носить спадковий характер і має місце лінійна залежність швидкості зношування від швидкості контактної взаємодії та контактного тиску. Напруги зрізу через контактний тиск і коефіцієнт тертя нелінійно залежать від часу роботи інструменту через зміну внаслідок зносу геометричної форми інструменту і технологічних параметрів обробки виробу з часом. Введений коефіцієнт об'ємного зносу є функцією часу роботи інструменту. Він відбиває той факт, що взаємодія пари «інструмент-заготовка» з часом повинна як би забувати про етап приробітки, який має високу швидкість зношування і той факт, що залежність зносу від навантаження (контактного тиску) характеризується наявністю післядії. Одержано спрощене співвідношення закону зносу в припущенні відсутності зміни коефіцієнта тертя, температури і контактного тиску в часі. В кінцевому підсумку для опису закону зношування і передбачення стійкості інструменту необхідне знання ряду емпіричних постійних, значення яких визначаються зміною мікрогеометрії вершини інструменту в процесі взаємодії при обробці різанням.
Посилання
Soldatenkov I.A. Iznosokontaktnaya zadacha s prilozheniyami k inzhenernomu raschetu iznosa. M.: Fizmatkniga, 2010. 160 p.
Khavin G.L., Chzhiven' KH. Modelirovanie mikrogeometrii instrumenta v processe ego iznashivaniya pri rezanii kompozicionnykh materialov // Rіzannya ta іn-strument v tekhnologіchnikh sistemakh. 2020. 92. P. 208–224.
Abellan-Nebot J, Subiron F. A review of machining monitoring systems based on artificial intelligence process models // Int. J. Adv. Manuf. Technology. 2010. 47. P. 37–57.
Leone C., D’Addona D., Teti R. Tool wear modeling through regression analysis and intelligent methods for nickel base alloy machining // CIRP Ann– Manuf. Technology. 2011. 60. N 4. P. 327–331.
Hrechuk A., Bushlya V., Saoubi M.R., etc. Experimental investigations into tool wear of drilling CFRP // Procedia Manufacturing. 2018. 25. P. 294–301.
Ramireza C., Poulachona G., Rossia F., etc. Tool wear monitoring and hole surface quality during CFRP drilling // Procedia CIRP. 2014. N13. P. 163–168.
Faraz A., Biermann D., Weinert K. Cutting edge rounding: An innovative tool wear criterion in drilling CFRP composite laminates // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2009. 49. N15. P. 1185–1196.
Seeholzer L., Voss R., Grossenbacher F., etc. Fundamental analysis of the cutting edge micro-geometry in orthogonal machining of the unidirectional Carbon Fibre Reinforced Plastics (CFRP) // Procedia CIRP. 2018. 7. P. 379–382.
Voss R., Henerichs M., Capricano G., etc. Post-Coating Treatment of Cutting Edge for Drilling Carbon Fibre Reinforced Plastics (CFRP) // Procedia CIRP. 2016. 46. P. 161–164.
Iliescu D., Gehin D., Gutierrez M.E., etc. Modeling and tool wear in drilling of CFRP // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2010. 50. P. 204–213.
Sheikh-Ahmad J.Y. Machining of Polymer Composites, Springer, 2009.
Kalla D., Sheik-Ahmad J., Twomey J. Prediction of Cutting Forces in Helical End Milling Fiber Reinforced Polymers // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2010. 50. P. 882–891.
Ning X., Lovell M.R. On the sliding friction characteristics of unidirectional con-tinuous FRP composites // Journal of tribology. 2002. 124(1). P. 5–13.
Gavrikov M.V., Mazing R.I. Primenenie nasledstvenno-stareyushchej modeli iznashivaniya osesimmetrichnoj kontaktnoj zadache // Trenie i iznos. 1989. 6. P. 981–986.
