Realizacja metody predykcji zużycia ostrza w wybranych warunkach toczenia, wymagała wyznaczenia na powierzchni natarcia wartości rozkładu wybranych parametrów (temperatura, składowa normalna naprężenia, prędkość ruchu wióra po powierzchni natarcia), wykorzystując metodę numeryczną, np. MES. Celem pracy w zakresie naukowo - badawczym było:
• Określenie wpływu parametrów skrawania (νc, f) oraz kąta natarcia Υn na proces zużycia ostrza z węglików spiekanych, podczas obróbki stali konstrukcyjnej.
•Uściślenie matematycznego modelu opisującego wielkości charakteryzujące proces zużywania się ostrza oraz przeprowadzenie obliczeń numerycznych, umożliwiających określenie profilu zużycia powierzchni natarcia ostrza.
Zakres pracy, ze względu na postawione cele, obejmuje analizę zagadnień zużycia i trwałość ostrza narzędzia skrawającego o zdefiniowanej geometrii. Poprzez analizę stref zużycia, z którą wiąże się zagadnienie geometrii ostrza, definicje wskaźników zużycia oraz elementarne mechanizmy składowe zużywania, określone zostają założenia upraszczające rzeczywisty model ostrza i sprowadzające go do postaci, dla której symulacja może być przeprowadzona. Szczególnie istotne są mechanizmy zużycia mechanicznego i adhezyjnego, będące jednymi ze składowych elementów procesu zużywania. Podstawowymi zagadnieniami, na których opiera się praca są analityczne modele zużycia pozwalające na prognozowanie intensywności zużycia ostrza dla konkretnych warunków skrawania.
W pracy przeprowadzono analizę literatury z zakresu pomiaru, identyfikacji i prognozy zużycia ostrzy z węglików spiekanych podczas obróbki stali konstrukcyjnej. Następnie opracowano plan badań eksperymentalnych, oparty o wytypowaną metodykę badawczą. Określono zakres czynników zmiennych oraz zbudowano stanowisko badawcze. Na bazie wyników badań eksperymentalnych opracowano model matematyczny, opisujący proces zużycia ostrza oraz przeprowadzono obliczenia numeryczne, pozwalające na określenie rozkładu temperatur i naprężeń występujących na powierzchni natarcia ostrza. Celem utylitarnym pracy było opracowanie logicznej struktury programu komputerowego do prognozowania kształtu powierzchni natarcia ostrza w wyniku postępującego zużycia, przy uwzględnieniu starcia na powierzchni przyłożenia. Proponowana metoda bazuje na zmodyfikowanym modelu zużycia USUI. Względne błędy geometrii zużycia powierzchni natarcia uzyskanej z symulacji według zmodyfikowanego model USUI w stosunku do geometrii zmierzonej doświadczalnie nie przekraczają założonej wartości 10%, co oznacza, iż proponowana metoda predykcji zużycia ostrza w wybranych warunkach toczenia może być stosowana. Na podstawie badań zarówno eksperymentalnych jak i symulacyjnych stwierdzono, że znajomość temperatury, naprężeń i prędkości spływu wióra na powierzchni natarcia ostrza z węglików spiekanych umożliwia określenie profilu jego zużycia w procesie toczenia.
The researches concern analysis of wear of cutting tool with defined geometry. Adhesion and mechanical abrasive wear are the most important types of wear existing on the rake face of the cutting nose. The influence of cutting parameters (cutting speed νc, feed f) and rake angle Υn on the wear process of carbide sintered tools during carbon steel turning was one of purpose of the researches. The second purpose was the mathematical model creation of cutting zone and numerical calculations of temperature and stress distributions on the rake face.
