CC BY
41
Оригинальная статья / Original article УДК 621.91
DOI: http://dx.d0i.0rg/l0.21285/1814-3520-2018-12-35-45
ДИССИПАТИВНАЯ СТРУКТУРА КОНТАКТНО-ФРИКЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ
© В.А. Ким1, Ч.Ф. Якубов2
1Комсомольский-на-Амуре государственный университет,
681013, Российская Федерация, г. Комсомольск-на-Амуре, пр-т Ленина, 27.
2Крымский индустриально-педагогический университет,
295013, Российская Федерация, Республика Крым, г. Симферополь, пер. Учебный, 8.
РЕЗЮМЕ: Рассмотрено строение диссипативной структуры контактного взаимодействия при резании металлов и механизм ее функционирования. Исследования проводились при точении стали 45, нержавеющей стали 12Х18Н10Т и титанового сплава ВТ22 резцами из быстрорежущей инструментальной стали Р6М5. Морфология поверхностного слоя режущего клина инструмента изучалась с помощью растрового электронного микроскопа. Усадка стружки определялась весовым методом. Деформационное состояние зоны стружкообразования анализировалось по микроструктуре корней стружки. Цифровые изображения микроструктур анализировались с помощью компьютерной металлографии. Диссипативная структура контактно-фрикционного взаимодействия состоит из ост-ровковых и сплошных наростов, плотно сцепленных с поверхностью режущего клина, упрочненного подповерхностного слоя и адсорбционных пленок на наружной поверхности наростов. Основные свойства диссипативной структуры определяются законами неравновесной термодинамики, а их функционирование связано с трансформацией энергии контактного взаимодействия в тепло и рассеивания ее в окружающей среде, а также минимизации влияния энергетического воздействия деформационного процесса стружкообразования на состояние режущего клина. В период установившегося процесса контактного взаимодействия или квазистационарного состояния основные диссипативные процессы реализуются за счет фрикционного взаимодействия между наружной поверхностью наростов и сходящей стружкой. Активность диссипативного процесса определяется коэффициентом трения, который принимает различные значения в зависимости от структурного состояния поверхностного слоя нароста и наличия на нем адсорбционной пленки. Чем полнее процесс диссипации, тем меньше энергии затрачивается на изнашивание режущего клина и выше стойкость режущего инструмента. Смазочно-охлаждающая технологическая среда при резании активно влияет на состояние диссипативной структуры за счет образования устойчивых адсорбционных пленок, понижающих коэффициент трения между сходящей стружкой и режущим инструментом. Снижение коэффициента трения приводит к уменьшению контактных напряжений, а это вызывает изменение напряженно-деформированного состояния всей деформационной области стружкообразования. Предложена архитектоника диссипативной структуры контактно-фрикционного взаимодействия при резании металлов и механизм ее функционирования. В период квазистационарного протекания резания диссипация в зоне вторичных пластических деформаций реализуется за счет разных режимов фрикционных процессов между сходящей стружкой и наружными поверхностями наростов. Влияя на характер фрикционного процесса, можно управлять стойкостью режущего инструмента и качеством механической обработки.
Ключевые слова: неравновесный процесс, диссипативная структура, пластическая деформация, коэффициент трения, режущий инструмент, нарост, стойкость
Информация о статье: Дата поступления 17 октября 2018 г.; дата принятия к печати 23 ноября 2018 г.; дата онлайн-размещения 28 декабря 2018 г.
0
1Ким Владимир Алексеевич, доктор технических наук, профессор кафедры материаловедения и технологии новых материалов, e-mail: sinerg@mail.ru
Vladimir A. Kim, Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of Materials Science and Technology of New Materials, e-mail: sinerg@mail.ru
2Якубов Чингиз Февзиевич, кандидат технических наук, доцент, ректор Крымского индустриально-педагогического университета, e-mail: scepu@mail.ru
Chingiz F. Yakubov, Cand. Sci.(Eng.), Associate Professor, Rector of the Crimean Industrial-Pedagogical University, e-mail: scepu@mail.ru
Для цитирования: Ким В.А., Якубов Ч.Ф. Диссипативная структура контактно-фрикционного взаимодействия при резании металлов. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018;22(12):35—45. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-12-35-45
DISSIPATIVE STRUCTURE OF CONTACT-FRICTION INTERACTION AT METAL CUTTING
Vladimir A. Kim, Chingiz F. Yakubov
Komsomolsk-on-Amur State University,
27 Lenin pr., Komsomolsk-on-Amur 681013, Russian Federation
Crimean Industrial and Pedagogical University,
8, Uchebny per., Simferopol 295013, Republic of Crimea, Russian Federation
0
ABSTRACT: The article considers the dissipative structure of contact interaction at cutting metals and its operation mechanism. Researches were carried out at turning steel 45, stainless steel 12X18H10T and a titanium alloy VT22 by the cutters made of high speed tool steel P6M5. The morphology of the tool cutting wedge surface layer was studied by means of a raster electronic microscope. Chip shrinkage was determined by the weight method. The deformation state of the chip formation zone was analyzed by the microstructure of chi p roots. Digital images of microstructures were analyzed by means of a computer metallography. The dissipative structure of contact and friction interaction consists of the island-shape and continuous growths densely linked to the cutting wedge surface, strengthened subsurface layer and adsorption films on the external surface of growths. The main properties of the dissipative structure are determined by the laws of non-equilibrium thermodynamics as their functioning is connected with the conversion of contact interaction energy into heat and its dispersal in environment. Another property is minimization of the power effect of the deformation process of chip formation on cutting wedge condition. Under the steady-state process of contact interaction, or during a quasi-steady state, the main dissipative processes are implemented due to frictional interaction between the external surface of the growths and the coming off chip. The intensity of the dissipative process is determined by the friction coefficient which accepts various values depending on the structural condition of the growth surface layer and presence of the adsorption film on it. The more complete the dissipation process, the less energy is spent for cutting wedge wear, and the higher is cutting tool durability. Lubricant cooling technological environment actively influences the state of the dissipative structure at cutting due to the formation of steady adsorption films lowering the friction coefficient between the coming-off chip and the cutting tool. Decrease in the coefficient of friction results in the reduction of contact stresses. The latter causes the changes in the stress-strain state condition of the whole deformation area of chip formation. The authors have proposed the architectonics of the dissipative structure of the contact-friction interaction under metal cutting and its operation mechanism. During the quasistationary period of cutting the dissipation in the zone of secondary plastic deformations is implemented due to the different modes of frictional processes between the coming off chip and external surfaces of growths. Influencing the nature of the frictional process, it is possible to control the durability of the cutting tool and quality of machining.
Keywords: non-equilibrium process, dissipative structure, plastic deformation, friction coefficient, cutting tool, growth, durability
Information about the article: Received October 17, 2018; accepted for publication November 23, 2018; available online December 28, 2018.
For citation: Kim V.A., Yakubov C.F. Dissipative structure of contact-friction interaction at metal cutting. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018; 22(12):pp. 3545. (In Russ.) DOI: 10.21285/1814-3520-2018-12-35-45
Введение
Механическая обработка представляет процесс формообразования, включающая высокоскоростную пластическую деформацию и разрушение обрабатываемого материала, контактно-фрикционное взаимодействие и изнашивание ассиметричного режущего клина. Процессы, сопутствующие резанию металлов, протекают в неравно-
весных условиях на фоне высоких температур и их градиентов, скоростей нагрева и охлаждения, а сама зона резания представляет многофакторную динамическую систему, развивающуюся по синергетиче-скому алгоритму, который связан с образованием, развитием и функционированием диссипативных структур [1-6].
@
Под диссипативными структурами понимают совокупность микроструктурных образований, обладающих элементами «искусственного интеллекта», с помощью которых в неравновесных деформационных системах поглощенная внутренняя энергия трансформируется в тепловые источники и другие диссипативные потоки, а также минимизируются влияния внешних возмущений различной природы [4, 6, 7]. Основные свойства диссипативных структур определяются законами неравновесной термодинамики, но конкретный механизм их функционирования носит индивидуальный характер в зависимости от природы неравновесного процесса, и не всегда является очевидным [7-9].
Характер функционирования диссипативных структур определяет кинетику раз-
вития системы в целом. Начальный период или период приработки необходимо рассматривать как стадию образования диссипативной структуры, а установившийся период как стадию сформированной и функционирующей диссипативной структуры [3, 4, 10].
Раскрытие физического строения и механизма функционирования диссипативных структур при резании металлов позволяет прогнозировать характер развития неравновесного процесса, раскрывает новые алгоритмы управления качеством механической обработки и работоспособности режущего инструмента.
В статье рассмотрено строение диссипативной структуры контактного взаимодействия при резании металлов и механизмы ее функционирования.
Методика исследования
Исследования проводились при точении различных конструкционных материалов (стали 45, нержавеющей стали 12Х18Н10Т и титанового сплава ВТ22) резцами из быстрорежущей инструментальной стали Р6М5 на получистовых режимах резания. Морфология поверхностного слоя режущего клина инструмента изучалась с помощью растрового электронного микроскопа S3400-N (Hitachi). Усадка стружки
определялась весовым методом. Структурное и деформационное состояние зоны стружкообразования анализировалось по микроструктуре корней стружки, полученных с помощью «падающего» резца [15]. Сама микроструктура фиксировалась металлографическим микроскопом Nikon 200A при увеличении 400 крат, полученные цифровые изображения обрабатывались программой Image.Pro.Plus.5.1 (США).
Строение диссипативной структуры контактно-фрикционного взаимодействия при резании
Результатом контактно-фрикционного взаимодействия и взаимного массопе-реноса обрабатываемого материала и режущего клина при резании является образование наростов. Сплошность наростов и прочность их сцепления с поверхностью режущего клина определяется их местоположением на рабочих поверхностях инструмента. Чем ближе к режущей кромке, тем выше сплошность и прочность сцепления наростов. Наросты являются основной составляющей диссипативной структуры, возникающей и функционирующей в зоне контактно-фрикционного взаимодействия при
резании металлов.
На рис. 1 и 2 приведены некоторые виды сплошных и островковых наростов на передних поверхностях токарных резцов при точении сталей 45 и 12Х18Н10Т. Аналогичные виды наростов были получены при точении титанового сплава ВТ22. Сплошной нарост состоит из островковых и отличается более высокой сплошностью и степенью пластической деформации, поэтому в ее структуре более вероятно наличие аморфных фаз. Островковые наросты характеризуются дальним порядком, связанной с их ориентацией в направлении скользящей
Машиностроение и машиноведение
Mechanical Engineering and Machine Science
Рис. 1. Островковые наросты на передней поверхности быстрорежущего резца при точении 12Х18Н10Т (1) и стали 45 (2) Fig. 1. Island growths on the front surface of the high-speed cutter when turning 12X18H10T (1) and steel 45 (2)
Рис. 2. Сплошные наросты на передней поверхности быстрорежущего резца при точении 12Х18Н10Т (1) и стали 45 (2) Fig. 2. Solid growths on the front surface of the high-speed cutter when turning 12X18H10T (1) and steel 45 (2)
стружки. Такая упорядоченность сохраняется и в морфологии сплошного нароста.
На изображении островковых и сплошных наростов, получаемых с помощью растрового электронного микроскопа, наблюдаются светлые участки, представляющие микрозоны с высоким электростатическим зарядом. Можно предположить, что это вероятнее всего участки со стабильными адсорбционными пленками и аморфной фазой, обладающие относительно высокими диэлектрическими свойствами.
На рис. 3 схематично представлено строение диссипативной структуры процесса контактного взаимодействия при резании металлов, объясняющее некоторые
механизмы ее функционирования. На рабочих передних поверхностях режущего клина 1 располагаются островковые и сплошные наросты, прочность сцепления которых с подложкой зависит от их местоположения относительно режущей кромки. Чем ближе нарост к режущей кромке, тем выше прочность сцепления.
Наросты представляют высоко деформированные образования преимущественно из обрабатываемого материала, имеющего наноструктурную организацию, насыщенную продуктами разложения технологической среды и химическими элементами инструментального материала [12].
Ш
Наружная поверхность отдельных островко-вых наростов покрыта устойчивой адсорбционной пленкой 3, а на поверхности сплошного и некоторых островковых наростов она может отсутствовать. По вершинам наростов скользит стружка 4. В отдельных полостях между впадинами островковых наростов и стружкой могут находиться небольшие объемы смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС) и продукты внешней технологической среды 5. Под наростами располагается подповерхностный слой режущего инструмента с измененной структурой 6, модифицированный в результате пластической деформации и теплового воздействия, которые могут инициировать деформационное упрочнения и диффузионный перенос элементов из глубинных слоев или внешней технологической среды в поверхностные слои.
На диссипативную структуру действует поток тепловой и механической энергии высокой плотности, передаваемый через скользящую стружку. Контактное взаимодействие протекает в неравновесных условиях, при этом внешние динамические возмущения определяются процессом стружкообразования, а динамические реакции на эти возмущения генерируются самой
диссипативной структурой. Динамика процесса предполагает, что все скоростные, силовые и тепловые параметры системы контактного взаимодействия являются нелинейными стохастическими функциями времени и обобщенной координаты состояния системы [4, 6].
Тепловой поток, идущий от зоны стружкообразования, пронизывает систему контактно-фрикционного взаимодействия и рассеивается во внешней среде. Он влияет на механические и деформационные свойства контактных слоев режущего инструмента, устойчивость адсорбционной пленки на наружных поверхностях островковых наростов, коэффициент трения между скользящей стружкой и режущим инструментом, а также на прочность сцепления нароста с передней рабочей поверхностью режущего клина.
Система контактно-фрикционного взаимодействия является динамической, в которой постоянно происходят какие-нибудь изменения, например, срыв некоторых островковых наростов, отдельных участков или целиком сплошного нароста. Отрыв нароста сопровождается локальным разрушением инструментального материала, а интенсивность этого процесса определяет изнашива-
2
Рис. 3. Строение диссипативной структуры контактного процесса при резании металлов: 1 - передняя поверхность режущего клина; 2 - островковые наросты; 3 - адсорбционная пленка;
4 - стружка; 5 - смазочно-охлаждающая технологическая среда; 6 - упрочненный слой Fig. 3. Structure of the dissipative structure of the contact process when cutting metals: 1 - front surface of the cutting wedge; 2 - island growths; 3 - adsorption film; 4 - chips; 5 - cooling lubricant; 6 - hardened layer
6
Ш
ние режущего инструмента. Отрыву нароста предшествует нарушение сплошности адсорбционной пленки на его наружной поверхности и появление «сухого» металлического контакта. Это приводит к образованию прочной адгезионной связи между наростом и скользящей стружкой. Если прочность такой связи выше прочности адгезионного сцепления между наростом и поверхностью
режущего клина, то происходит просто отрыв нароста без разрушения рабочей поверхности инструмента. Если адгезионная связь между наростом и инструментом достаточно высокая, то разрушение происходит либо по самому наросту, либо на глубинном уровне поверхностного слоя инструмента, который представляет элементарный акт изнашивания.
Функционирование диссипативной структуры контактного взаимодействия
Диссипативная структура функционирует таким образом, чтобы максимально снизить влияние внешних возмущений, путем реализации принципа наименьшего действия [4, 7]. Алгоритм снижения внешних воздействий включает минимизацию коэффициента трения между наростом и стружкой, образование прочной адгезионной связи между наростом и поверхностью режущего клина, максимальное упрочнение подповерхностного слоя инструмента и повышение удельной работы изнашивания. Рассмотрим более подробно каждый из перечисленных механизмов.
Устойчивость адсорбционной пленки зависит от температурно-силовых условий контактного процесса. С повышением температуры и контактных напряжений антифрикционная функция адсорбционной пленки снижается. Устойчивая адсорбционная пленка может существовать только в области дискретного контакта и при наличии в СОТС поверхностно-активных присадок [13, 14]. При отсутствии адсорбционной пленки наружная поверхность нароста может обеспечивать низкий коэффициент трения за счет сильно деформированной аморфной фазы. Следовательно, одним из условий нормального функционирования диссипативной структуры является обеспечение минимального коэффициента трения между наростом и скользящей стружкой, т.е.
aifi it )+a2f2 (t ) + аъ/ъ it ) ^ min,
(1)
где f1 (t) - коэффициент сухого трения между
наростом и скользящей стружкой; f2(t) - коэффициент терния между наростом и стружкой при наличии адсорбционной пленки; f2(t) - коэффициент трения межу наростом и стружкой при наличии аморфной фазы; а1, а2 и аз - весовые коэффициенты, учитывающие соотношения площадей контактных участков с разными режимами внешнего трения.
Снижение коэффициента трения приводит к изменению тензора напряжений в зоне стружкообразования, а это меняет напряженно-деформированное состояние во всей области первичных деформаций стружкообразования [15]. Такая взаимозависимая связь представляет один из вариантов проявления алгоритма принципа наименьшего действия в процессах резания металлов.
Прочность адгезионной связи между металлическими материалами определяется их атомарным, химическим и электронным родством, которое можно представить в формализованном виде как диаграммы Даркена-Гурри, построенной в координатах «атомарный радиус - электроотрицательность». Прочность адгезионной связи выше между теми элементами, которые ближе располагаются на диаграмме Даркена-Гурри [16].
Прочность адгезионной связи можно повысить за счет увеличения поверхностных дефектов кристаллического строения, концентрирующих вокруг себя упругую внутреннюю энергию. При сближении двух поверхностей и их взаимной пластической деформации часть энергии, аккумулированной
Ш
поверхностным концентратором напряжения, выделяется в виде теплового импульса, облегчая процесс образования прочных металлических или молекулярных связей между контактирующими поверхностями. Это приводит к образованию прочной адгезионной связи. Следовательно, прочность адгезионной связи можно повысить за счет увеличения плотности поверхностных дефектов кристаллического строения, образующих концентраторы напряжений разных масштабных уровней. Эффективным способом повышения таких концентраторов напряжений является наведение поверхностных дислокаций путем поверхностного пластического деформирования. В контактно-фрикционной зоне между стружкой и инструментом пластическая деформация является естественным и доминирующим процессом.
Упрочнение подповерхностного слоя режущего крина и повышение удельной работы изнашивания представляют единый процесс, связанный с повышением химического потенциала поверхностной микроструктуры. Учитывая деформационный характер контактно-фрикционного взаимодействия при резании, основным механизмом упрочнения поверхностного слоя режущего клина будет деформационное упрочнение за счет генерации плотности дислокаций.
Итак, прочность адгезионных связей между наростом и поверхностью режущего клина, упрочнение его поверхностных слоев и повышение удельной работы изнашивания режущего инструмента определяется плотностью дефектов кристаллического строения трущихся поверхностей. Доминирующую роль в этих механизмах играют дислокации.
Уравнение энергетического баланса контактно-фрикционного процесса в энергетических потоках можно представить
ния адгезионной связи; Ри - истинная площадь контакта; Ау - приращение химического потенциала при деформационном упрочнении контактных слоев инструмента; аизн - удельная работа изнашивания; АМ -потеря массы, отнесенной к единичной площади контакта режущего клина при изнашивании; Уупр - объем упрочненного поверхностного слоя инструмента; 0 - поток тепла, выделившийся при контактно-фрикционном взаимодействии.
Тепловой поток О учитывает только ту энергию, которая выделилась непосредственно в процессе контактно-фрикционного взаимодействия в зоне вторичной пластической деформации, т.е. не учитывает тепло, идущее из зоны стружкообразования.
Поток тепла О можно представить через скорость производства энтропии
Q = TdS.
dt
(3)
Выделим отдельно все компоненты уравнения баланса (2), зависящие от свободной энергии Ф, поглощенной при контактно-фрикционном взаимодействии:
Ф = a , F + a ЛИ + AuV .
адг и изн г упр
(4)
Тогда уравнение баланса примет вид
p■(a1f1 +a2f2 +a3f3)-v = Q + Ф. (5)
Диссипативная структура по определению должна обеспечивать
или
Ф ^ max
dФ = 0.
(6)
(7)
p(aif1 +a2f2 +a3f3 )v =
= Q + aadF + ¿Vp + аи3нЛМ
(2)
где р - среднее нормальное напряжение в контакте; аааг - удельная энергия образова-
Тогда (4) можно представить
Ф = Р ■ (aif1 + a2f2 + a3f3 ) x
dS
xv--T ^max.
dt
(8)
Ш
С учетом условия (7) уравнение (8) в раскрытом виде представляет
dP (aifi +a2f2 +a3f3 )V + + Pv■ d (aifi + a2f2 + a3f3 ) + + p (aifi +a2f2 +a3f3 ) ■ dv = .
d2 STJS,T = —г- T + — dT. dt2 dt
(9)
Неравновесная система контактно-фрикционного взаимодействия в своем развитии стремится к условию устойчивого динамического равновесия, когда нормальное давление в контакте, скорость скольжения стружки и температура в зоне резания стабилизируются, изменяясь в определенном узком диапазоне. Другими словами, в установившемся периоде процесса система резания находится в квазиустойчивом состоянии. В первом приближении нормальное давление, скорость скольжения стружки и температуру можно считать постоянными. С учетом этого, уравнение (9) примет вид
Pv■ d (aifi + a2f2 + a3f3 ) =
d2 S dt2
T. (10)
Из (10) следует, что производство энтропии в контактном установившемся процессе происходит преимущественно в зоне фрикционного взаимодействия стружки с поверхностными слоями наростов или режущего клина. Все остальные механизмы диссипации включаются периодически на небольшой период времени при пиковых возмущениях контактно-фрикционного процесса. При этом скорость производства энтропии будет определяться интегральной величиной воздействия коэффициентов трения. Математически это можно представить:
ри-(а1/1 +а2/2 +а3/3 )■ г = ^Т. (11)
ш
Весовые коэффициенты определяются относительной площадью контакта стружки с передней поверхностью режущего
клина, покрытой наростами и разной степенью развития адсорбционной пленки или ее отсутствия. Их численное значение можно определить:
I,
_ l1 . _ l2 . _ 3
1 l l l
k lk lk
(12)
где 11, ¡2, ¡з - длина контакта, покрытая наростами без адсорбционной пленки, с адсорбционной пленкой и с аморфной поверхностной фазой соответственно; ¡к - длина контакта, покрытая наростами.
Наибольшее значение имеет весовой коэффициент, относящийся к «сухому» контакту, среднее значение имеет место при контакте с аморфной фазой и минимальное значение у коэффициента с устойчивой адсорбционной пленкой. Соотношение весовых коэффициентов сильно зависит от состава технологической среды, скорости резания температуры в зоне контактного процесса. С повышением скорости резания доля «аморфного» и «сухого» контакта возрастает. При наличии в СОТС высокой концентрации термически устойчивых поверхностно-активных веществ увеличивается роль контакта, покрытого адсорбционной пленкой. Расположение различных контактных участков в зоне вторичных пластических деформаций показано на рис. 4.
Процессы контактно-фрикционного взаимодействия оказывают непосредственное влияние на стружкообразование через угол действия, который определяется
со-
= arctg(aifi + a2f2 +a3f3 )~у. (13)
Угол действия оказывает влияние на мощность резания [1]
А = Rv ■cos с.
(14)
где Р - равнодействующая сила резания.
Влияние диссипативного процесса на равнодействующую силу резания можно представить следующей зависимостью:
Я = N1 -(«1/1 +«2/2 + «з/з)2, (15)
Рис. 4. Схема контактно-фрикционных участков в зоне вторичных пластических деформаций Fig. 4. Diagram of contact and friction areas in the zone of secondary plastic deformation
где ^ер - нормальная нагрузка на передней поверхности режущего клина.
Нормальная нагрузка на передней поверхности режущего клина определяется эпюрой распределения нормальных контактных напряжений
'к
Кпер =| р(1)Л. (16)
0
Тогда работа резания будет равна
Ар = 1 - («1/1 + «2/2 + «зЛ )2 Х (17)
X <°]аГС% («1/1 +«2/2 +«з/з )-/].
Наличие тесной связи между процессами, происходящими в зонах первичной и вторичной пластической деформации, подтверждается зависимостью между количественными микроструктурными показателями стружкообразования и условиями контактно-фрикционного взаимодействия при резании металлов [15].
Заключение
1. Диссипативная структура, образующая и функционирующая в контактном процессе, состоит из островковых и сплошных наростов, адсорбционной пленки на их наружных поверхностях и упрочненного подповерхностного слой режущего клина.
2. В период устойчивого (квазистационарного) протекания процесса резания
диссипация в зоне вторичных пластических деформаций реализуется за счет разных режимов фрикционных процессов между сходящей стружкой и наружными поверхностями наростов. Влияя на характер фрикционного процесса, можно управлять стойкостью режущего инструмента и качеством механической обработки.
Библиографический список
1. Бобров В.Ф., Грановский Г.И., Зорев Н.Н. Развитие науки о резании металлов. М.: Машиностроение, 1967. 416 с.
2. Воронцов А.Л., Султан-Заде Н.М., Албагачиев А.Ю. Разработка новой теории резания. 1. Введение // Вестник машиностроения. 2008. № 1. С. 57-67.
3. Заковоротный В.Л., Фан Динь Тунг, Быкадор В.С. Самоорганизация и бифуркация динамической системы обработки металлов резанием // Известия высших учебных заведений. Прикладная неравновесная динамика. 2014. Т. 22. № 3. С. 26-39.
4. Ким В.А. Самоорганизация в процессах упрочнения, трения и изнашивания режущего инструмента. Владивосток: Дальнаука, 2001. 203 с.
5. Ким В.А., Якубов Ф.Я., Схиртладзе А.Г. Мезомеза-ника процессов контактного взаимодействия при трении и резании металлов. Старый Оскол: ООО «Тонкие наукоемкие технологии», 2017. 244 с.
6. Мигранов М.Ш., Шустер Л.Ш. Особенности термодинамических процессов на контактных поверхностях режущего инструмента // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4-3. С. 1126-1129.
7. Иванова В.С., Баланкин А.С., Бунин И.Ж., Оксогоев А.А. Синергетика и фракталы в материаловедении. М.: Наука, 1994. 383 с.
8. Федоров С.В. Основы трибоэргодинамики и физико-химические предпосылки теории совместимости. Калининград: Калининградский государственный технический университет, 2003. 415 с.
9. Федоров С.В., Ассенова Э. Синергетический принцип самоорганизации при трении // Вестник науки и образования Северо-Запада России, 2017. Т. 3. № 3. С. 21-41.
10. Кремнева Л.В., Снегирева К.К., Ершова И.В. Методика расчета коэффициента диссипации энергии при резании материалов // Вестник МГТУ «Станкин», 2014. № 4 (31). С. 119-122.
11. Кабалдин Ю.Г., Олейников А.И., Бурков А.А. Синергетический подход к анализу динамических процессов в металлорежущих станках // СТИН, 2003. № 1-2. С. 3-6.
12. Ким В.А., Каримов Ш.А. Проявление физической мезомеханики при контактном взаимодействии и изнашивании // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2014. № II-1 (18). C. 79-85.
13. Якубов Ч.Ф. Упрочняющее действие СОТС при обработке металлов резанием. - Симферополь: ОАО «Симферопольская городская типография», 2008. 156 с.
14. Верхотуров А.Д., Якубов Ф.Я., Ким В.А., Коневцов Л.А., Якубов Ч.Ф. Роль воздуха в контактных процессах резания металлов // Ученые записки КнАГТУ. 2014. № III-1 (19). С. 65-72.
15. Отряскина Т.А., Ким В.А., Сарилов М.Ю. Структурно-количественные соотношения процесса струж-кообразования // Фундаментальные исследования. 2014. № 6-5. С. 932-936.
16. Хирионен Дж. Ионная имплантация / пер. с англ. М.: Металлургия, 1985. 302 с.
References
1. Bobrov V.F., Granovskij G.I., Zorev N.N. Razvitie nauki o rezanii metallov [Development of science on metal cutting]. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1967, 416 p. (In Russian)
2. Voroncov A.L., Sultan-Zade N.M., Albagachiev A.Yu. Development of a new theory of cutting. 1. Introduction. Vestnik mashinostroeniya [Bulletin of Mechanical Engineering], 2008, no. 1, pp. 57-67. (In Russian)
3. Zakovorotnyj V.L., Fan Din' Tung, Bykador V.S. Self-organization and bifurcations of dynamical metal cutting system. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Priklad-naya neravnovesnaya dinamika [Proceedings of higher educational institutions. Applied non-equilibrium dynamics], 2014, vol. 22, no. 3, pp. 26-39. (In Russian)
4. Kim V.A. Samoorganizaciya v processah up-rochneniya, treniya i iznashivaniya rezhushchego instrumenta [Self-organization in the processes of hardening, friction and wear of the cutting tool]. Vladivostok: Dal'nauka Publ., 2001, 203 p. (In Russian)
5. Kim V.A., Yakubov F.Ya., Skhirtladze A.G. Mezome-hanika processov kontaktnogo vzaimodejstviya pri trenii i rezanii metallov [Mesomechanics of contact interaction processes under metal friction and cutting]. Staryj Oskol: «Fine High-End Technologies» LLC Publ., 2017, 244 p. (In Russian)
6. Migranov M.Sh., Shuster L.Sh. Thermodynamic process on contact surfaces of cutting tools. Izvestiya Sa-marskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk [Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian
Academy of Sciences], 2011, vol. 13, no. 4-3, pp. 11261129. (In Russian)
7. Ivanova V.S., Balankin A.S., Bunin I.Zh., Oksogoev A.A. Sinergetika i fraktaly v materialovedenii [Synergetics and fractals in materials science]. Moscow: Nauka Publ., 1994, 383 p. (In Russian)
8. Fedorov S.V. Osnovy triboergodinamiki i fiziko-himich-eskie predposylki teorii sovmestimosti [Bases of triboen-gineering and physico-chemical preconditions of the compatibility theory]. Kaliningrad: Kaliningrad state technical university Publ., 2003, 415 p. (In Russian)
9. Fedorov S.V., Assenova E. Synergy principle of self-organization at friction. Vestnik nauki i obrazovaniya Severo-Zapada Rossii [Journal of Science and Education of North-West Russia], 2017, vol. 3, no. 3, pp. 2141. (In Russian)
10. Kremneva L.V., Snegireva K.K., Ershova I.V. Methods of calculating the energy dissipation coefficient when cutting materials. Vestnik MGTU "Stankin" [Vestnik MSTU "Stankin"], 2014, no. 4 (31), pp. 119-122. (In Russian)
11. Kabaldin Yu.G., Olejnikov A.I., Burkov A.A. Syner-getic approach to the analysis of dynamic processes in machine tools. STIN, 2003, no. 1-2, pp. 3-6. (In Russian)
12. Kim V.A., Karimov Sh. A. Manifestation of physical mesomechanics in contact interaction and wear. Uchenye zapiski Krymskogo inzhenerno-pedagog-icheskogo universiteta [Scientific notes of the Crimean Engineering Pedagogical University], 2014, no. II-1(18),
pp. 79-85. (In Russian)
13. Yakubov Ch.F. Uprochnyayushchee dejstvie SOTS pri obrabotke metallov rezaniem [Strengthening action of coolants under metal cutting]. Simferopol': Simferopol city printing house JSC Publ., 2008, 156 p. (In Russian)
14. Verhoturov A.D., Yakubov F.Ya., Kim V.A., Konevcov L.A., Yakubov Ch.F. Role of air in the contact process of cutting metals. Uchenye zapiski KnAGTU [Scholarly
notes of Komsomolsk-na-Amure State Technical University], 2014, no. III-1 (19), pp. 65-72. (In Russian)
15. Otryaskina T.A., Kim V.A., Sarilov M.Yu. Structural-quantitative parities of process cut formation. Fundamen-tal'nye issledovaniya [Fundamental research], 2014, no. 6-5, pp. 932-936. (In Russian)
16. Hirionen Dzh. Ion implantation, 1985. 302 p. (Russ. ed.: Ionnaya implantaciya. Moscow, Metallurgiya Publ., 1985, 302 p.).
Критерии авторства
Ким В.А. обосновал и предложил строение диссипа-тивной структуры контактного взаимодействия при резании металлов, выполнил термодинамический анализ контактного процесса. Якубов Ч.Ф выполнил микроструктурные исследования и показал связь между диссипативной структурой и зоной первичных пластических деформаций стружкообразования. Авторы в равной мере несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Authorship criteria
Kim V.A. substantiated and proposed the composition of a dissipative structure of contact interaction under metal cutting, performed a thermodynamic analysis of the contact process. Yakubov Ch.F. performed a microstructural study and showed the relationship between the dissipative structure and the area of primary plastic deformations of chip formation. The authors bear equal responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
