ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.8: 658
DOI: 10.18503/1995-2732-2026-24-3-63-72
Аннотация
При восстановительной обработке железнодорожных колёс традиционные подходы к нормированию режимов резания, основанные на усреднённых значениях прочности и однородности материала, утрачивают высокую достоверность. Это обуславливает необходимость перехода от глобальных эмпирических зависимостей к локальным, геометрически и физически адаптированным моделям, способным учитывать пространственную неоднородность поля дефектов и соответствующую вариабельность контактных нагрузок вдоль режущей кромки. Цель работы заключается в разработке термомеханической модели, предназначенной для определения сил резания при точении термически упрочнённых сталей в условиях увеличенной толщины срезаемого слоя. В настоящей работе предпринята попытка разработки модели, которая учитывает прямое воздействие на силы резания множества факторов, а также косвенного влияния условий резания. Разработанная модель расчета сил резания имеет прикладное значение для анализа и оптимизации условий обработки поверхности. В связи с особенностями взаимодействия инструмента с материалом заготовки, зависящей от геометрии режущей кромки, физико-механических свойств обрабатываемого материала, режимов резания и условий смазочно-охлаждающей среды, аналитическое описание этих сил сопряжено со значительными трудностями. Применение данной модели позволит оптимизировать режимы резания и форму режущего лезвия с учетом требуемых отклонений обработанного профиля существенно быстрее традиционных методов. Это способствует снижению времени на переход производства на качественно новые технологические требования. Проведено сопоставление результатов численного моделирования с экспериментальными данными, подтверждающее адекватность предложенного подхода. Выполнено исследование влияния режимов обработки и геометрии режущих кромок в плане на компоненты сил резания, а также на величину упругопластических отклонений обработанной поверхности, обусловленных этими силами.
Ключевые слова
термомеханическая модель, силы резания, закаленная сталь, железнодорожное колесо
Для цитирования
Расчет сил при токарной обработке закаленных сталей в тяжелых условиях резания / Воробьев А.А., Терентьев А.В., Покровская О.Д., Степанов А.А., Загородний Н.А. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2026. Т. 24. №3. С. 63-72. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2026-24-3-63-72
1. Влияние структуры и механических характеристик колесных сталей на изнашивание и режимы восстановления профиля колесных пар: монография / В. С. Кушнер, А. А. Крутько, А. А. Воробьев [и др.] ; под ред. И.А. Иванова, В.С. Кушнера. Омск : ФГБОУ ВО «Омский государственный технический университет», 2015. 224 с. ISBN 978-5-8149-2014-0. EDN VCBHMV.
2. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956. 386 с.
3. Розенберг А.М., Ерёмин А.Н. Элементы процесса резания металлов. М.: Машгиз, 1956.
4. Розенберг Ю.А., Тахман С.И. Силы резания и методы их определения: учебное пособие. Курган: КМИб, 1995.
5. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М.: Машиностроение, 1969. 148 с.
6. Кушнер В.С. Термомеханическая теория процесса непрерывного резания пластичных материалов. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1982.
7. Рехт Р.Ф. Динамический анализ высокоскоростной обработки резанием // Конструирование и технология машиностроения. 1985. Т. 107. № 4. С. 135-146.
8. Полетика М.Ф., Мелихов В.В. Контактные нагрузки на задней поверхности инструмента // Вестник машиностроения. 1967. №9. С.78-81.
9. Утешев М.Х., Сенюков В.А. Напряжённое состояние режущей части инструмента с округлённой режущей кромкой // Вестник машиностроения. 1967. №9. С. 78-81.
10. Зорев Н.Н. Расчёт проекций силы резания. М.: Машгиз, 1958.
11. Резников Н.И. Учение о резании металлов. М.: Машгиз, 1947.
12. Клушин М.И. Резание металлов. М.: Машгиз, 1958. 454 с.
13. Шарин Ю.С. Исследование некоторых закономерностей процесса резания металлов при изменении отношения подачи к глубине резания в широких пределах : автореф… канд. техн. наук. Свердловск, 1953.
14. Куфарев Г.Л., Окенов К.Б., Говорухин В.А. Стружкообразование и качество обработанной поверхности при несвободном резании. Фрунзе: Мектеп, 1970. 170 с.
15. Верещака А.С., Кущнер В.С. Резание материалов: учебник. М.: Высш шк., 2009. 535 с.: ил.