Удосконалення конструкції торцевої ступінчастої фрези для фінішної обробки плоских поверхонь деталей
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2024-1(93)-45-51Ключові слова:
торцеве фрезерування, торцева фреза, косокутне різання, ступінчасті фрези, динаміка фрезеруванняАнотація
Якість оброблюваних поверхонь деталей залежить від кінематики процесу різання, режиму обробки, конструктивних та геометричних параметрів різального інструмента тощо. Відомі конструкції торцевих фрез, оснащених надтвердими матеріалами, для фінішної обробки площин, визначено режими їх експлуатації та можливості забезпечення необхідної якості обробки. Застосування ступінчастих торцевих фрез, на відміну від звичайних конструкцій фрез, дозволяє забезпечити формування обробленої поверхні різальним елементом, який розміщений у радіальному напрямі на найменшій відстані від осі фрези, а в осьовому – з найбільшим вильотом відносно торця корпуса фрези. При цьому особливу увагу необхідно приділяти питанням стабілізації положення формоутворюючого різального елемента і впливу сил різання на пружний відтиск інструменту від поверхні заготовки. У роботі авторами розглянуто процес торцевого ступінчастого фрезерування конструкційних матеріалів однозубою та багатозубою торцевою ступінчастою фрезою з пружним переміщенням формоутворюючого ножа та з жорстким його закріпленням. У результаті проведених досліджень удосконаленої конструкції торцевої ступінчастої фрези було встановлено, що пружне закріплення формоутворюючого різального елемента, який базується відносно нерухомо закріпленого на корпусі верстата копірі, дозволяє виключити передачу деформацій корпусу фрези під час різання чорновими різальними елементами. Це дозволяє стабілізувати положення формоутворюючого різального елемента та ізолювати його від впливу складової сили різання PY, яка виникає на попередніх чорнових різальних елементах та має змінну величину на ділянках дуги контакту формоутворюючого різального елемента з заготовкою. Запропоновано удосконалену конструкцію ступінчастої торцевої фрези з виконанням пружного контакту формоутворюючого різального елемента з нерухомо закріпленим на корпусі верстата копіром. Отримані результати дослідження підтверджують можливості підвищення якості шляхом розробки нових конструкцій фрез, які б забезпечували необхідні показники мікрогеометрії оброблених поверхонь.
Посилання
Vyhovskyi, H.M. (2010), «Suchasni tendentsii rozvytku obrobky materialiv rizanniam. Protsesy mekhanichnoi obrobky v mashynobuduvanni», Visnyk ZhDTU, No. 2 (9), рр. 1–6.
Zhenyu, S., Luning, L. and Zhanqiang, L. (2015), «Influence of dynamic effects on surface roughness for face milling process», The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, No. 80, рр. 1823–1831.
Ravska, N.S., Rodin, P.R., Nikolaienko, T.P. and Melnychuk, P.P. (2000), Osnovy formoutvorennia poverkhon pry mekhanichnii obrobtsi, ZhITI, Zhytomyr, 232 p.
Isaiev, A.I., Koire, V.Ie. and Zubovska, Z.N. (1962), Chystova obrobka ploshchyn velykohabarytnykh detalei, Kyiv.
Vyhovskyi, H.M. and Melnychuk, P.P. (1998), «Protses rizannia tortsevymy stupinchatymy frezamy z kosokutnoiu heometriieiu rizalnykh chastyn, shcho osnashcheni nadtverdymy materialamy», Visnyk ZhITI, No. 7, рр. 73–81.
Stepchyn, Ya.A. (2016), «Porivnialna kharakterystyka dynamiky protsesiv tortsevoho frezeruvannia frezamy standartnykh ta spetsialnykh konstruktsii», Visnyk ZhDTU. Ser. Tekhnichni nauky, No. 1 (72), рр. 51–56.
Vyhovskyi, H.M. and Melnychuk, P.P. (1999), «Bezvershynne kosokutne frezeruvannia. Shorstkist poverkhni», Visnyk NTTU «KPI». Ser. Mashynobuduvannia, No. 37, рр. 262–275.
Nguyen, H.T. et al. (2016), «High-definition metrology enabled surface variation control by cutting load balancing», Journal of Manufacturing Science and Engineering, No. 138 (2).
Nguyen, H.T., Wang, H. and Hu, S.J. (2014), «High-definition metrology enabled surface variation control by reducing cutter-spindle deflection», International Manufacturing Science and Engineering Conference, American Society of Mechanical Engineers, Vol. 45806.
Vyhovskyi, H., Plysak, M., Balytska, N. et al. (2021), «Engineering Methodology for Determining Elastic Displacements of the Joint “Spindle Assembly-Face Milling Cutter” While Machining Planes», Advanced Manufacturing Processes II. InterPartner 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Cham, doi: 10.1007/978-3-030-68014-5_26.
Pimenov, D.Y., Guzeev, V.I., Mikolajczyk, T. et al. (2017), «A study of the influence of processing parameters and tool wear on elastic displacements of the technological system under face milling», Int J Adv Manuf Technol, No. 92, рр. 4473–4486, doi: 10.1007/s00170-017-0516-6.
Nguyen, H.T., Wang, H. and Hu, S.J. (2013), «Characterization of cutting force induced surface shape variation in face milling using high-definition metrology», Journal of Manufacturing Science and Engineering, No. 135 (4).
Kushnirov, P.V. and Zakharov, N.V. (1996), «Ahrehatni holovky dlia frezeruvannia shyrokykh ploskykh poverkhon», Stinа, No. 2, рр. 29–31.
Kushnirov, P.V. (2004), «Obrobka ploshchyn tortsevoiu frezoiu: novi varianty», Obladnannia ta instrument dlia profesionaliv, No. 4 (51), рр. 4–5.
Melnyk, O., Hlembotska, L., Balytska, N. et al. (2020), «The Imitation Study of Taper Connections Stiffness of Face Milling Cutter Shank Using Machine Spindle in the SolidWorks Simulation Environment», Advances in Design, Simulation and Manufacturing II. DSMIE 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Cham, doi: 10.1007/978-3-030-22365-6_60.
Vyhovskyi, H.M. (2000), Pidvyshchennia pratsezdatnosti tortsevykh frez dlia chystovoi obrobky ploskykh poverkhon Abstract of Ph.D. dissertation, 05.03.01 Protsesy mekhanichnoi obrobky, verstaty ta instrumenty, K., 16 р.
Vyhovskyi, H., Plysak, M., Balytska, N. et al. (2023), «Numerical Simulation of Cutting Forces in Face Milling», Advanced Manufacturing Processes IV. InterPartner 2022. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Cham, doi: 10.1007/978-3-031-16651-8_21.
Vyhovskyi, H.M. and Plysak, M.M. (2019), «Doslidzhennia napruzheno-deformovanoho stanu tortsevoi frezy dlia chystovoi obrobky ploshchyn», Visnyk ZhDTU. Ser. Tekhnichni nauky, No. 1 (83), рр. 53–58, doi: 10.26642/tn- 2019-1(83)-53-58.
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.
Список використаної літератури:
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.
Zhenyu S. Influence of dynamic effects on surface roughness for face milling process / S.Zhenyu, L.Luning, L.Zhanqiang // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2015. – № 80. – P. 1823–1831.
Основи формоутворення поверхонь при механічній обробці / Н.С. Равська, П.Р. Родін, Т.П. Ніколаєнко, П.П. Мельничук. – Житомир : ЖІТІ, 2000. – 232 с.
Ісаєв А.І. Чистова обробка площин великогабаритних деталей / А.І. Ісаєв, В.Є. Койре, З.Н. Зубовська. – Київ, 1962.
Виговський Г.М. Процес різання торцевими ступінчатими фрезами з косокутною геометрією різальних частин, що оснащені надтвердими матеріалами / Г.М. Виговський, П.П. Мельничук // Вісник ЖІТІ. – 1998. – № 7. – С. 73–81.
Степчин Я.А. Порівняльна характеристика динаміки процесів торцевого фрезерування фрезами стандартних та спеціальних конструкцій / Я.А. Степчин // Вісник ЖДТУ. Сер. : Технічні науки. – 2016. – № 1 (72). – С. 51–56.
Виговський Г.М. Безвершинне косокутне фрезерування. Шорсткість поверхні / Г.М. Виговський, П.П. Мельничук // Вісник НТТУ «КПІ». Сер. : Машинобудування. – 1999. – № 37. – С. 262–275.
High-definition metrology enabled surface variation control by cutting load balancing / H.T. Nguyen and other // Journal of Manufacturing Science and Engineering. – 2016. – № 138 (2).
Trong N.H. High-definition metrology enabled surface variation control by reducing cutter-spindle deflection / N.H. Trong, H.Wang, S.J. Hu // International Manufacturing Science and Engineering Conference. – American Society of Mechanical Engineers, 2014. – Vol. 45806.
Engineering Methodology for Determining Elastic Displacements of the Joint «Spindle Assembly-Face Milling Cutter» While Machining Planes / H.Vyhovskyi, M.Plysak, N.Balytska and other // Advanced Manufacturing Processes II. InterPartner 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering. – Cham : Springer, 2021. DOI: 10.1007/978-3-030-68014-5_26.
A study of the influence of processing parameters and tool wear on elastic displacements of the technological system under face milling / D.Y. Pimenov, V.I. Guzeev, T.Mikolajczyk and other // Int J Adv Manuf Technol. – 2017. – № 92. – Р. 4473–4486. DOI: 10.1007/s00170-017-0516-6.
Nguyen H.T. Characterization of cutting force induced surface shape variation in face milling using high-definition metrology / H.T. Nguyen, H.Wang, S.J. Hu // Journal of Manufacturing Science and Engineering. – 2013. – № 135 (4).
Кушніров П.В. Агрегатні головки для фрезерування широких плоских поверхонь / П.В. Кушніров, Н.В. Захаров / Стіна. – 1996. – № 2. – С. 29–31.
Кушніров П.В. Обробка площин торцевою фрезою: нові варіанти / П.В. Кушніров // Обладнання та інструмент для професіоналів. – 2004. – № 4 (51). – C. 4–5.
The Imitation Study of Taper Connections Stiffness of Face Milling Cutter Shank Using Machine Spindle in the SolidWorks Simulation Environment / O.Melnyk, L.Hlembotska, N.Balytska and other // Advances in Design, Simulation and Manufacturing II. DSMIE 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering. – Cham : Springer, 2020. DOI: 10.1007/978-3-030-22365-6_60.
Виговський Г.М. Підвищення працездатності торцевих фрез для чистової обробки плоских поверхонь : автореф. дис. … к.т.н. : 05.03.01 Процеси механічної обробки, верстати та інструменти / Г.М. Виговський. – К., 2000. – 16 с.
Numerical Simulation of Cutting Forces in Face Milling / H.Vyhovskyi, M.Plysak, N.Balytska and other // Advanced Manufacturing Processes IV. InterPartner 2022. Lecture Notes in Mechanical Engineering. – Cham : Springer, 2023. DOI: 10.1007/978-3-031-16651-8_21.
Виговський Г.М. Дослідження напружено-деформованого стану торцевої фрези для чистової обробки площин / Г.М. Виговський, М.М. Плисак // Вісник ЖДТУ. Сер. : Технічні науки. – 2019. – № 1 (83). – С. 53– 58. DOI: 10.26642/tn- 2019-1(83)-53-58.
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.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Георгій Миколайович Виговський, Микола Миколайович Плисак, Лариса Євгеніївна Глембоцька, Андрій Васильович Голубовський
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.
