Improving efficiency of machining the geometrically complex shaped surfaces by milling with a fixed shift of the cutting edge
| Autor: | Anton Skorkin, Oleg Kondratyuk, Nataliya Lamnauer, Victoria Burdeinaya |
|---|---|
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: |
business.product_category
Materials science 020209 energy 0211 other engineering and technologies Energy Engineering and Power Technology Mechanical engineering 02 engineering and technology Surface finish Kinematics cutting tool Edge (geometry) Industrial and Manufacturing Engineering Machining фрезерування кінематична схема різання ріжучий інструмент ріжуча крайка складна фасонна поверхня ЧПУ Management of Technology and Innovation lcsh:Technology (General) 021105 building & construction 0202 electrical engineering electronic engineering information engineering фрезерование кинематическая схема резания режущий инструмент режущая кромка сложная фасонная поверхность lcsh:Industry Surface layer Electrical and Electronic Engineering Thin film UDC 621.914.1 geometrically complex shaped surface Cutting tool cutting edge Applied Mathematics Mechanical Engineering CNC kinematic cutting scheme Wedge (mechanical device) Computer Science Applications milling Control and Systems Engineering lcsh:T1-995 lcsh:HD2321-4730.9 business |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 2, Iss 1 (98), Pp 60-69 (2019) Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 2, № 1 (98) (2019): Engineering technological systems; 60-69 Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 2, № 1 (98) (2019): Производственно-технологические системы; 60-69 Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 2, № 1 (98) (2019): Виробничо-технологічні системи; 60-69 |
| ISSN: | 1729-4061 1729-3774 |
| DOI: | 10.15587/1729-4061.2019.163325 |
| Popis: | In order to improve efficiency of machining by milling geometrically complex shaped surfaces, mainly the methods related to improvement of properties of the tool material, change of composition and properties of the tool surface layer, application of thin film coatings, reduction of roughness of the working surfaces and improvement of operating conditions of the tool using lubricant-cooling media are mainly used.Proceeding from the above stated, scientifically grounded technical and technological solutions consisting in development of a new highly effective method for machining geometrically complex shaped surfaces by means of disk rotary cutters with a reciprocatively rocking feed motion were studied and set forth in this work. This machining method can increase the period of durability of tools by 1.7 times and milling performance by 1.6 times by means of a fixed kinematic shift of the cutting edge relative to the machined surface.A mathematical apparatus of the method of milling with a fixed shift of the cutting edge was proposed. Analysis of this method with the help of numerical functions has enabled establishment of analytical dependences for determining thickness and volume of a unit cut-off layer. Thickness of the cut-off layer is mainly affected by feed per tooth, Sz, and the angle υ influences its volume which determines normal cutting conditions. A model of distribution of heat flows in the cutting wedge for the method of milling with a reciprocatively rocking feed motion taking into consideration the amplitude of rocking motion of the workpiece was studied. A temperature decrease to 330.2...395.5 °C was established, that is by 80.6...181.6 °C for the stamp steel 9CRSI and to 193.8...285 °С, that is, by 56.6...120.2 °C for steel 45 compared to conventional milling. It was found that total length of the cutting edge increases 2.4 times with 1.5 times temperature decrease Для підвищення ефективності обробки фрезеруванням складних фасонних поверхонь (СФП), застосовуються в основному методи, пов'язані з поліпшенням властивостей інструментального матеріалу, зміною складу і властивостей поверхневого шару інструменту, нанесенням тонкоплівкових покриттів, зниженням шорсткості робочих поверхонь і поліпшенням умов експлуатації інструменту застосуванням ЗОТС.Виходячи з вище викладеного в роботі дослідженні та викладені науково обґрунтовані технічні та технологічні рішення, які полягають в розробці нового високоефективного способу обробки складних фасонних поверхонь дисковими радіусними фрезами зі зворотно-гойдальним рухом подачі. Даний метод обробки дозволяє підвищити період стійкості інструменту в 1,7 рази і продуктивність фрезерування в 1,6 рази, за рахунок постійного кінематичного зсуву ріжучої крайки відносно поверхні різання.Запропоновано математичний апарат способу фрезерування з постійним зсувом ріжучої крайки. Аналіз даного методу за допомогою числових функцій, дозволив встановити аналітичні залежності для визначення товщини і об'єму одиничного зрізаємого шару.Основний вплив на величину товщини зрізаного шару надає подача на зуб Sz, а на обсяг – кут υ, що визначає нормальні умови різання. Досліджено модель розподілу теплових потоків в ріжучому клині для способу фрезерування зі зворотно-гойдальним рухом подачі, що враховує амплітуду руху, що гойдає заготовки. Встановлено зниження температури до 330,2...395,5 °С, тобто на 80,6...181,6 °С для штампової стали 9ХС і до 193,8 ... 285 °С, тобто 56,6...120,2 °С для стали 45, в порівнянні зі звичайним фрезеруванням. Встановлено, що загальна довжина ріжучої крайки збільшується в 2,4 рази, при цьому температура знижується в 1,5 рази Для повышения эффективности обработки фрезерованием сложных фасонных поверхностей (СФП), применяются в основном методы, связанные с улучшением свойств инструментального материала, изменением состава и свойств поверхностного слоя инструмента, нанесением тонкопленочных покрытий, снижением шероховатости рабочих поверхностей и улучшением условий эксплуатации инструмента применением СОТС.Исходя из выше изложенного, в работе исследованы и изложены научно обоснованные технические и технологические решения, которые заключаются в разработке нового высокоэффективного способа обработки сложных фасонных поверхностей дисковыми радиусными фрезами с возвратно-качающиеся движением подачи. Данный метод обработки позволяет повысить период стойкости инструмента в 1,7 раза и производительность фрезерования в 1,6 раза, за счет постоянного кинематического смещения режущей кромки относительно поверхности резания.Предложен математический аппарат способа фрезерования с постоянным смещением режущей кромки. Анализ данного метода с помощью числовых функций, позволил установить аналитические зависимости для определения толщины и объема единичного срезаемого слоя. Основное влияние на величину толщины срезаемого слоя оказывает подача на зуб Sz, а на объем – угол υ, что определяет нормальные условия резания. Исследована модель распределения тепловых потоков в режущем клине для способа фрезерования с возвратно-качательным движением подачи, учитывающий амплитуду качательного движения заготовки. Установлено снижение температуры до 330,2...395,5 °С, то есть на 80,6...181,6 °С для штамповонной стали 9ХС и до 193,8...285 °С, то есть 56,6...120,2 °С для стали 45, по сравнению с обычным фрезерованием. Установлено, что общая длина режущей кромки увеличивается в 2,4 раза, при этом температура снижается в 1,5 раза |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|