CC BY
13УДК 621.91.01
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РОТАЦИОННОГО ТОЧЕНИЯ МНОГОГРАННЫМИ РЕЗЦАМИ НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ
А. С. Бинчуров1, 2*, Н. С. Индаков2, Ю. И. Гордеев2
1 Аэрокосмический колледж Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31.
2Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 Е-mail: [email protected]
Получены новые данные о влиянии технологических (глубины резания, t; продольной подачи, S„r; круговой подачи, 8кр; скорости резания, Ур) и конструктивных факторов (геометрических и кинематических параметров инструмента) на качество обработки. Расчетными и экспериментальными методами исследованы особенности процесса ротационного точения многогранными резцами (РТМР) и установлен характер влияния режимов резания на интенсивность деформационных процессов резания и показатели шероховатости обработанной поверхности. Полученные полуэмпирические зависимости позволяют при назначении режимов резания прогнозировать параметры шероховатости Ra , Rz , Rmax .
Ключевые слова: ротационное точение, многогранный ротационный резец, лезвие, конструктивная подача, круговая подача, производительность и качество обработки.
INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF ROTARY TURNING BY MULTIFACETED
CUTTERS ON QUALITY OF SURFACE
A. S. Binchurov1, 2*, N. S. Indakov2, Y. I. Gordeev2
1Aerokosmic College of Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation.
2Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation Е-mail: [email protected]
New data on the effect of technological modes (depth cutting, amf, longitudinal feed, fn; azimuthal feed, faz; cutting speed, Уг) and constructive factors (geometric and kinematic parameters of the tool) on quality of treatment. By calculated and experimental methods features of the process of turning the rotary multifaceted cutters (RTMC) were investigated. Influence of cutting conditions on the intensity of deformation processes and roughness of the treated surface were installed. The resulting semi-empirical equations allow the appoint the cutting modes to predict the roughness parameters Ra , Rz , Rmax .
Keywords: rotational turning, multifaceted rotary cutter, blade, constructive feed, circular pitch, productivity and quality of treatment.
Предлагаемый метод ротационного точения многогранными резцами является новым и, по-видимому, весьма перспективным (рис. 1). В основу метода заложен принцип срезания слоя материала, при котором стружка сходит вдоль режущей кромки, рабочие участки которой постоянно обновляются за счет вращения многогранного резца, что обеспечивает более благоприятные условия для теплоотвода из зоны резания, исключает необходимость применения СОТС, обеспечивает гарантированное дробление стружки [1-3]. Характерной особенностью данного метода, позволяющего реализовать указанные преимущества, является наличие конструктивной подачи на грани профиля резца и его вращение. Известно, что использование приводного инструмента позволяет реализо-
вать высокие скорости резания, не зависимо от технических характеристик станков и габаритов заготовки.
Очевидно, что качество обработки зависит от конструктивно технологических параметров процесса. Для эффективного практического использования нового метода ротационного точения многогранными резцами необходимо проведение детальных теоретических и экспериментальных исследований по определению и назначению указанных параметров. Качество обработанной поверхности определяется шероховатостью поверхности и состоянием материала поверхностного слоя.
Качество обрабатываемой поверхности зависит от многих технологических параметров обработки при РТМР (режимы резания, геометрические параметры
Технология и мехатроника в машиностроении
режущего инструмента, кинематика ротационного точения многогранными резцами и др.). На рис. 2 приведены зависимости шероховатости поверхности в зависимости от параметров режимов резания [4].
На основе обработки экспериментальных данных получены полуэмпирические зависимости параметров шероховатости обработанной поверхности от режимов резания:
Ка = 6,01-^
£.0,2701 £.0,4679
у 0,3081 ^0,0548
; Кг = 41,52
£0,2471 £0,3583 пр кр
"^0,3733 ^0,0721"г
Ктах = 251,89-
£0
0,594 0,02 -£кр -Г
Ур
(1)
Проведенные экспериментальные исследования позволили установить характер влияния режимов резания при РТМР на показатели шероховатости обработанной поверхности. Полученные полуэмпирические зависимости позволяют при назначении режимов резания прогнозировать параметры шероховатости (устанавливать режимы резания с оптимальным сочетанием «производительность - качество обработки»).
Рис. 1. Схема ротационного точения многогранными резцами
Рис. 2. Влияние режимов резания на шероховатость поверхности: а - глубины резания Г; б - продольной подачи £пр; в - круговой подачи г - скорости резания Ур; Наибольшее влияние на формирование высотных параметров шероховатости Ка, Кг , Ктах оказывают круговая подача £кр и скорость резания Ур, чуть менее значимым фактором является продольная подача, £пр . Глубина резания Г РТМР практически не оказывает существенного влияния на изменение параметров шероховатости
б
а
в
г
Одним из важнейших показателей качества обработанной поверхности является состояние поверхностного слоя, которое определялось через степень и глубину наклепа по методу косого среза путем измерения микротвердости по глубине наклепанного слоя (рис. 3).
Микротвердость измерялась царапанием алмазным наконечником по ГОСТ 21318-75. Полученное после измерения значение глубины наклепа поверхностного слоя составляет 20 мкм, а степень наклепа возрастает на 45 % в сравнении с материалом сердцевины. Величина микротвердости поверхностного слоя определенная в соответствии с методикой по ГОСТ 21318-75 возрастает до 1200 ед. (по сравнению с микротвердостью сердцевины для стали 45 которая составляет 450 ед.).
Таким образом, кроме снижения шероховатости, использование высокоскоростного метода РТМР обеспечивает повышение качества обработки поверхностного слоя по показателю микротвердости.
Библиографические ссылки
1. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Исследование метода ротационного точения многогранными резцами // Станки инструмент (СТИН). 2013. № 6. С. 21-24.
2. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Особенности ротационного точения многогранными резцами // Вестник машиностроения. 2013. № 10. С. 56-58.
3. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Особенности геометрии многогранных резцов для ротационного точения // Вестник машиностроения. 2013. № 11. С. 38-41.
4. Влияние кинематических и технологических параметров ротационного точения многогранными резцами на формирование стружки и шероховатость поверхности / Н. С. Индаков [и др.] // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. № 2 (18). С. 379-387.
References
1. Indakov N. S., Binchurov A. S. [Research by rotational turning indexable cutters] // Machine tools (STIN). 2013. № 6. P. 21-24. (In Russ.)
2. Indakov N. S., Binchurov A. S. [Features turning rotary cutters multifaceted] // Vestnik engineering. 2013. № 10. P. 56-58. (In Russ.)
3. Indakov N. S., Binchurov A. S. [Features polyhedral geometry of the rotary cutters for turning] // Vestnik Engineering. 2013. № 11. P. 38-41. (In Russ.)
4. Indakov N. S. [et al.]. [Influence of cinematic and technological parameters of rotary turning by multifaceted cutters on chip formation and surface roughness] // Siberian Journal of Science and Technology. 2017. № 2 (18). P. 379-387. (In Russ.)
© Бинчуров А. С., Индаков Н. С., Гордеев Ю. И., 2018
