Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, кафедра технологии обработки материалов, Москва, Россия:
В. М. Ярославцев, докт. техн. наук, профессор

Н. А. Ярославцева, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: mt13@bmstu.ru

Показано, что улучшить обрабатываемость резанием прутковых заготовок из жаропрочного литейного сплава ЖС6КП, полученных многоступенчатой прокаткой, можно за счет целенаправленного управления деформационными процессами непосредственно в зоне обработки с помощью метода резания с опережающим пластическим деформированием. Метод основан на использовании последовательного энергетического воздействия на материал срезаемого слоя двух рабочих инструментов: упрочнителя и режущего инструмента. Приведены результаты исследований, показывающие значительное снижение удельной работы АР резания и, как следствие этого, уменьшение силы резания и температуры в зоне резания, которые имеют место при точении заготовок из сплава ЖС6КП по предварительно деформированному слою материала. Представлен экстремальный характер экспериментально полученных графических зависимостей изменения удельной работы резания и ее составляющих от удельной нагрузки q, создаваемой дополнительным упрочняющим устройством. Указана область наиболее благоприятных условий работы режущего инструмента для заданных значений параметров режима резания при использовании обработки с упрочнением поверхностного слоя обрабатываемого материала. Опытными данными сравнительных стойкостных испытаний, проведенных при оптимальной нагрузке q, установлено увеличение периода стойкости режущего инструмента при точении с опережающим пластическим деформированием заготовок из сплава ЖС6КП в зависимости от выбранных режимов резания: S_о = 0,15+0,36 мм/об; v = 0,13+0,3 м/с; t = 1+4 мм, от 1,7 раза до 4 раз. Такое увеличение периода стойкости позволяет существенно интенсифицировать обработку резанием сплава, повысив производительность за счет увеличения скорости резания или подачи, либо при сохранении существующих режимов за счет уменьшения вспомогательного времени, затрачиваемого в процессе обработки на обслуживание режущего инструмента.

1. Гуревич Я. Л., Горохов М. В., Захаров В. И. и др. Режимы резания труднообрабатываемых материалов : справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Машиностроение, 1986. — 240 с.
2. Ярославцев В. М. Новая характеристика обрабатываемости металлов резанием // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 1989. № 5. С. 144–148.
3. Ravi Shankar M., Verma R., Rao B. C. et al. Severe plastic deformation of difficult-to-deform materials at near-ambient temperature // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. 2007. Vol. 38A. Iss. 9. P. 1899–1905.
4. Дальский А. М. Что такое технологическая наследственность // Технология металлов. 1998. № 1. С. 2–6.
5. Васильев А. С., Ямников А. С., Ямникова О. А., Матвеев И. А. Влияние наследственных технологических погрешностей изготовления базовой трубы на параметры собранного реактивного двигателя // Черные металлы. 2019. № 1. С. 67–71.
6. Ярославцев В. М., Ярославцева Н. А. Прогнозирование надежности реновируемых деталей машин на основе анализа структуры технологии восстановления // Надежность и контроль качества. Методы менеджмента качества. 1999. № 8. С. 52–58.
7. Kryvyi P. D., Dzyura V. O., Tymoshenko N. M., Krupa V. V. Technological Heredity and Accuracy of the Cross-Section Shapes of the Hydro-Cylinder Cylindrical Surfaces // ASME 2014 International Manufacturing Science and Engineering Conference collocated with the JSME 2014 International Conference on Materials and Processing and the 42nd North American Manufacturing Research Conference. (June 9–13). Vol. 2. Processing. — USA. 2014. DOI: 10.1115/MSEC2014-3946
8. Дальский А. М., Суслов А. Г., Назаров Ю. Ф. и др. Машиностроение: энциклопедия. Т. III-3. Технология изготовления деталей машин. — М. : Машиностроение, 2000. — 840 с.
9. Ярославцев В. М. Механика процесса резания пластически деформированных металлов с неоднородными свойствами по толщине срезаемого слоя // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия: Машиностроение, 1993. № 4. С. 93–103.
10. Фам С. Б., Курсин О. А., Чигиринский Ю. Л. и др. Исследование способа хонингования с опережающим пластическим деформированием при обработке крупногабаритных изделий из низкоуглеродистых сталей // Известия Волгоградского гос. техн. ун-та. 2018. № 7(217). С. 63–66.
11. Шавинская А. В. Улучшение шероховатости при обработке металлов резанием с опережающим пластическим деформированием // Научный взгляд в будущее. 2018. Т. 1. № 9. С. 15–20.
12. Ярославцев В. М., Ярославцева Н. А. Совершенствование технологии переработки стальной стружки // Черные металлы. 2018. № 12. С. 66–71.
13. Крайнев Д. В., Полянчиков Ю. Н., Бондарев А. А. Повышение эффективности точения деформируемых сталей и сплавов с опережающим пластическим деформированием. — Волгоград : Волгоградский гос. техн. ун-т, 2015. — 160 с.
14. Долматов А. И., Курин М. А., Воронько В. В., Скорченко И. В. Методы интенсификации точения дисков и валов ГТД из труднообрабатываемых материалов // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Серія: Машинобудування. 2015. № 2 (74). С. 84–89.
15. Sato Mototaro, Kato Yoshio, Tsutiya Kasuhiro. On the cutting mechanism of cold-rolled aluminum alloy // Journal of Japan Institute of Light Metals. 1978. Vol. 28. No. 2. P. 93–97.
16. Шатуров Д. Г., Шатуров Г. Ф., Жолобов А. А. Технологические особенности чистовой токарной обработки валов. — Могилев : Белорусско-российский университет, 2014. — 192 с.
17. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. — М. : Машиностроение, 1975. — 344 с.
18. De Vos P., Stahl J.-E. Metal cutting. Theories in Practice. Seco Tools AB, Lund-Fagersta, Sweden, 2014. — 183 p.
19. Ярославцев В. М. Эффективность методов опережающего деформационного упрочнения материала срезаемого слоя при обработке резанием // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2015. № 1(100). С. 119–127.
20. Ковшов А. Н. Технология машиностроения. — М. : Машиностроение, 1987. — 320 с.
21. Ярославцев В. М., Ярославцева Н. А. Модернизация средств технологического оснащения для реализации технологии обработки резанием с опережающим пластическим деформированием // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 4. С. 16–21.
22. Ярославцев В. М. Взрыв и сверхтекучесть при обработке металлов резанием // Мат-лы 6-го Всерос. совещания-семинара «Инженерно-физические проблемы новой техники» (Москва, 16–18 мая 2001). — М., 2001. — С. 65–66.
23. Вишняков М. А., Богданович В. И., Прокопович К. В., Громов Е. Г. Влияние термопластического упрочнения на микроструктуру жаропрочных и титановых сплавов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 4(2). С. 370–375.
24. Jambor M., Bokvka O., Novу F. F., Trško L., Belan J. Phase transformations in nickel base superalloy inconel 718 during cyclic loading at high temperature // Production Engineering Archives. 2017. No. 15. P. 15–18.
25. Рехт Р. Ф. Разрушающий термопластический сдвиг // Труды амер. об-ва инж. мех. Серия Е: Прикладная механика. 1964. Т. 31. № 2. С. 34–39.
26. Справочник по технологии резания материалов: в 2 кн.; кн. 1 / под ред. Г. Шпура, Т. Штеферле : пер. с нем. / под ред. Ю. М. Соломенцева. — М. : Машиностроение, 1985. — 688 с.
27. Зорев Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов. — М. : Машгиз, 1956. — 368 с.