Особливості процесів високошвидкісного різання лезовими інструментами
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2024-1(93)-39-44Ключові слова:
високошвидкісна обробка; продуктивність обробки; якість обробки; торцеве фрезеруванняАнотація
На основі теоретичного розгляду сучасних методів високошвидкісної обробки поверхонь деталей торцевим фрезеруванням визначено напрямки досліджень для подальшого підвищення продуктивності і якості обробки. Основним резервом підвищення продуктивності обробки є скорочення основного технологічного часу. Сучасні методи високошвидкісної обробки дають можливість збільшення продуктивності до 40 % порівняно з традиційними методами. Встановлено ефективні діапазони швидкостей обробки для високоміцних чавунів і загартованих сталей, алюмінію і легких сплавів. Обґрунтовано подальшу необхідність оптимізації конструкцій торцевих фрез для обробки плоских поверхонь деталей, необхідність подальшого проєктування високошвидкісних шпиндельних вузлів з частотою обертання до 100000 хв -1 і відповідних приводів подач, які мають забезпечувати швидкість лінійних переміщень вузлів, створення надійних засобів контролю стану торцевих фрез і якості в процесі обробки. Доведено ефективність застосування лезового інструменту, оснащеного полікристалічними надтвердими матеріалами, яка дає можливість знизити значення середньоарифметичної висоти мікронерівностей обробленої поверхні до Ra = 0,08 мкм і досягти точності обробки по 5–6 квалітету, виключити негативні структурні зміни в поверхневому шарі матеріалів, що обробляються, підвищити продуктивність обробки в 2–5 разів порівняно зі шліфуванням. Використання фрезерних верстатів з високою динамічною жорсткістю дає можливість зменшити вібрації в технологічній оброблювальній системі і має резерв для подальшого збільшення режимів різання із забезпеченням необхідної продуктивності та якості обробки та потребує подальших досліджень.
Посилання
Xu, J., Li, L., Lin, T. et al. (2022), «Machinability analysis in high-speed milling of AlSi7Mg alloys under EMQL conditions: An approach toward sustainable manufacturing», Journal of Manufacturing Processes, Vol. 81, рр. 1005–1017.
Jain, A. and Bajpai, V. (2020), «Introduction to high-speed machining (HSM)», High Speed Machining, in Gupta, K. and Davim, J.P. (ed), Academic Press, рр. 1–25.
Wang, B., Liu, Z., Su, G. et al. (2015), «Investigations of critical cutting speed and ductile-to-brittle transition mechanism for workpiece material in ultra-high speed machining», International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 104, рр. 44–59.
Park, H.-W., Matsuda, M., Ishitaka, K. et al. (2024), «Formation mechanism of ultrafine grains at machined surface of 0.45 % carbon steel under high-speed turning process», Journal of Manufacturing Processes, Vol. 113, рр. 171–182.
Wu, S., Liu, G., Zhang, W. et al. (2023), «High-speed milling of hardened steel under minimal quantity lubrication with liquid nitrogen», Journal of Manufacturing Processes, Vol. 95, рр. 351–368.
Wang, D., Yin, L., Hänel, A. et al. (2023), «Cutting performance of binderless nano-polycrystalline cBN and PcBN milling tools for high-speed milling of hardened steel», Ceramics International, Vol. 49, Issue 22, Part A, рр. 34757–34773.
Melnychuk, P.P., Vyhovskyi, H.M., Hromovyi, O.A. et al. (2017), Pidvyshchennia efektyvnosti obrobky ploskykh poverkhon frezeruvanniam, in Melnychuk, P.P. (ed), FOP Yevro-Volyn, Zhytomyr, 287 р.
Melnychuk, P.P. (2002), Naukovi osnovy chystovoho tortsevoho frezeruvannia ploskykh poverkhon, Abstract of D.Sc. dissertation, NTUU «KPI», K., 26 р.
Vyhovskyi, H.M. (2010), «Suchasni tendentsii rozvytku obrobky materialiv rizanniam. Protsesy mekhanichnoi obrobky v mashynobuduvanni», Visnyk ZhDTU, No. 2 (9), рр. 1–6.
Lavrinenko, V.I. and Novikov, M.V. (2013), Nadtverdi abrazyvni materialy v mekhanoobrobtsi, entsyklopedychnyi dovidnyk, in Novikov, M.V. (ed), INM im. Bakulia, V.M. NAN Ukrainy, K., 456 р.
Hromovyi, O.A., Vyhovskyi, H.M. and Balytska, N.O. (2020), «Shliakhy udoskonalennia protsesu obrobky ploskykh poverkhon detalei frezeruvanniam», Tekhnichna inzheneriia, No. 2 (86), рр. 48–53.
Vyhovskyi, H.M., Hromovyi, O.A. and Plysak, M.M. (2023), «Doslidzhennia vplyvu syl rizannia pry chystovomu tortsevomu frezeruvanni na protsesy formoutvorennia obrobliuvanykh poverkhon», Tekhnichna inzheneriia, No. 2 (92), рр. 53–59, doi: 10.26642/ten-2023-2(92)-53-59.
Hrabchenko, A.I. et al. (2011), Robochi protsesy vysokykh tekhnolohii u mashynobuduvanni, pidruchnyk, in Hrabchenko, A.I. (ed.), ZhDTU, Zhytomyr, 512 р.
Mazur, M.P., Vnukov, Yu.M., Hrabchenko, A.I. et al. (2020), Osnovy teorii rizannia materialiv, pidruchnyk, in Mazur, M.P. (ed.), 3-e vyd. pererob. i dop., Novyi Svit-2000, 471 p.
Vyhovskyi, H., Plysak, M., Balytska, N. et al. (2023), «Numerical Simulation of Cutting Forces in Face Milling», in Tonkonogyi, V., Ivanov, V., Trojanowska, J. et al. (ed.), Advanced Manufacturing Processes IV. InterPartner 2022. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Cham, doi: 10.1007/978-3-031-16651-8_21.
Список використаної літератури:
Machinability analysis in high-speed milling of AlSi7Mg alloys under EMQL conditions: An approach toward sustainable manufacturing / J.Xu, L.Li, T.Lin and other // Journal of Manufacturing Processes. – 2022. – Vol. 81. – P. 1005–1017.
Jain A. Introduction to high-speed machining (HSM) / A.Jain, V.Bajpai // High Speed Machining / editor(s): K.Gupta, J.P. Davim. – Academic Press, 2020. – P. 1–25.
Investigations of critical cutting speed and ductile-to-brittle transition mechanism for workpiece material in ultra-high speed machining / B.Wang, Z.Liu, G.Su and other // International Journal of Mechanical Sciences. – 2015. – Vol. 104. – P. 44–59.
Formation mechanism of ultrafine grains at machined surface of 0.45 % carbon steel under high-speed turning process / H.- W. Park, M.Matsuda, K.Ishitaka and other // Journal of Manufacturing Processes. – 2024. – Vol. 113. – P. 171–182.
High-speed milling of hardened steel under minimal quantity lubrication with liquid nitrogen / S.Wu, G.Liu, W.Zhang and other // Journal of Manufacturing Processes. – 2023. – Vol. 95. – P. 351–368.
Cutting performance of binderless nano-polycrystalline cBN and PcBN milling tools for high-speed milling of hardened steel / D.Wang, L.Yin, A.Hänel and other // Ceramics International. – 2023. – Vol. 49, Issue 22, Part A. – P. 34757–34773.
Підвищення ефективності обробки плоских поверхонь фрезеруванням / П.П. Мельничук, Г.М. Виговський, О.А. Громовий та ін.; під ред. П.П. Мельничука. – Житомир : ФОП Євро-Волинь, 2017. – 287 с.
Мельничук П.П. Наукові основи чистового торцевого фрезерування плоских поверхонь : автореф. дис. … докт. техн. наук / П.П. Мельничук. – К. : НТУУ «КПІ», 2002. – 26 с.
Виговський Г.М. Сучасні тенденції розвитку обробки матеріалів різанням. Процеси механічної обробки в машинобудуванні / Г.М. Виговський // Вісник ЖДТУ. – 2010. – № 2 (9). – С. 1–6.
Лавріненко В.І. Надтверді абразивні матеріали в механообробці : енциклопедичний довідник / В.І. Лавріненко, М.В. Новіков ; за заг. ред. М.В. Новікова. – К. : ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2013. – 456 с.
Громовий О.А. Шляхи удосконалення процесу обробки плоских поверхонь деталей фрезеруванням / О.А.Громовий, Г.М. Виговський, Н.О. Балицька // Технічна інженерія. – 2020. – № 2 (86). – С. 48–53.
Виговський Г.М. Дослідження впливу сил різання при чистовому торцевому фрезеруванні на процеси формоутворення оброблюваних поверхонь / Г.М. Виговський, О.А. Громовий, М.М. Плисак // Технічна інженерія. – 2023. – № 2 (92). – С. 53–59. DOI: 10.26642/ten-2023-2(92)-53-59.
Робочі процеси високих технологій у машинобудуванні : підручник / А.І. Грабченко та ін. ; ред. А.І. Грабченко. – Житомир : ЖДТУ, 2011. – 512 с.
Основи теорії різання матеріалів : підручник / М.П. Мазур, Ю.М. Внуков, А.І. Грабченко, та ін. ; під заг. ред. М.П. Мазура. – 3-е вид. перероб. і доп. – Львів : Новий Світ-2000, 2020. – 471 с.
Numerical Simulation of Cutting Forces in Face Milling / H.Vyhovskyi, M.Plysak, N.Balytska and other ; in V.Tonkonogyi, V.Ivanov, J.Trojanowska and other (eds) / Advanced Manufacturing Processes IV. InterPartner 2022. Lecture Notes in Mechanical Engineering. – Cham : Springer, 2023. DOI: 10.1007/978-3-031-16651-8_21.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Георгій Миколайович Виговський, Олексій Андрійович Громовий, Дмитро Миколайович Оверчук, Оксана Андріївна Шишкова
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
