Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 1 2019 54 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ об изменениях прогрессивного фрезерования в сравнении с полнопрофильным. Нагрузка на зу- бья снижается, и наблюдается более равномерное ее распределение на них, что, в свою очередь, яв- ляется положительным фактором для примене- ния инструмента, оснащенного твердым сплавом WC–Co. Максимальная нагрузка на зуб № 4 сме- щается ближе к началу фрезерования (площадь поперечного сечения срезаемого слоя состав- ляет порядка 1,9 мм 2 ). Максимальная площадь поперечного сечения срезаемого слоя зуба № 3 составляет 1,4 мм 2 . Зубья № 2 и 5 задействованы меньше, чем в полнопрофильной схеме резания, площади поперечного сечения срезаемых слоев для этих зубьев не превышают 0,4 мм 2 . По результатам сравнительного анализа для полнопрофильной и прогрессивной схемы фре- зерования можно сделать следующие выводы. 1. Если в случае полнопрофильного фрезерова- ния площадь срезаемых слоёв постепенно уве- личивается к середине времени нарезания и по- сле этого начинает постепенно уменьшаться, то при прогрессивном резании максимальные пло- щади срезаемых слоев находятся в самом начале резания. При этом нагрузка на прогрессивные зубья более равномерна, что более благоприят- но для конструкции инструмента. 2. При про- грессивном резании уменьшается площадь по- перечного сечения срезаемого слоя в сравнении с полнопрофильным резанием. Максимальная площадь у полнопрофильной фрезы составля- ет 2,85 мм 2 , у прогрессивной фрезы – 1,9 мм 2 . Уменьшение площади поперечного сечения сре- заемого слоя (а соответственно и нагрузки на зу- бья) также способствует уменьшению износа ре- жущих кромок зубьев. 3. В прогрессивной схеме резания больше задействованы зубья № 3 и 4, а зубья № 2 и 5 почти не нагружены в сравнении с полнопрофильной схемой. Таким образом, мож- но заключить, что при прогрессивном резании нагрузка на зубья будет меньше, чем при полно- профильном благодаря разделению стружки и попеременной работе зубьев. Меньшая нагрузка снижает силы резания и тем самым повышает эффективность режущего инструмента. Следующий важный этап исследований – осуществление конечно-элементного моделиро- вания напряжено-деформированного состояния сменных режущих пластин в условиях полно- профильной и прогрессивной схем резания. Была проведена экспериментальная задача по совершенствованию конечно-элементной сет- ки и определено влияние количества элементов в сетке на результаты напряженного состояния в сплаве WC–Co с использованием программы конечно-элементного анализа ANSYS. Далее в программный комплекс вносились условия только тех моментов, когда во время процесса резания наблюдались самые большие площади срезаемого слоя при различных профилях про- изводящей рейки. Для задания корректных граничных условий нужно задать свойства материала, коэффици- ент Пуассона и модуль Юнга, распределенную нагрузку по передней поверхности пластины и граничные условия по заделкам. Самые наибольшие площади поперечного се- чения срезаемых слоев передней поверхностью пластины при обычной схеме зубофрезерования (производящая рейка изготовлена по DIN 3972) показаны на рис. 3. На рис. 4 изображены самые наибольшие площади поперечного сечения срезаемых слоев передней поверхностью пластины при прогрес- сивной схеме зубофрезерования. Полученные изображения цветовой града- ции напряжений σ 1 для твердого сплава WC– Co с производящей рейкой, изготовленной по DIN3972, показаны на рис. 5. На режущих лез- виях пластины имеются зоны растяжения и Рис. 3. Поперечные сечения срезаемых слоев для инструмента с производящей рейкой, изготовленной по DIN3972 Fig. 3. Cross-sections of the cut-off layers for the tool with a counterpart rack manufactured in accordance with DIN3972