ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Ведение. В статье рассматриваются методы обработки крупных деталей, имеющих криволинейные выпуклые поверхности с прямолинейной направляющей, на многокоординатных обрабатывающих центрах с ЧПУ по методу касания с дискретным движением подачи инструмента вдоль профиля детали. Показано, что основным недостаткам данного метода является более низкая производительность, что связано с наличием дискретного перемещения инструмента между циклами его возвратно-поступательных движений, где величина дискретного перемещения инструмента при заданной точности обработки зависит от величины кривизны обрабатываемой поверхности. Для повышения производительности обработки предлагается использовать сборные дисковые фрезы, оснащённые сменными многогранными пластинами с прямолинейными режущими кромками. Их установка в корпусе фрезы с отличными от нуля углами наклона главной режущей кромки в сочетании с дополнительным поворотом фрезы при обработке вдоль направления поступательного движения подачи позволяет получать вогнутую поверхность и обеспечить более плотное прилегание производящей поверхности инструмента и обработанной поверхности детали. Целью работы является снижение погрешности аппроксимации профиля обрабатываемой детали при её обработке по методу касания с дискретным движением сборных дисковых фрез вдоль профиля и обеспечение вследствие этого возможности увеличения шага перемещения инструмента вдоль формируемого профиля для повышения производительности обработки. Метод исследования: геометрическая теория проектирования металлорежущих инструментов. Результаты и обсуждение. Установленные в работе закономерности позволили создать метод определения угла наклона главной режущей кромки СМП фрезы и углов поворота фрезы вдоль направления поступательного движения подачи при построчной обработке протяженных участков деталей с криволинейным профилем на многокоординатных станках с ЧПУ. Это позволяет за счет поворота фрезы обеспечить наилучшее прилегание ее производящей поверхности к обработанной поверхности в точке их контакта, обеспечить снижение погрешности аппроксимации обрабатываемого профиля и повысить производительность обработки за счет возможности увеличения шага перемещения инструмента.

1. Вэй П.М. Повышение эффективности контурной обработки на станках с ЧПУ путем коррекции траектории и режимов резания: автореф. дис. … канд. техн. наук. – М., 2014. – 22 с.

2. Petrakov Y., Shuplietsov D. Contour milling programming technology for virtual basing on a CNC machine // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019. – Vol. 2, N 1 (98). – P. 54–60. – DOI: 10.15587/1729-4061.2019.162673.

3. Petrakov Y., Korenkov V., Myhovych A. Technology for programming contour milling on a CNC machine // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2022. – Vol. 2. – P. 55–61. - DOI: 10.15587/1729-4061.2022.255389.

4. Dumitrache A., Borangiu T., Dogar A. Automatic generation of milling toolpaths with tool engagement control for complex part geometry // IFAC Proceedings Volumes. – 2020. – Vol. 43. – P. 252–257. - DOI: 10.3182/20100701-2-pt-4011.00044.

5. Управление точностью контурной обработки концевыми фрезами / В.А. Тимирязев, М.З. Хостикоев, И.К. Данилов, А.Г. Дацко // СТИН. – 2020. – № 12. – С. 22–26.

6. A novel gear machining CNC design and experimental research / J. Han, L. Wu, B. Yuan, X. Tian, L. Xia // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2017. - Vol. 88. - P. 1711–1722. - DOI: 10.1007/s00170-016-8883-y.

7. Kim H.C., Lee S.G., Yang M.Y. An optimized contour parallel tool path for 2D milling with flat endmill // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2006. – Vol. 31. – P. 567–573. - DOI: 10.1007/s00170-005-0228-1.

8. Operation planning based on cutting process models / M.D. Tsai, S. Takata, M. Inui, F. Kimura, T. Sata // CIRP Annals – Manufacturing Technology. – 1991. – Vol. 40. – P. 95–98. - DOI: 10.1016/S0007-8506(07)61942-8.

9. Engin S., Altintas Y. Mechanics and dynamics of general milling cutters. Part I: Helical end mills // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2001. – Vol. 41. – P. 2195–2212. - DOI: 10.1016/S0890-6955(01)00045-1.

10. Камсюк М.С. О точности обработки сложноконтурных деталей на станках с ЧПУ, оснащенных поворотными столами // Точность и производительность обработки на станках с ЧПУ. – М.: МВТУ, 1982. – С. 59–86. – (Труды МВТУ им. Н.Э. Баумана; № 376).

11. Колесов К.Н. Повышение эффективности работы концевых твердосплавных фрез на основе выбора элементов кинематики формообразования и конструктивных параметров инструмента: автореф. дис. … канд. техн. наук. – М., 2011. – 19 с.

12. Improving efficiency of machining the geometrically complex shaped surfaces by milling with a fixed shift of the cutting edge / A. Skorkin, O. Kondratyuk, N. Lamnauer, V. Burdeinaya // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019. – Vol. 2, N 1 (98). – P. 60–69. – DOI: 10.15587/1729-4061.2019.163325.

13. Influence assessment of metal-cutting equipment geometrical accuracy on OMV-technologies accuracy / A.G. Koltsov, D.A. Blokhin, E.V. Krivonos, A.N. Narezhnev // 2016 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics), Omsk, 15–17 November. – Omsk, 2016. – P. 7819029. – DOI: 10.1109/Dynamics.2016.7819029.

14. Fussell B.K., Jerard R.B., Hemmett J.G. Modeling of cutting geometry and forces for 5-axis sculptured surface machining // Computer Aided Design. – 2003. – Vol. 35, N 4. – P. 333–346.

15. Petrakov Y., Shuplietsov D. Programming of adaptive machining for end milling // Mechanics and Advanced Technologies. - 2017. – Vol. 1 (79). - P. 34–40. - DOI: 10.20535/2521-1943.2017.79.97342.

16. Lee S.K., Ko S.L. Development of simulation system for machining process using enhanced Z map model // Journal of Materials Processing Technology. - 2002. - Vol. 3. - P. 608–617. - DOI: 10.1016/s0924-0136(02)00761-6.

17. Calculating the Hausdorff distance between curves / E. Belogay, C. Cabrelli, U. Molter, R. Shonkwiler // Information Processing Letters. - 1997. - Vol. 64, iss. 1. - P. 17–22. - DOI: 10.1016/s0020-0190(97)00140-3.

18. Nosov P.S., Yalansky A.D., Іakovenko V.О. 3D Modelling of rehabilitation corset with use of powershape delcam // Information Technologies in Education, Science and Production. - 2013. - Vol. 1, iss. 2. - P. 222–230.

19. Отт О.С. Разработка сборных дисковых фрез с кинематическим обкаточным движением для обработки зубчатых колес крупного модуля на станках с ЧПУ: автореф. дис. … канд. техн. наук. – М., 2011. – 23 с.

20. Ott O.S., Artyukhin L.L. Shaping involute profiles by means of a disk tool // Russian Engineering Research. – 2011. – Vol. 31, N 3. – P. 283–287. – DOI: 10.3103/S1068798X11030221.

21. Отт О.С. Формирование эвольвентных поверхностей деталей дисковым инструментом // Вестник МГТУ «Станкин». – 2010. – № 3 (11). – С. 67–71.

22. Гречишников В.А., Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. Математическое моделирование в инструментальном производстве. – М.: МГТУ «Станкин», 2003. – 113 с.

23. Golebski R., Boral P. Study of machining of gears with regular and modified outline using CNC machine tools // Materials. - 2021. - Vol. 14. - P. 2913. - DOI: 10.3390/ma14112913.

24. Методология структурно-параметрического синтеза металлорежущих систем / А.Г. Ивахненко, В.В. Куц, О.Ю. Еренков, А.В. Олейник, М.Ю. Сарилов. – Комсомольск-на-Амуре: КнАГУ, 2015. – 282 с. – ISBN 978-5-7765-1175-2.

25. Куц В.В. Методология предпроектных исследований специализированных металлорежущих систем: дис. … д-ра техн. наук. – Курск, 2012. – 365 с.

26. Емельянов С.Г., Куц В.В. Математическое моделирование сборных фасонных фрез. – Курск: Курский гос. техн. ун-т, 2008. – 254 с. – ISBN 978-5-7681-0364-4.

27. Isaev A.V., Grechishnikov V.A. Machining curvilinear sections by means of cutting plates with a linear edge // Russian Engineering Research. – 2010. – Vol. 30, N 4. – P. 413–417. – DOI: 10.3103/S1068798X10040222.

28. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А., Хомутов Р.Н. Повышение эффективности чистовой обработки крупномодульных зубчатых колес // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2019. – Т. 23, № 3. – С. 8–17. – DOI: 10.21869/2223-1560-2019-23-3-8-17.

29. Емельянов С.Г., Чевычелов С.А., Чистяков П.П. Схемы формообразования гиперболоидными инструментами // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2017. – № 8-1. – С. 133–140.