CC BY
0УДК 621.914.1:621.01-229.3 EDN: WONYKP
*Пикалова М. В., Желтобрюхова О. Е., Онопченко В. Н.
Донбасский государственный технический университет *E-mail: pikalovamarina@yandex. ru
АЛГОРИТМ КОРРЕКТИРОВКИ РЕЖИМОВ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ПЛОСКОСТЕЙ С УЧЕТОМ ТОЧНОСТИ И ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
В статье представлена последовательность этапов корректировки режимов цилиндрического и торцевого фрезерования. Алгоритм корректировки режимов резания рассмотрен для случая изготовления образцов-изделий, рекомендуемых стандартами для оценки точности и жесткости фрезерных станков.
Ключевые слова: фрезерование плоскостей, станочное приспособление, режимы фрезерования, корректировка режимов резания.
Машиностроение
Постановка цели исследования. Применение фрезерных станочных приспособлений с параметрами силового замыкания, обеспечивающими минимизацию погрешности продольного профиля обработанной поверхности, позволяет рассматривать задачу корректировки режимов резания с целью повышения производительности обработки. На начальном этапе технологического проектирования определение режимов резания выполняется на основе справочной и нормативной литературы [1-4]. Для дальнейшего учета свойств силового замыкания фрезерного станочного приспособления выполняется математическое и физическое моделирование системы, на основе которого определяются параметры, обеспечивающие минимизацию погрешности обработки [5]. Основным положением для корректировки режимов резания является возможность снижения погрешности формы обработанной поверхности до 60 % от исходной.
В рамках научно-исследовательской работы «Разработка системы опорных и зажимных элементов фрезерных приспособлений на основе моделирования силового замыкания» ведется разработка методики корректировки режимов резания с учетом рациональных параметров станочного приспособления.
Целью данной работы является формирование последовательности этапов определе-
ния режимов фрезерования на примере обработки плоскостей образцов-изделий, параметры которых оговорены в ГОСТ 17734-88, 9726-89, 18101-85, 26016-83, 8-82, определяющих порядок оценки точности и жесткости фрезерных металлорежущих станков.
Алгоритм корректировки режимов фрезерования представлен в виде следующей последовательности этапов.
На первом этапе задаются параметры обработанной поверхности, учитываемые при расчете сил резания: ширина поверхности В, обрабатываемый материал (временное сопротивление). Дополнительно также задается допуск на выполняемый технологический размер. Для образца-изделия по данным стандартов принимаем ширину обрабатываемой поверхности кортежем значений {400, 200, 100, 50}, мм. Материал, задаваемый стандартами — чугун с временным сопротивлением 250 МПа (например, марок СЧ25, ЧЮ7Х2) и сталь с временным сопротивлением 450 МПа (например, марок 25, 10Г2, А12).
Допуск на обработку образца-изделия определяем относительно требований к прямолинейности обработанной поверхности, которые представлены в таблице 1. При этом рассматриваем этот допуск как часть общего допуска на обработку в зависимости от характера обработки. При чистовой высокоточной обработке допуск прямолинейности принимаем равным 60 %
Наукоемкие технологии и оборудование в промышленности и строительстве. 2024. № 6 (80)
Машиностроение
от допуска на обработку, при получистовой обработке — 30 %, при черновой обработке — 15 %. Результаты расчета допуска на обработку представлены в таблице 2 для чистовой высокоточной обработки.
Следует отметить, что уровень полученных в таблицах 1 и 2 допусков соответствует по ГОСТ 8-82 и 25346-89 квалите-там точности ГТ4^ГГ5, что значительно превышает уровень средней экономической точности методов фрезерования, который находится в диапазоне ГГ9^ГТ12.
Таблица 1 Допуски прямолинейности размеров образцов-изделий
Степень Ширина Допуск
точности обрабатываемой прямолинейности*,
станка поверхности мкм
Н 50 6 / 4 / 1,875
100 16 / 8 / 3,75
200 20 / 12 / 8
400 25 / 16 / 12
П 50 4 / 2,5 / 1,25
100 10 / 5 / 2,5
200 12 / 8 / 5
400 16 / 10/8
Степень точности станка Ширина обрабатываемой поверхности Технологический допуск*, мкм
Н 50 10 / 6,5 / 3,175
100 26 / 13 / 6,25
200 33 / 20 / 13
400 41 / 26 / 12
П 50 6 / 4 / 2
100 16 / 8 / 4
200 20 / 13/6
400 26 / 16 / 13
Это означает, что окончательная обработка образца-изделия изначально предполагается в особых условиях, обеспечивающих повышенную точность. В частности, существенным из таких условий является ограничение по жесткости технологической системы механической обработки, заключающееся в том, что возникающая сила резания не должна вызывать упругую деформацию системы, большую чем допуск формы поверхности. Это ограничение оцениваем на следующем этапе.
На втором этапе определяем величину предельно допустимой силы резания на основе формулы для определения жесткости упругой системы:
Р
REZr
тсмо
А,
(1)
ф
*Через знак «/» в пересчете от значений, заданных по ГОСТ 17734-88 / 9726-89 / 18101-85.
Таблица 2 Технологические допуски размеров образцов-изделий
где PREZp — составляющая силы резания, приложенная в направлении выдерживаемого размера, Н;
Дф — погрешность формы выдерживаемого размера, сформированная под действием составляющей PREZp, мм.
На основе формулы (1) получаем выражение для допустимой по точности обработки силы резания PREZp (в первом приложении считая, что она действует в направлении выдерживаемого размера):
Р
REZp
= J■
тсмо
[аф ],
(2)
*Через знак «/» расчет в пересчете от значений таблицы 6, заданных по ГОСТ 17734-88 / 9726-89 / 18101-85.
где Jтcмo — жесткость технологической системы (в первом приближении принимаем как жесткость станка), определяемая по формуле (1) по данным стандарта по допустимой деформации, Н/мм;
[Дф] — допустимая погрешность формы, в первом приближении отклонение от прямолинейности (табл. 1), мм.
Результаты расчета допустимой силы резания представлены в таблице 3 для наименьшего допустимого значения, получаемого при наименьшем допуске прямолинейности (табл. 1) и наименьшей жесткости техноло-
Машиностроение
гической системы 15625 Н/мм, определенной по данным стандартов.
Результаты таблицы 3 показывают, что для достижения точности обработки в соответствии с требованиями стандарта (табл. 1) допустимая сила резания имеет малую величину.
Поэтому в таблице 3 даны результаты дополнительного расчета допустимой силы для средней экономической точности (9-й квалитет для чистового фрезерования и 12-й — для чернового).
На третьем этапе определяем режимы резания, характеризующие площадь поперечного сечения снимаемого припуска. Укрупненно при цилиндрическом фрезеровании за такую площадь можно принять произведение подачи на зуб Sz на ширину фрезерования B, а при торцевом фрезеровании — произведение подачи на зуб на глубину фрезерования t:
Fц ~ Sz • B, мм2; (3)
Fт ~ Sz • t, мм2, (4)
где Fц — площадь поперечного сечения срезаемого припуска при цилиндрическом фрезеровании;
Fт — площадь поперечного сечения срезаемого припуска при торцевом фрезеровании.
Для определения величины поперечного сечения срезаемого припуска используем значение допускаемой силы резания [Prezp] и временного сопротивления материала заготовки sb. Для расчета исходим из формулы определения предела прочности на разрыв, получаемого при испытании образцов:
SB = P max / Fo, МПа, (5)
где Pmax — максимальная нагрузка, при которой происходит разрыв образца, Н, принимаем равной [Prezp];
Fo — начальное поперечное сечение образца, мм2, принимаем равным Fц или Fт.
Преобразуя (5), получаем:
Fц = [Prezp] / sb, мм2; (6)
Fт = [Prezp] / sb, мм2. (7)
Таблица 3 Значения допустимой силы резания
Степень точности станка Ширина обрабатываемой поверхности Допустимая сила резания [Prezp], Н
Н 50 29 / 968 / 3906*
100 58 / 1359 / 5468
200 125 / 1796 / 7187
400 187 / 2187 / 8906
П 50 // 100** 19,5 // 39**
200 // 400 78 // 125
*Через знак «/» указаны силы, полученные для допусков по 9-му квалитету в порядке возрастания размера (0,062; 0,087; 0,115; 0,14 мм) и 12-му квалитету (0,25; 0,35; 0,46; 0,57 мм); **соответствие через «//» по колонкам.
По формулам (6) и (7) выполним расчет величины сечения срезаемого припуска при обработке чугуна ^в = 250 МПа) и стали ^в = 450 МПа), применяемых для изготовления образцов-изделий (табл. 4).
Ширина обработки В является одной из исходных данных (см. первый этап), глубину резания t можно оценить по данным [6] (лежит в интервале от 1 до 10 мм). Тогда из формул (3) и (4) можно определить подачу на зуб фрезы. Результаты расчета представлены в таблице 5.
Сравнение значений, полученных расчетом (табл. 5) и выбираемых по рекомендациям справочника, показывает, что между ними имеются следующие существенные отличия, требующие разъяснения в дальнейших исследованиях:
- величины подачи на зуб, лежащие в области значения 0,001^0,01 мм/зуб (а это большинство значений в таблице 5), не могут быть рекомендованы по причине того, что при величине глубины меньше 0,01 мм произойдет пластическое деформирование обработанной поверхности без стружкообразования;
- величины подачи на зуб более 1 мм, которые в основном получены для торцевого фрезерования, также выходят за пределы рекомендованных, и требуется анализ на предмет их уменьшения, например, путем увеличения глубины резания.
Машиностроение
Для дальнейших расчетов из получен- линдрического фрезерования (по 12-му ква-
ных в таблице 5 значений подачи на зуб вы- литету) и чистового торцового фрезерова-бираем те, которые лежат в области рекомен- ния (по 9-му квалитету) (табл. 6). дованных справочником для чернового ци-
Таблица 4
Значения площади сечения припуска при обработке чугуна и стали
Степень точности станка Ширина обрабатываемой поверхности Допустимая сила резания [PREZp], Н Сечение припуска ^ц или Fт), мм2
Н 50 29 / 968 / 3906* 0,116 / 3,872 / 15,624**
100 58 / 1359 / 5468 0,232 / 5,436 / 21,872
200 125 / 1796 / 7187 0,5 / 7,184 / 28,748
400 187 / 2187 / 8906 0,748 / 8,748 / 35,624
П 50 // 100 // 200 // 400*** 19,5 // 39 // 78 //125 0,078 // 0,156 // 0,312 // 0,5
*Через знак «/» указаны силы, полученные для допусков по 9-му квалитету в порядке возрастания размера (0,062; 0,087; 0,115; 0,14 мм) и 12-му квалитету (0,25; 0,35; 0,46; 0,57 мм); **для обработки чугуна значения сечения припуска через знак «/» соответствуют колонке с допустимой силой резания, для стали их следует умножить на 0,55; ***через знак «//» — соответствие значений по колонкам.
Таблица 5
Значения подачи на зуб фрезы для цилиндрического и торцового фрезерования
Степень точности станка Ширина обрабатываемой поверхности, В, мм Глубина резания*, t, мм Подача на зуб***, мм2
=Fц / В (цилиндрическое фрезерование) Sz = Fт / t (торцовое фрезерование)
Н 50 1,7 0,002 / 0,077 / 0,312** 0,068 / 2,27 / 9,19**
100 2,5 0,002 / 0,054 / 0,218 0,092 / 2,18 / 8,74
200 5 0,002 / 0,035 / 0,143 0,1 / 1,43 / 5,74
400 10 0,001 / 0,021 / 0,089 0,074 / 0,87 / 3,56
П 50 // 100**** 1,7 // 2,5 0,001 // 0,001 0,045 // 0,062
200 // 400 5 // 10 0,001 // 0,001 0,062 // 0,05
*Глубины резания задавались по данным [6] с наибольшей величиной 10 мм для наибольшей ширины обработки, затем с уменьшением ширины обработки в 2 раза, соответственно, в 2 раза уменьшалась и глубина резания; **через знак «/» указаны значения, полученные для сечения припуска соответственно таблице 4; ***значения приведены для обработки чугуна, для стали их следует умножить на 0,55; ****через знак «//» — соответствие значений по колонкам.
Таблица 6
Рациональные параметры для цилиндрического и торцового фрезерования
Степень точности станка Ширина обрабатываемой поверхности, В, мм Глубина резания*, t, мм Подача на зуб***, мм2
Sz=Fц / В (черновое цилиндрическое фрезерование) Sz = Fт / t (чистовое торцовое фрезерование)
Н 50 1,7 / 9,68** 0,312 2,27 / 0,4**
100 2,5 / 9,88 0,218 2,18 / 0,55
200 5 / 13,06 0,143 1,43 / 0,55
400 10 / 14,58 0,089 0,87 / 0,6
Скорректированная глубина резания, соответствующая уточненному значению подачи на зуб; **через знак «/» указаны исходное (табл. 5) и скорректированное значения глубины резания по скорректированной подаче на зуб; ***значения приведены для обработки чугуна, для стали их следует умножить на 0,55.
Машиностроение
Уменьшение подачи на зуб для торцевого фрезерования приводим к рекомендуемым значениям путем увеличения глубины резания, при этом стремимся сохранить величину поперечного сечения среза Fц и Fm.
На четвертом этапе переходим к определению скорости резания для выбранных случаев обработки (табл. 6). Рассмотрим составляющие формулы для определения скорости резания при фрезеровании, рекомендованной справочником [1, 2] (табл. 7):
V =
С ■ Dqv
■ гх
^ ■ В"V
■ к
(8)
где К — поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяемый по формуле
к = км„
■ К ■ К
(9)
где Kмv — коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, который, в свою очередь, определяется по формулам:
для стали Км = К
V °в )
для серого чугуна Км =
'190 У"
НВ
(10)
(11)
где Кт — коэффициент, учитывающий сочетание материалов заготовки и инструмента (для обработки углеродистых сталей Кт = 1);
П" — показатель степени, учитывающий сочетание вида обработки и материала инструмента (для фрезерования твердым сплавом П" = 1);
НВ — твердость чугуна (характерно, ГОСТ на образцы-изделия задает не твердость, а предел прочности чугуна);
Кп — коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки, а именно наличие или отсутствие корки (при отсутствии корки Кп = 1);
Ки — коэффициент, уточняющий дополнительно к Кт влияние конкретного
инструментального материала в сочетании с материалом заготовки (изменяется в широких пределах от 0,35 до 1,25, равный 1 при работе инструментальными материалами марок Т15К6, ВК8 по стали и ВК6 по чугуну, а также в обоих случаях Р6М5);
СV — эмпирический коэффициент, меняющийся на порядок между инструментом из твердого сплава и быстрорежущей стали (табл. 7);
Ш", X", У", иV, рV, qv — степенные коэффициенты (табл. 7) соответственно при Т, I, 52, В, г, D, где Т — стойкость режущего инструмента в минутах (среднее значение — 180 минут), г — число зубьев фрезы (среднее значение 11 зубьев).
В таблице 8 приведены результаты расчета скорости резания по формуле (8) и данным таблицы 7.
Результаты расчета скорости резания соответствуют рекомендациям нормативов режимов резания для серийного производства [4].
На пятом этапе выполняем проверку назначенных режимов резания. Так как поперечное сечение припуска определялось исходя из силы резания, допустимой по технологической жесткости (табл. 3), для проверки выполним расчет силы резания и сравним его со значением допустимой силы (табл. 9). Учитываем при этом, что в направлении формируемой плоскости при торцовом фрезеровании действует составляющая Рх, а при цилиндрическом — РV [1, 2].
В процессе проверки по допустимой силе резания добиваемся того, чтобы полученное значение не превышало допустимое по точности обработки [PREZp]. При этом возможна дополнительная корректировка режимов. Так, для чернового цилиндрического фрезерования полученные значения силы резания кратно меньше допустимых, что позволяет оценить допустимое количество зубьев, одновременно находящихся в работе. Для чистового торцового фрезерования возникает необходимость скорректировать глубину резания в сторону уменьшения (табл. 9).
V
V
г
V
V
Машиностроение
Таблица 7
Значения расчетных коэффициентов формулы скорости резания для вариантов фрезерования плоскостей образца-изделия (твердым сплавом / быстрорежущей сталью)
Шифр варианта расчета* Режим резания Коэффициенты формулы (8)
В t Sz сУ mv XV Уv Pv qv КМ,**
Цилиндрическое с )резерование конструкционной стали ^в = 450 МПа) 1,66 (1,26) / 1,66 (1,26)
ЦФКСТС1* 50 1,7 0,312 616 / 35,4 0,33 0,19 / 0,3 0,28 / 0,4 0,08 / 0,1 0,1 0,17 / 0,45
ЦФКСТС2 100 2,5 0,218 700 / 35,4 0,38 / 0,3
ЦФКСТС3 200 5 0,143
ЦФКСТС4 400 10 0,089
Цилиндрическое фрезерование серого чугуна ^в = 250 М Еа, НВ150)
ЦФСЧТС1 50 1,7 0,312 588 / 27 0,42 / 0,25 0,13 / 0,5 0,47 / 0,6 0,23 / 0,3 0,14 / 0,3 0,37 / 0,7
ЦФСЧТС2 100 2,5 0,218 750 / 27 0,4 / 0,5 0,47 / 0,6
ЦФСЧТС3 200 5 0,143 1120 / 57,6 0,19 / 0,2
ЦФСЧТС4 400 10 0,089
Торцовое фрезерование конструкционной стали ^в = 450 МП [а)
ТФКСТС1 50 9,68 0,4 332 / 41 0,2 0,1 0,4 0,2 / 0,15 0 0,2 / 0,25
ТФКСТС2 100 9,88 0,55
ТФКСТС3 200 13,06 0,55
ТФКСТС4 400 14,58 0,6
Торцовое фрезерование серого чугуна ^в = 250 МПа, НВ150)
ТФСЧТС1 50 9,68 0,4 445 / 42 0,32 / 0,15 0,15 / 0,1 0,35 / 0,4 0,2 / 0,1 0 / 0,1 0,2
ТФСЧТС2 100 9,88 0,55
ТФСЧТС2 200 13,06 0,55
ТФСЧТС2 400 14,58 0,6
*Расшифровка шифра слева направо по порядку: Т — торцовое, Ц — цилиндрическое, Ф — фрезерование, СЧ — серый чугун, СТ — сталь, ТС — твердый сплав, 1 — порядковая цифра; **значения в скобках указаны для обработки чугуна.
Таблица 8
Результаты расчета скорости резания для фрезерования плоскостей образца-изделия
Шифр варианта расчета* Режим резания Скорость резания V, м/мин** Шифр варианта расчета Режим резания Скорость резания V, м/мин
В t Sz В t Sz
ЦФКСТС1 50 1,7 0,312 285 / 60* ТФКСТС1 50 9,68 0,4 255 / 35
ЦФКСТС2 100 2,5 0,218 265 / 50 ТФКСТС2 100 9,88 0,55 195 / 30
ЦФКСТС3 200 5 0,143 215 / 50 ТФКСТС3 200 13,06 0,55 165 / 25
ЦФКСТС4 400 10 0,089 180 / 45 ТФКСТС4 400 14,58 0,6 135 / 20
ЦФСЧТС1 50 1,7 0,312 210 / 65 ТФСЧТС1 50 9,68 0,4 120 / 35
ЦФСЧТС2 100 2,5 0,218 200 / 55 ТФСЧТС2 100 9,88 0,55 90 / 30
ЦФСЧТС3 200 5 0,143 135 / 40 ТФСЧТС2 200 13,06 0,55 75 / 25
ЦФСЧТС4 400 10 0,089 100 / 25 ТФСЧТС2 400 14,58 0,6 65 / 24
*Шифр в соответствии с таблицей 7; **через знак «/» указана скорость резания для твердого сплава и быстрорежущей стали.
Машиностроение
Таблица 9
Результаты расчета силы резания для фрезерования плоскостей образца-изделия
твердым сплавом
Шифр варианта расчета* Режим резания Силы резания*, Н
в, мм t, мм Sz, мм/зуб V, м/мин [PREZp] Рг Рх Ру
Цилиндрическое фрезерование (черновое) конструкционной стали ^в = 450 МПа)
ЦФКСТС1 50 1,7 0,312 285 3906 525*** 75 470
ЦФКСТС2 100 2,5 0,218 265 5468 1130 170 1000
ЦФКСТС3 200 5 0,143 215 7187 1515 225 1360
ЦФКСТС4 400 10 0,089 180 8906 1955 290 1755
Цилиндрическое фрезерование (черновое) серого чугуна ^в = 250 МПа, НВ1 50)
ЦФСЧТС1 50 1,7 0,312 210 3906 235 35 210
ЦФСЧТС2 100 2,5 0,218 200 5468 495 75 445
ЦФСЧТС3 200 5 0,143 135 7187 660 95 595
ЦФСЧТС4 400 10 0,089 100 8906 840 125 760
Торцовое фрезе] рование (чистовое) конструкционной стали ^в = 450 МПа
ТФКСТС1 50 9,68 0,4 255 968 865 (5)** 475 820
ТФКСТС2 100 9,88 0,55 195 1359 1245 (2,5) 685 1180
ТФКСТС3 200 13,06 0,55 165 1796 1545 (3) 850 1465
ТФКСТС4 400 14,58 0,6 135 2187 2000 (3,5) 1100 1900
Торцовое фрезерование 1 ^чистовое) серого чугуна ^в = 250 М Па, НВ150)
ТФСЧТС1 50 9,68 0,4 120 968 855 465 810
ТФСЧТС2 100 9,88 0,55 90 1359 1295 (5,5) 714 1235
ТФСЧТС2 200 13,06 0,55 75 1796 1715 (7,5) 945 1631
ТФСЧТС2 400 14,58 0,6 65 2187 2158 (9) 1185 2050
*Расчет силы резания выполнен по рекомендациям справочника, полученные значения округлены для удобочитаемости и по максимальным значениям; **в скобках указана скорректированная глубина резания для получения значения силы резания меньше допустимого [Рш2.р] (для исходного значения глубины резания силы резания кратно превышает допустимую), скорость резания не изменяем; ***значения получены для условия работы одного зуба по полному деформируемому сечению Fц или Fт на длине Lchip и могут быть скорректированы при учете количества одновременно работающих зубьев и фактической площади сечения на каждом зубе.
На шестом этапе для полученных режимов резания (табл. 10) оцениваем достижимую точность обработки, исходя из минимизации погрешности формы на 30 и 60 % за счет подбора рациональных параметров станочного приспособления [5].
Данные по технологическим допускам, приведенные в таблице 10, показывают, что уменьшение технологического допуска при фрезеровании на 60 % соответствует повышению точности обработки на 2 квалитета.
На седьмом этапе требуется определить уровень повышения жесткости технологической системы. Для этого используем
формулу (1). Результаты представлены в таблице 11.
Результаты пересчета исходной жесткости в таблице 11 являются дополнительной проверкой выполненных расчетов, так как они показывают отклонение от принятой ранее минимальной жесткости технологической системы, равной 15625 Н/мм, для расчетов по формуле (2), и это отклонение незначительно. Также можно заметить, что расчет показывает повышение жесткости технологической системы на 40 % (при повышении точности обработки на 30 %) и на 250 % (при повышении точности обработки на 60 %).
Машиностроение
При выборе справочных данных подача на зуб фрезы при работе на станках повышенной жесткости может быть увеличена на 25^50 %. При этом другие режимы резания практически не подлежат изменению: ширина фрезерования определяется обрабатываемой поверхностью и определяет выбор диаметра фрезы, глубина фрезерования существенно зависит от операционной структуры технологического процесса (т. е. изменение глубины резания приводит к
Принятые рс
изменению всего технологического процесса).
Дальнейший алгоритм расчета для увеличенной подачи на зуб выполняется, начиная со второго этапа по четвертый этап.
После определения скорректированной подачи на зуб необходимо выполнить оценку производительности обработки. Снижение технологического времени и повышение производительности обработки требует отдельного анализа.
Таблица 10
имы резания
Шифр варианта расчета* Режим резания* Допуск на обработку, мм
в, мм t, мм Sz, мм/зуб V, м/мин п, об/мин исходный (табл. 3) меньше на 30 % меньше на 60 %
Цилиндрическое фрезерование (черновое) конструкционной стали ^в = 450 МПа)
ЦФКСТС1 50 1,7 0,312 285 900** 0,25 0,175 (ГГ11)*** 0,1 (ГТ10)
ЦФКСТС2 100 2,5 0,218 265 850 0,35 0,245 0,14 (ГТ10)
ЦФКСТС3 200 5 0,143 215 680 0,46 0,322 0,184 (ГТ10)
ЦФКСТС4 400 10 0,089 180 570 0,57 0,399 0,228
Цилиндрическое фрезерование (черновое) серого чугуна ^в = 250 МПа, НВ150)
ЦФСЧТС1 50 1,7 0,312 210 670 0,25 0,175 0,1
ЦФСЧТС2 100 2,5 0,218 200 630 0,35 0,245 0,14
ЦФСЧТС3 200 5 0,143 135 430 0,46 0,322 0,184
ЦФСЧТС4 400 10 0,089 100 315 0,57 0,399 0,228
Торцовое фрезе рование (чистовое) конструкционной стали ^в = 450 МПа
ТФКСТС1 50 5 0,4 255 810 0,062 0,043 0,024 (ГТ7)
ТФКСТС2 100 2,5 0,55 195 620 0,087 0,06 0,034 (ГТ7)
ТФКСТС3 200 3 0,55 165 525 0,115 0,08 (ГТ8) 0,046 (ГТ7)
ТФКСТС4 400 3,5 0,6 135 430 0,14 0,098 0,056 (ГТ7)
Торцовое фрезерование (чистовое) серого чугуна ^в = 250 МПа, НВ150)
ТФСЧТС1 50 9,68 0,4 120 380 0,062 0,043 0,024
ТФСЧТС2 100 9,88 0,55 90 285 0,087 0,06 0,034
ТФСЧТС2 200 13,06 0,55 75 235 0,115 0,08 0,046
ТФСЧТС2 400 14,58 0,6 65 200 0,14 0,098 0,056
*Для всех режимов резания и видов обработки диаметр фрезы равен 100 мм, число зубьев принято равным 10 шт.; **частоты округлены до величины, кратной пяти; ***в скобках указан соответствующий достижимый квалитет точности.
Таблица 11
Оценка уровня повышения жесткости технологической системы при уменьшении технологического допуска
Машиностроение
Шифр варианта расчета Допуск на обработку, мм Допустимая сила резания, Н Жесткость технологической системы, Н/мм
исходный (табл. 8) меньше на 30 % меньше на 60 % исходная «30 %» «60 %»
Цилиндрическое ф резерование (черновое) конструкционной стали ^в = 450 МГ [а)
ЦФКСТС1 0,25 0,175 (ГШ)*** 0,1 (ГТ10) 3906 15624 22320 39060
ЦФКСТС2 0,35 0,245 0,14 (ГТ10) 5468 15623 22318 39057
ЦФКСТС3 0,46 0,322 0,184 (ГТ10) 7187 15623 22319 39061
ЦФКСТС4 0,57 0,399 0,228 8906
Цилиндрическое с »резерование (черновое) серого чугуна ^в = 250 М Па, НВ150)
ЦФСЧТС1 0,25 0,175 0,1 3906 15624 22320 39060
ЦФСЧТС2 0,35 0,245 0,14 5468 15622 22318 39057
ЦФСЧТС3 0,46 0,322 0,184 7187 15623 22319 39059
ЦФСЧТС4 0,57 0,399 0,228 8906 15624 22320 39061
Торцовое фрезерование (чистовое) конструкционной стали ^в = 4 50 МПа)
ТФКСТС1 0,062 0,043 0,024 (ГТ7) 968 15612 22511 40333
ТФКСТС2 0,087 0,06 0,034 (ГТ7) 1359 15620 22650 39970
ТФКСТС3 0,115 0,08 (ГТ8) 0,046 (ГТ7) 1796 15617 22450 39043
ТФКСТС4 0,14 0,098 0,056 (ГТ7) 2187 15621 22316 39053
Торцовое фрезерование (чистовое) се] рого чугуна ^в = 250 МПа, НВ150)
ТФСЧТС1 0,062 0,043 0,024 968 15612 22511 40333
ТФСЧТС2 0,087 0,06 0,034 1359 15620 22650 39970
ТФСЧТС2 0,115 0,08 0,046 1796 15617 22450 39043
ТФСЧТС2 0,14 0,098 0,056 2187 15621 22316 39053
Выводы:
1. Представленный алгоритм определения режимов резания при цилиндрическом и торцовом фрезеровании плоских поверхностей имеет несколько ступеней их корректировки на основе положения о минимизации погрешности формы обработанной плоской поверхности, которая достигается подбором соответствующих коэффициентов силового замыкания фрезерного станочного приспособления.
Список источников
2. Использование для анализа положений стандартов по оценке жесткости и точности фрезерных станков, в особенности данных об образцах-изделиях, направлено в перспективе на формирование нормативной базы по корректировке режимов резания.
3. Установлено, что наиболее предпочтительной для корректировки является подача на зуб фрезы.
1. Справочник технолога-машиностроителя : в 2-х т. /А. М. Дальский [и др.]. 5-е изд., испр. М. : Машиностроение, 2003. Т. 2. 944 с. EDN QNAPBT
Машиностроение
2. Справочник технолога-машиностроителя : в 2-х т. / под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мащерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1986. Т. 2. 496 с.
3. Общемашиностроительные нормативы режимов резания / А. Д. Локтев [и др.]. М. : Машиностроение, 1991. Т. 1. 640 с. EDN RRKPOB
4. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. М. : Машиностроение, 1967. 205 с.
5. Пипкин Ю. В. Обоснование параметров фрезерных приспособлений моделированием силового замыкания : автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Алчевск : ГОУ ВО ЛНР «ДонГТИ», 2020. 21 с.
6. Пипкин Ю. В., Лавренчук К. П. Определение глубины резания предельной по точности фрезерования // Пути совершенствования технологических процессов и оборудования промышленного производства : сборник тезисов докладов VI международной научно-технической конференции. Алчевск : ГОУ ВО ЛНР «ДонГТИ», 2021. С. 84-87. EDNIQEWEX
© Пикалова М. В., Желтобрюхова О. Е., Онопченко В. Н.
Рекомендована к печати к.э.н., доц., зав. каф. ТОМПДонГТУ Зинченко А. М., д.т.н., проф. каф. ТМИК ЛГУ им. В. Даля Витренко В. А.
Статья поступила в редакцию 04.12.2024.
Сведения об авторах
Пикалова Марина Васильевна, младший научный сотрудник управления перспективных научных исследований
Донбасский государственный технический университет,
г. Алчевск, Россия,
e-mail: pikalovamarina@yandex. ru
Желтобрюхова Ольга Евгеньевна, старший научный сотрудник управления перспективных научных исследований
Донбасский государственный технический университет, г. Алчевск, Россия
Онопченко Виктория Николаевна, младший научный сотрудник управления перспективных научных исследований
Донбасский государственный технический университет, г. Алчевск, Россия
*Pikalova M. V., Zheltobryukhova O. E., Onopchenko V. N. (Donbass State Technical University, Alchevsk, Russia, *e-mail: pikalovamarina@yandex. ru)
ALGORITHM FOR CORRECTING PLANE MILLING MODES CONSIDERING ACCURACY AND RIGIDITY OF THE TECHNOLOGICAL SYSTEM
The article presents a sequence of stages for correcting the cylindrical and end milling modes. The algorithm for correcting cutting modes is considered for the case of manufacturing sample products recommended by standards for assessing the accuracy and rigidity of milling machines. Key words: plane milling, workholding fixture, milling modes, cutting mode correcting.
References
1. Handbook of a mechanical engineer : in 2 volumes. [Spravochnik tekhnologa-mashinostroitelya : v 2-h tomah]. Eds. Dal'skij A. M. [et al.]. 5th edition, revised. M. : Mashinostroenie, 2003. Vol. 2. 944 p. EDN QNAPBT (rus)
Машиностроение
2. Handbook of a mechanical engineer : in 2 volumes. [Spravochnik tekhnologa-mashinostroitelya : v 2-h tomah]. Eds. Kosilovoj A. G. i Mashcheryakova R. K. 4th ed., repr. and add. M. : Mashinostroenie, 1986. Vol. 2. 496p. (rus).
3. Loktev A. D. [et al.] General machine-building standards of cutting modes [Obshchemashinostroitel'nye normativy rezhimov rezaniya]. M. : Mashinostroenie, 1991. Vol. 1. 640 p. EDN RRKPOB (rus)
4. General machine-building standards of cutting modes for technical standardization of works on metal-cutting machine tools [Obshchemashinostroitel 'nye normativy rezhimov rezaniya dlya tekhnicheskogo normirovaniya rabot na metallorezhushchih stankah]. M. : Mashinostroenie, 1967. 205 p.
5. Pipkin Yu. V. Justification ofparameters of milling fixtures by modeling offorce closure : autoref. diss. ... cand. of techn. sciences. [Obosnovanie parametrov frezernyh prisposoblenij modelirovaniem silovogo zamykaniya : avtoref. diss. ... kand. tekhn. nauk]. Alchevsk : DonSTU, 2020. 21 p.
6. Pipkin Yu. V., Lavrenchuk K. P. Determination of the cutting depth limit for milling accuracy [Opredelenie glubiny rezaniya predel'noj po tochnosti frezerovaniya]. Puti sovershenstvovanija tehnologicheskih processov i oborudovanija promyshlennogo proizvodstva : sbornik tezisov dokladov VI mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii. Alchevsk : DonSTU, 2021. Pp. 84-87. EDN IQEWEX (rus)
Information about the authors
Pikalova Marina Vasilievna, Junior Researcher of the Advanced Scientific Research Department Donbass State Technical University, Alchevsk, Russia,
e-mail: pikalovamarina@yandex. ru
Zheltobryukhova Olga Evgenievna, Senior Researcher of the Advanced Scientific Research Department Donbass State Technical University, Alchevsk, Russia
Onopchenko Victoriya Nikolaevna, Junior Researcher of the Advanced Scientific Research Department Donbass State Technical University, Alchevsk, Russia
