Визначення меж пластичної зони деформування металу при різанні
М. О. Курін
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», вул. Чкалова, 17, 61070, Харків, Україна
Отримано 09.12.2019; остаточний варіант — 18.05.2020 Завантажити PDF
Анотація
Основною метою роботи є аналіз проблеми визначення меж пружньо-пластичної зони при різних методах оброблення деталів різанням. Розглянуто різні методики визначення сил різання при механічному обробленні зі зніманням стружки, а також підходи до визначення напружено-деформованого стану матеріалу. Розглянуто структуру комплексних теоретико-експериментальних досліджень енергосилових параметрів процесів механічного оброблення. Для теоретичного дослідження енергосилових параметрів процесів запропоновано метод розрахунку пластичного деформування металів, засновану на замкнутій системі рівнянь механіки суцільних середовищ. Одержано вирази, за допомогою яких можна відтворювати просторову картину розподілу деформацій у металі при діамантовому вигладжуванні та шліфуванні, що уможливлює наочно уявити механізм деформування та спростити аналіз деформованого стану матеріалу. Встановлено функціональний зв’язок між потужністю деформування та параметрами режиму оброблення деталів при діамантовому вигладжуванні та шліфуванні. Запропоновано метод експрес-розрахунку сил різання з використанням відомих інженерних методик. Проаналізовано експериментальні та розрахункові дані щодо визначення розмірів пластично-деформованої зони важкооброблюваних матеріалів. Детально розглянуто механізм гальмування дислокацій і перетворення енергії при деформації, в результаті чого розроблено дислокаційно-кінетичний підхід, в основі якого лежить поняття про дислокацію як про квазичастинку, що представляє собою квант деформування. З використанням дислокаційно-кінетичного підходу розроблено математичну модель, яка уможливлює проводити розрахунок величини зони випереджувального зміцнення, що підтверджено порівнянням із експериментальними даними. Доопрацьовано модель Старкова, пояснено фізичний зміст коефіцієнта в формулах для розрахунку меж зон зміцнення. Введено новий критерій подібности, що зв’язує дисипацію енергії пластичної деформації та швидкість перебудови температурного поля.
Ключові слова: пружньо-пластична зона, сили різання, дислокаційно-кінетичний підхід, критерій подібности, дисипація енергії.
Citation: M. O. Kurin, Determination of the Boundaries of Plastic Zone of Metal Deformation During the Cutting, Progress in Physics of Metals, 21, No. 2: 249–273 (2020); doi: 10.15407/ufm.21.02.249