Українська Русский
DonNTU Masters' portal

Abstract

Content

Introduction

The wide distribution of special grades of stainless, heatresistant and highstrength steels and alloys in connection with the growth of loads and temperatures in the main parts and assemblies of modern machines also determines the urgency of the task of increasing the efficiency of their processing. Low thermal conductivity and high strength of these materials contributes to an increase in temperatures and cutting forces, reducing the resistance of the cutting tool, which leads to high labor intensity and low cost of their processing [1].

High temperatures in the treatment area, arising from & ndash; because of the low thermal conductivity of hardtocut materials, they determine the need to study the temperature limitations on cutting conditions when optimizing them. At present, well developed common methods for thermophysical analysis of technological systems, including the basic laws of the formation of heat fluxes and temperatures in the cutting zone [2].The existing method allows to establish the effect of processing parameters on the cutting temperature and justify temperature limitations in optimizing cutting conditions, which is especially important for difficult-to-ork materials. [4].

It is of interest to further study the temperature limitations for special grades of stainless, heat-resistant and highstrength steels and alloys, and to take these limitations into account when optimizing cutting conditions using the linear programming method, which will make it possible to specify the optimal conditions for their processing and to reveal productivity growth reserves [5].

1. The purpose and objectives of the study

The aim of the study is to increase the efficiency of turning by substantiating the optimal cutting conditions and the use of lubricating – cooling process fluids.

The main objectives of the study:

  1. Analyze the possibilities of different SOTS and methods of their submission to the cutting zone to reduce the cutting temperature.
  2. Investigate the thermal state of the cutting zone during turning using the cutting fluid; to develop theoretical models for determining the temperature of cutting depending on cutting conditions, taking into account the effect of the coolant.
  3. Perform optimization of cutting conditions and evaluate the possibilities of improving the efficiency of turning with regard to the effects of a coolant.

The object of study: the processing of machine parts turning with the use of coolants.

Subject of research: technological parameters of machining by turning using SOTS: cutting temperature, surface roughness, optimum cutting conditions, productivity, cost price.

The main provisions of the master's work

  1. The author defends an integrated approach to ensuring highperformance machining of machine parts with turning, taking into account the effect of the cutting fluid based on the optimization of cutting conditions.

The scientific novelty of the results is:

  1. In the development of theoretical models for determining the temperature of cutting, depending on the modes of turning, taking into account the effect of the coolant cutting;
  2. In establishing the analytical dependencies of the optimal turning conditions on the processing conditions, taking into account the effect of the Zotz by the criteria of maximum productivity and minimum cost.

The practical significance of the results is:

  1. In the creation of reasonable recommendations on the choice of the optimal (according to the criteria of performance and cost) cutting conditions for different machining conditions by turning using the COTS.

Conclusion

As a result of the analysis of heat fluxes and temperatures in the cutting zone, depending on the speed and supply, temperature limits were established during the turning of various difficult-to-work materials. For these materials, the boundary values of the coefficients that determine the need to take into account temperature limitations are established.

The optimal cutting conditions are determined to ensure maximum processing performance, taking into account the established temperature limits. Comparison of these cutting conditions with the modes calculated without taking into account temperature limitations was made. Identified reserves to increase cutting speeds (up to 2 times) with the removal of temperature restrictions.

The developed technique to be widely used to predict the patterns of temperature formation in the treatment area, depending on the cutting conditions and optimization of cutting conditions, taking into account temperature limitations for various types of processing.

References

  1. Гуревич, В. Я. Режимы резания труднообрабатываемых материалов / В. Я. Гуревич. – М.: Машиностроение, 1986. – 240с.
  2. Ивченко, Т. Г. Исследование закономерностей формирования тепловых потоков зоне резания при точении / Т. Г. Ивченко // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. – Краматорськ: ДДМА, 2006. № 20. С. 88-94.
  3. Ивченко, Т. Г. Влияние условий обработки на закономерности формирования тепловых потоков в зоне резания при точении / Т. Г. Ивченко // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Машинобудування і машинознавство. Донецьк, ДонНТУ, 2008. № 5. С.23-29.
  4. Богуславский В. А. Оптимизация режимов резания при точении труднообрабатываемых материалов с учетом температурных ограничений / В. А. Богуславский, Т. Г. Ивченко, Зантур Сахби // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: – Донецк: ДонНТУ, 2010. Вып. 39. – С.77-84.
  5. Ивченко Т. Г. Оценка возможностей повышения эффективности обработки при использовании СОТС / Т. Г. Ивченко // Прогрессивные технологии и системы машиностроения:– Донецк: ДонНТУ, 2018. № 1 (60). – С. 37-43.
  6. Справочник технолога-машиностроителя: в 2т. Т2. / под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова М.: Машиностроение 1985. 496 с.
  7. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: справочник / под ред. С. Г. Энтелиса,Э. М. Берлинера М.: Машиностроение 1986. 352 с.
  8. Справочник токаря-универсала / Д. Г. Белецкий, В. Г. Моисеев, М. Г.  Шеметов; Под ред. М. Г. Шеметова. – М.: Маштностроение, 1987. – 560 с.: ил. – (Серия справочников дя рабочих)
  9. Выбор способа подачи смазочно–охлаждающих технологических сред в зону резания при лезвийной обработке / И. Ю. Зайцева, Т. Г. Ивченко (ДонНТУ, г. Донецк, Украина) ИНЖЕНЕР: студенческий научно-технический журнал / Донецк: ДонНТУ, 2011, № 12. – c. 108-111
  10. Расчет тепловых потоков и температур резания при точении с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей. / Т. Г. Ивченко (ДонНТУ, г. Донецк, Украина) Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. Збірник наукових праць. – Краматорськ, ДДМА. вип.26, 2010. – c. 90-96.
  11. Повышение производительности обработки труднообрабатываемых материалов с применением смазочно-охлаждающих жидкостей / В. А. Богуславский, Т. Г. Ивченко, Зантур Сахби (ДонНТУ, г. Донецк, Украина) Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Машинобудування і машинознавство. Випуск 7(166). – Донецьк, ДонНТУ, 2010. – c. 9-16.
  12. Оптимизация режимов резания при точении труднообрабатываемых материалов с учетом температурных ограничений / В. А. Богуславский, Т. Г. Ивченко, Зантур Сахби (ДонНТУ, г. Донецк, Украина) Прогрессивные технологии и системы машиностроения: – Донецк: ДонНТУ, 2010. Вып. 39. – c. 77-84.
  13. Теоретичні основи керування температурою різання з використанням охолоджуючих середовищ / Т.Г. Івченко (ДонНТУ, м. Донецьк, Україна) Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. Збірник наукових праць. Вип.18. – Краматорськ: ДДМА, 2006. – c. 39-45
  14. Регламентация рациональных параметров комбинированой лезвийной и отделочно-упрочняющей обработки при использовании смазочно-охлаждающих жидкостей / Т. Г. Ивченко, В. В. Польченко, А. В. Кузнецова (ДонНТУ, г. Донецк, Украина) Машиностроение и техносфера ХХ1 века. Сб. трудов ХIII международной конференции в г. Севастополе 11 – 16 сентября 2006 г. В 5-и томах. – Донецк: ДонНТУ, 2006.Т.2. – c. 64-67.
  15. Вплив способу подачі охолоджуючого середовища на температуру різання / Т. Г. Івченко, В. Г. Нечепаєв, О. М. Гнитько (ДонНТУ, м. Донецьк, Україна) Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. Збірник наукових праць. Вип.16 . – Краматорськ: ДДМА, 2005. – c. 34-38