Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 22 No. 1 2020 29 TECHNOLOGY поверхности и оказывает существенное влия - ние на стойкость инструмента . В связи с этим цель настоящей работы за - ключается в разработке и обосновании матема - тических моделей влияния режимов и парамет - ров процесса обработки на функциональные и выходные параметры точения и фрезерования для последующего применения при техноло - гической подготовке производства ( ТПП ) и адаптивном управлении процессом резания в ЦПС . Для достижения указанной цели необходи - мо решить следующие задачи . Во - первых , вы - полнить выбор характеристик функции откли - ка , а также режимов и условий механической обработки , инструментальных и обрабатывае - мых материалов , выступающих в качестве вли - яющих факторов . Во - вторых , осуществить пла - нирование , выполнить многоуровневые полные факторные эксперименты и провести статисти - ческую обработку их результатов с получением математических моделей . В - третьих , провести анализ полученных математических зависимо - стей с позиции температурно - деформационных закономерностей процесса резания . Методика исследований В качестве характеристики функции откли - ка при обработке в материалах данного иссле - дования выступают среднее арифметическое отклонение профиля Ra , мкм , средний шаг не - ровностей профиля Sm , мм , и нагрузка на ре - жущий инструмент , которая выражается через силу резания Pz , Н . Согласно принятым методикам назначения режимов резания на основе справочно - норма - тивной литературы [10–16] глубина резания t для предварительного точения и фрезерования была принята равной 2 мм , для чистового точе - ния и фрезерования – 0,5 мм . В качестве обрабатываемых материалов рассмотрены конструкционные углеродистые и легированные стали – группа «P» согласно международному стандарту ISO и коррозион - но - стойкие – группа « М », как наиболее рас - пространенные в машиностроении . Для по - строения математических моделей в настоящей работе в роли фактора , определяющего свойства обрабатываемого материала , оказывающего значительное влияние на температурно - дефор - мационные характеристики , функциональные и выходные параметры процесса резания , а так - же широко используемого в производственной практике , принята твердость , Н V. В качестве типового представителя кон - струкционных углеродистых и легированных сталей использовалась сталь 40 Х ГОСТ 4543– 2016, а коррозионно - стойких сталей – сталь 20 Х 13 ГОСТ 5949–2018. Для задач многоуров - невого полного факторного эксперимента на основе анализа конструкторской документации были определены наиболее распространенные механические свойства , предъявляемые к дета - лям из стали 40 Х и 20 Х 13. На основе данного анализа были назначены режимы термической обработки при проведении экспериментов для трех уровней варьирования фактора твердости обрабатываемого материала . Выбор геометрии и конструкции режущего инструмента также осуществлялся исходя из справочно - нормативных рекомендаций и на ос - нове производственной практики механообра - батывающих участков . Наиболее универсальными сменными мно - гогранными пластинами ( СМП ) для токарной обработки с ЧПУ являются пластины ромби - ческой формы с углом при вершине 80º, форма «C» согласно ISO 1832–1991. Наиболее широко применяемыми при чистовой и получистовой токарной обработке являются СМП с r = 0,8 мм . Таким образом , на основе проведенного анали - за были назначены СМП геометрии и размера CNMG 120408 согласно ISO 1832–1991. Более часто применяемым и универсальным инструментом для фрезерной обработки с ЧПУ являются концевые фрезы , позволяющие вы - полнять операции торцевого фрезерования , об - работки уступов , отверстий и пазов , профиль - ного и плунжерного фрезерования и др . [16] В качестве типового представителя данного вида инструмента были применены концевые фрезы с цилиндрическим хвостовиком , осна - щенные твердосплавными СМП . Корпус фре - зы – ST20-FCM20093-110, диаметр режущей части – 20 мм («Big Daishowa», Япония ) [15]. В качестве типовой операции была назначена обработка плоскости ( полки уступа ) торцом ин - струмента при попутном асимметричном фре - зеровании . Использовались твердосплавные