Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 1 2019 51 EQUIPMENT. INSTRUMENTS зубообрабатывающих инструментов [6] в ус- ловиях однопроходной и многопроходной об- работки; геометрических и конструктивных параметров зубообрабатывающих фрез [7]; тех- нологических параметров режимов резания [8]; схем резания зубообрабатывающими фрезами, характеризующихся различным сочетанием на- правлений подачи [9]; технического состояния металлорежущего оборудования; методов вре- зания в обрабатываемую заготовку [10]; мате- риала инструмента и заготовки; наличия или отсутствия смазывающей охлаждающей жид- кости; требований, предъявляемых к точности и качеству процесса резания [11]. В исследова- ниях процесса формообразования делается за- ключение о том, что на стойкость зубообрабаты- вающего инструмента в значительной степени влияют размеры срезаемых слоев, оказывающих свое воздействие на износ каждого зуба фрезы отдельно и в целом на весь режущий инстру- мент, мощность резания и крутящий момент, что служит препятствием для выбора оптимальных режимов резания. Эти выводы подтверждаются исследования- ми торцевого и цилиндрического фрезерования, которые показывают, что размеры разрезаемого слоя (длина и толщина) в момент врезания и его выхода из зоны резания с заготовкой при равных условиях определяют силы резания и износ зу- бьев червячной фрезы. Результаты коррекции профиля и высоты зубьев инструмента червяч- ного типа, выполненные с целью выравнива- ния распределенной нагрузки на них, привели к снижению износа режущих зубьев червячной фрезы. Исходя из этого задачи комплексной оп- тимизации параметров фрезерования зубчатых колес решаются с учетом состояния металло- обрабатывающего станка, режущего инструмен- та и обрабатываемой заготовки. Инструментальная оснастка имеет большое значение в работе машиностроительных пред- приятий. Однако наиболее важным элементом оснащения технологического оборудования яв- ляется металлорежущий инструмент [12–14]. Замена инструмента из быстрорежущей стали на режущий инструмент с использованием спе- ченных твердых сплавов WC—Co [15–17] дает повышение производительности и общей эф- фективности обработки [18–24] за счет увели- чения режущей способности материала, но при этом наблюдается снижение универсальности применения инструмента. Таким образом, при разработке такого типа инструмента необходи- мо учитывать особенности режущего материала, режимы резания и другие факторы, относящие- ся к его эксплуатации [25–28]. Целью настоящей работы является повышение работоспособно- сти червячных фрез с использованием сменных многогранных пластин на основе исследования напряженно-деформированного состояния. Для достижения поставленной цели сформулирова- ны следующие задачи: 1) проведение имитационного моделирова- ния процесса зубофрезерования; 2) определение поперечных сечений срезае- мых слоев; 3) исследование напряженного состояния сменных многогранных пластин. Методика исследований Для выполнения поставленных задач необ- ходимо было провести исследования процессов загрузки, напряженно-деформированного со- стояния методом имитационного моделирова- ния с использованием CAD - сиcтемы Компас-3D и CAE - системы конечноэлементного анализа ANSYS. Исследование воздействия геометрии режущей пластины из твердого сплава WC–Co на их деформированное состояние в плоскости схода стружки поможет определить влияние рас- пределения напряжений в пластине при одина- ковых условиях работы инструмента (нарезае- мый модуль, количество зубьев колеса и подаче инструмента), а также поможет определить зоны наибольших деформаций на передней поверхно- сти [29–34]. Метод имитационного моделирования про- цесса резания заключается в том, что наглядно показано положение режущего инструмента в процессе обработки. Это дает возможность от- следить траекторию движения червячной фрезы и обрабатываемой заготовки, впоследствии мож- но выявить поперечное сечение срезаемого слоя. Величина площадей поперечных сечений сре- заемых слоев продемонстрирует, как режущие пластины загружаются в процессе обработки. Для того чтобы графически отобразить процесс формообразования, важно расположить в опре-