2 / 12
Рис. 1. Зависимость температуры
θ
от скорости резания
v
по Сало-
мону
металлов и металлических сплавов
резанием [1–5] позволяют в настоя-
щее время разрабатывать и приме-
нять на практике эффективные тех-
нологические процессы скоростного
резания, обеспечивающие высокую
производительность и высокое ка-
чество изготовления деталей машин
[6–10].
Технологической предпосылкой
возможности реализации процесса высокоскоростной обработки по-
служила гипотеза Саломона (патент № 553594, Германия, 1931 г.),
который предположил, что зависимость температуры от скорости
резания носит экстремальный характер (рис. 1), т.е. начиная с опре-
деленной скорости температура резания уменьшается и при больших
скоростях (
v > v
2
) температура в зоне обработки не превышает до-
пустимых для эксплуатации режущего инструмента значений
θ
доп
. В
ряде технологических исследований высокоскоростной обработки ме-
таллов и сплавов [1, 3, 5] характер зависимости
θ
(
v
)
получил опытное
подтверждение.
Следует отметить, что в последние десятилетия резко возрос спрос
на высокопрочные полимерные композиционные материалы (ПКМ),
зарекомендовавшие себя в качестве перспективных конструкционных
материалов для изготовления ответственных изделий машинострое-
ния и технологии их высокопроизводительной обработки [11–16]. В
отдельных видах производства на долю деталей из композиционных
материалов приходится 20. . . 80% общей массы конструкции. В свя-
зи с этим большой интерес представляют исследования самой воз-
можности использования высокоскоростного резания при обработке
композиционных материалов, а также его эффектов.
Впервые такие исследования были выполнены в МГТУ им. Н.Э. Ба-
умана. При обработке ПКМ критические температуры резания огра-
ничиваются в отличие от металлов и их сплавов теплостойкостью не
инструментального, а обрабатываемого материала. Так, при темпера-
турах 250. . . 350
◦
С проявляются и с повышением температуры резко
интенсифицируются процессы термомеханической деструкции ПКМ
[17, 18]. Термомеханическая деструкция материала характеризуется
нарушением устойчивости и разрушением химических связей моле-
кулярных цепей полимера, возникновением прижогов с образованием
коксового слоя, выделением газообразных продуктов распада связую-
щего. При этом наблюдается потемнение поверхности материала.
В связи с этим при обработке ПКМ режимные параметры, и в пер-
вую очередь скорость резания, назначают из условия отсутствия тер-
60 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 3