Постановка проблеми та мета роботи. Технологія механічного оброблення важкооброблюваних матеріалів, до яких, безумовно, належать високолеговані сталі та сплави на основі хрому та нікелю, має низку переваг порівняноо з традиційними абразивними методами оброблення. Серед найбільш вагомих переваг дослідники зазначають більшу гнучкість, швидкість переналагодження на інші типи деталей; можливість об’єднання декількох операцій в одну, як результат універсальності формоутворюючого руху лезового інструменту порівняно з абразивним; вищу продуктивність; відносно низьку технологічну собівартість. Метою цієї публікації є наведення результатів досліджень впливу технологічних чинників та геометрії різального інструменту на оброблюваність хромонікелевих сталей та сплавів. Методика роботи. Для чисельного аналізу та порівняння з аналітичними та експериментальними результатами в цьому дослідженні було використано програмний пакет Deform 2D V.11/02. Як ітераційний метод дослідження використовували метод Ньютона-Рафсона. Тип деформаційного процесу в імітаційній моделі різання розглядали відповідно до інкрементальної моделі Лагранжа. Основним обчислювальним ядром імітаційної моделі був алгоритм, що базується на методиці розріджених матриць. Результати статті. На основі результатів аналізу наведених досліджень проведено оцінку динаміки силового, напружено-деформованого та термодинамічного стану інструменту з урахуванням заданих параметрів різання та зміни геометрії різального леза під час оброблення хромонікелевого сплаву IN 718. Наукова новизна. В статті представлено аналіз впливу геометрії різального лезі і, зокрема, радіусу при вершині інструментального клину на формування силових, напружено- деформаційних та термодинамічних параметрів матеріалу в зоні формоутворення під час механічного оброблення хромонікелевого сплаву. Практичне значення результатів. Розроблена методика дозволить оптимізувати режими оброблення з урахуванням параметрів, отриманих в результаті імітаційного моде- лювання. Напрями подальших досліджень за тематикою статті. Подальші дослідження можуть бути напрямлені на розроблення комплексної методики структурно-параметричної оптимізації технологічних процесів оброблення важкооброблюваних матеріалів на основі хрому, нікелю, ванадію, молібдену та інших легуючих матеріалів сталей та сплавів на їх основі.
- Elbestawi M. A. et al.A Model for Chip Formation during Machining of Hardened Steel. CIRP Annals. –1996. – Vol. 45. – N 1. – Р. 71–76. doi 10.1016/S0007-8506(07)63019-4
- Thiele J. D., Melkote S. N. Effect of cutting edge geometry and workpiece hardness on surface generation in the finish hard turning of AISI 52100 steel. Journal of Materials Processing Technology. – 1999. – Vol. 94. – Р. 216–226. doi 10.1016/S0924-0136(99)00111-9
- Ozel T., Tsu-Kong Hsu, Zeren E. Effects of cutting edge geometry, workpiece hardness, feed rate and cutting speed on surface roughness and forces in finish turning of hardened AISI H13 steel. Int. J. Adv. Manuf. Technol. – 2005. – Vol. 25. – Р. 262–269. doi 10.1007/s00170-003-1878-5
- Zhao T., Zhou J. M., V. Bushlya, et al. Effect of cutting edge radius on surface roughness and tool wear in hard turning of AISI 52100 steel. Int. J. Adv. Manuf. Technol. – 2017. – Vol. 91. – Р. 3611–3618. doi 10.1007/s00170-017-0065-z
- Toenshoff H. K., Arendt C., Ben Amor R. Cutting hardened steel. Ann. CIRP. – 2000. – Vol. 49(2). –Р. 1–19. doi 10.1016/S0007-8506(07)63455-6
- Kishawy H. A. and Ali Hosseini. Machining Difficult-to-Cut Materials. Basic Principles and Challenges. – Cham: Springer International Publishing AG, 2019. doi 10.1007/978-3-319-95966-5
- Manokhin A., Melniychuk Y., Klimenko S. et al. Exerimental estimation of hard turning contact characteristics. Bulletin of the National technical university Kharkiv Polytechnic Institute, Series Techniques in a machine industry. – 2023. – P. 16–21. doi 10.20998/2079-004X.2023.1(7).02
- Brown I. and Schoop J.The effect of cutting edge geometry, nose radius and feed on surface integrity in finish turning of Ti-6Al4V. Procedia CIRP. – 2020. – Vol. 87. – Р. 142–147. doi 10.1016/j.procir.2020.02.039
- Duc P. M., Giang L.H., Dai M. D., Sy D. T. An experimental study on the effect of tool geometry on tool wear and surface roughness in hard turning. Advances in Mechanical Engineering. – 2020. –Vol. 12(9). doi 10.1177/1687814020959885.
- Zerti A., Yallese M. A. Meddour I. et al. Modeling and multi-objective optimization for minimizing surface roughness, cutting force, and power, and maximizing productivity for tempered stainless steel AISI 420 in turning operations. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2018. –Vol. 102. – Р. 135– 157. doi 10.1007/s00170-018-2984-8.
- Khamel S., Ouelaa N. and Bouacha K.,Analysis and prediction of tool wear, surface roughness and cutting forces in hard turning with CBN tool. Journal of Mechanical Science and Technology. – 2012. –Vol. 26(11). – Р. 3605–3616. doi 10.1007/s12206-012-0853-1.
- Das S. R., Dhupal D. and Kumar A. Study of surface roughness and flank wear in hard turning of AISI 4140 steel with coated ceramic inserts. Journal of Mechanical Science and Technology. – 2015. – Vol. 29(10). – Р. 4329–4340. doi 10.1007/s12206-015-0931-2
- Suresh R., Basavarajappa S., Gaitonde V.N., Samuel G.and Davim J.P.,State-of-the-art research in machinability of hardened steels. Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf. – 2013. – Vol. 227. – N 2. – Р. 191–209. doi 10.1177/0954405412464589
- Koenig W., Komanduri R., Toenshoff H. K. and Ackeshott G. Machining of hard metals. Ann. CIRP. – 1984. – Vol. 33(2). – Р. 417–427. doi 10.1016/S0007-8506(07)62789-9
- Shaw M. C., and Vyas A. Chip formation in the machining of hardened steel. CIRP Annals - Manufacturing Technology. – 1993. –Vol. 42. – N 1. – Р. 29–33. doi 10.1016/S0007-8506(07)62385-3
- Chou Y. K. and Song H. Tool nose radius effects on finish hard turning. Journal of Materials Processing Technology. – 2004. – Vol. 148(2). – Р. 259–268. doi 10.1016/j.jmatprotec.2003.10.029
- Davim J. P. et al. Machining of Hard Materials. – London: Springer-Verlag, 2011. doi 10.1007/978-1- 84996-450-0
- Özel T. and Altan T. Determination of workpiece flow stress and friction at the chip-tool contact for high- speed cutting. International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2000. – Vol. 40. – N 1. – P.133–152. doi 10.1016/S0890-6955(99)00051-6
- Fang N., Fang G.Theoretical and experimental investigations of finish machining with a rounded edge tool.Journal of Materials Processing Technology. – 2007. – 191(1-3). – Р. 331–334. doi 10.1016/j.jmatprotec.2007.03.060
- Fang N.Machining with tool–chip contact on the tool secondary rake face—Part I: a new slip-line model. International Journal of Mechanical Sciences. – 2002. – Vol. 44(11). – Р. 2337–2354. doi 10.1016/S0020- 7403(02)00185-6
- Berezvai S., Bachrathy D. and Stepan G.,.High-speed camera measurements in the mechanical analysis of machining. Procedia CIRP. – 2018. – Vol. 77. – P. 155–158. doi 10.1016/j.procir.2018.08.264
- Johnson G. R. and Cook W. N.A constitutive model and data for metals subjected to large strains. High rates and high temperatures. In 7th International symposium on ballistics, Hague, Netherlands. – 1983. – P. 541–547.
- I. Haq et al.Study of Various Conical Projectiles Penetration into Inconel-718 Target. Procedia Structural Integrity. – 2018.– Vol.13. – Р. 1955–1960. doi 10.1016/j.prostr.2018.12.265