ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Цель: повышение работоспособности охватывающей фрезы благодаря разработанному способу настройки резцов на расчетные значения углов безударного резания, вследствие применения которого расширяются технологические возможности хрупкого инструментального материала композит при нарезании трапецеидальной резьбы с элементами разрыва. В работе проведен анализ физико-механических характеристик инструментальных материалов группы композитов. Отмечается, что основной причиной низкой работоспособности режущих элементов охватывающей фрезы является скалывание их вершин и режущих кромок при врезании (выходе) инструмента в заготовку и прохождении через элементы разрыва резьбы образованными второстепенными конструктивными элементами, находящимися на ее поверхности. Методы: экспериментальные исследования проведены на токарно-винторезном станке с установкой на суппорте специального приспособления для нарезания резьбы, оснащенного сменной охватывающей фрезой, имеющей комплект резьбовых резцов, режущая часть которых выполнена из инструментального материала композит. Качество обработанной поверхности резьбы и точность исполнения контролировались оптическим методом с использованием стандартных и специальных средств измерений. Результаты и обсуждение: приведены рациональные значения геометрии режущего элемента и режимов нарезания трапецеидальной резьбы охватывающей фрезой, оснащенной комплектом режущих элементов из инструментального материала композит, настроенной на врезание в обрабатываемую заготовку с элементами разрыва таким образом, чтобы встреча и последующее формообразование резьбы происходили в области передней поверхности режущего элемента максимально удаленной как от его вершины, так и режущих кромок. Использование способа настройки, защищенного патентом РФ, позволило повысить работоспособность охватывающей фрезы и расширить область применения инструментального материала композит при прерывистом резании.

1. Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. Скоростное фрезерование резьбы вращающимися резцами // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 1 (58). – С. 4–8.

2. Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. Эффективная работа инструмента из композита при скоростном фрезеровании резьбы // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 2 (59). – С. 25–32.

3. Song S., Zuo D. Modelling and simulation of whirling process based on equivalent cutting volume // Simulation Modelling Practice and Theory. – 2014. – Vol. 42. – P. 98–106. – doi: 10.1016/j.simpat.2013.12.011.

4. Stahl J.E. Metal cutting – theories and models. – Lund, Sweden: Lund University Press, 2012. – 580 p.

5. Vos P. de. Applied metal cutting physics – best practice. – Fagersta: SECO Tools AB, 2016. – 163 p.

6. Altintas Y. Manufacturing automation: metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design. – New York: Cambrdige University Press, 2012. – 366 p.

7. Технологические преимущества инструментального материала композит при обработке конструктивно сложных поверхностей деталей / Е.А. Кудряшов, А.Ю. Алтухов, Д.Ю. Лунин, Е.Н. Фомичев // Известия ВолгГТУ. – 2010. – № 12 (72). – С. 15–20.

8. Павлов Е.В., Смирнов И.М. О возможности применения резцов из композита при обработке поверхностей деталей, образованных сочетанием конструкционных материалов // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2017. – № 2 (71). – С. 91–98.

9. Ni S.Y., Li Y., Deng S.X. Study on machining mechanism of internal whirling process for precise external thread and its tool profile design // Journal of Mechanical Engineering. – 2012. – Vol. 48, N 7. – P. 193–198. – doi: 10.3901/JME.2012.07.193.

10. Zhu H.Y., Li Y. Study on macro-morphology of hard whirling chips with PCBN tools // Manufacturing Technology & Machine Tool. – 2011. – Vol. 9. – P. 101–104.

11. Zhu H.Y., Li Y. Study on macro-morphology of hard whirling chips with PCBN cutting tools coated with chromium aluminum nitride // Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique. – 2011. – Vol. 11. – P. 99–101.

12. Солодков В.А., Тибиркова М.А. Влияние условий выхода на работоспособность твердосплавного инструмента при прерывистом резании // Известия ВолгГТУ. – 2010. – № 12 (72). – С. 62–65.

13. The dynamic modeling and vibration analysis of the large-scale thread whirling system under high-speed hard cutting / Y. Wang, L. Li, C. Zhou, Q. Guo, C. Zhang, H. Feng // Machining Science and Technology. – 2014. – Vol. 18, iss. 4. – P. 522–546. – doi: 10.1080/10910344.2014. 955366.

14. Yang Y., Li J.F. Study on mechanism of chip formation during high-speed milling of alloy cast iron // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2010. – Vol. 46. – P. 43–50. – doi: https://doi.org/10.1007/s00170-009-2064-1.

15. Mohan L.V., Shunmugam M.S. Simulation of whirling process and tool profiling for machining of worms // Journal of Materials Processing Technology. – 2007. – Vol. 185. – P. 191–197. – doi: 10.1016/j.jmatprotec.2006.03.115.

16. А. с. 1641509 СССР, МПК В 23 В 1/00. Способ обработки прерывистых поверхностей резанием / В.Н. Петренко, А.П. Гвоздецкий, С.И. Колесников. – № 4623042; заявл. 28.09.1988; опубл. 15.04.1991.

17. Патент 2633815 Российская Федерация, МПК В 23 В 1/00. Способ обработки винтовых поверхностей резанием с ударом / Е.А. Кудряшов, Т.Е. Каменева. – № 2016111239; заявл. 25.03.2016; опубл. 28.09.2017, Бюл. № 29.

18. Преимущества высокоэффективной лезвийной технологии обработки деталей инструментов из композита / Е.А. Кудряшов, В.И. Иванов, О.Г. Локтионова, П.Н. Учаев  // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2011. – № 5-1 (38). – С. 103–106.

19. Study on the forming process of thread raceway surface under the hard whirling / W. Yulin, L. Tao, Q. Guo, H. Feng // Proceedings of the 8th International Conference on Computer Science & Education (ICCSE 2013), 26–28 April 2013, Colombo, Sri Lanka. – Colombo, 2013. – P. 627–632. – doi: 10.1109/ICCSE.2013.6553985.

20. Ресурсосберегающие системы резания с инструментом из композитных материалов / Е.И. Яцун, С.В. Швец, А.И. Ремнев, Е.В. Павлов // СТИН. – 2013. – № 7. – С. 29–35.