Материалы

Определение составляющих силы резания при фрезеровании цилиндрических поверхностей ориентированным инструментом

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:


В. В. Кальченко, orcid.org/0000-0002-9072-2976, Национальный университет «Черниговская политехника», г. Чернигов, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С. Д. Цибуля, orcid.org/0000-0002-7843-6061, Национальный университет «Черниговская политехника», г. Чернигов, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. В. Кологойда, orcid.org/0000-0002-1742-2686, Национальный университет «Черниговская политехника», г. Чернигов, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Е. Ю. Сахно, orcid.org/0000-0002-9789-7242, Черниговский государственный институт экономики и управления, г. Чернигов, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С. В. Бойко, orcid.org/0000-0001-8341-6973, Национальный университет «Черниговская политехника», г. Чернигов, Украина, e-mail: svboyko.cstu@gmail. com


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (2): 082 - 088

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-2/082



Abstract:



Цель.
Построение общей модульной математической пространственной модели процесса снятия припуска и формообразования при фрезеровании круглых поверхностей вращения, таких как шейки распределительных валов, цилиндрические поверхности валов коробок передач и других. Определение составляющих сил резания при обработке со скрещенными осями фрезы и детали для использования полученных результатов при назначении режимов обработки.


Методика.
Теоретическая разработка модульной математической модели процесса снятия припуска и формообразования при фрезеровании цилиндрических поверхностей проводилась с использованием матричного аппарата преобразования систем координат. Были использованы разработанные унифицированные модули: инструментальный, ориентации и формообразования, что позволило более наглядно описать процесс обработки детали. Осуществление всех расчетов проводилось в математическом пакете Mathcad. С использованием доступных в пакете функций получено графическое отображение математической модели инструментальной и обработанной поверхности. При помощи разработанных в программе логических блоков исследованы характеристики обработанной поверхности, такие как шероховатость в осевой и радиальной плоскостях. Исследовано влияние угла ориентации инструмента и количества зубьев фрезы на шероховатость обработанной поверхности. Уточнены известные формулы расчета сил резания при фрезеровании.


Результаты.
Построена общая модульная математическая пространственная модель процесса снятия припуска и формирования при фрезеровании ориентированным инструментом круглых поверхностей вращения, таких как шейки распределительных валов, цилиндрические поверхности валов трансмиссий и др. Определены параметры шероховатости обработанной поверхности. Было исследовано истечение характеристик инструмента и угол его ориентации на геометрические шероховатости в осевом и радиальном сечениях. Определена площадь слоя, срезанного одним зубом фрезы. Указаны расчетные формулы для нахождения составляющих сил резания при фрезеровании.


Научная новизна.
Предложена модульная пространственная модель процесса фрезерования цилиндрических поверхностей ориентированным инструментом, на базе которой рассчитаны составляющие сил резания, что может быть использовано при конструировании новых инструментов и улучшении условий обработки существующих.


Практическая значимость.
С использованием современного компьютерного оборудования и программного обеспечения, созданная расчетная программа позволяет управлять процессом формообразования цилиндрических поверхностей при их фрезеровании ориентированным инструментом. Также позволяет прогнозировать исходную точность обработки за счет определения параметров геометрической шероховатости в осевом и радиальном сечениях, а также нормальной и тангенциально составляющих сил резания. Это дает возможность выбирать оптимальный угол ориентации инструмента, параметры фрезы и режимы резания для достижения высокой производительности и качества обработки.


Ключевые слова:
силы резания, фрезерование, распределительный вал, шлифование, моделирование, шероховатость

References.


1. Kilic, Z. M., & Altintas, Y. (2016). Generalized mechanics and dynamics of metal cutting operations for unified simulations. International Journal of Machine Tools and Manufacture, (104), 1-13. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2016.01.006.

2. Altintas, Y. (2016). Virtual High Performance Machining. Procedia CIRP, (46), 372-378. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.04.154.

3. Brechera, C., Wellmanna, F., & Epplea, A. (2017). Quality-predictive CAM simulation for NC milling. Procedia Manufacturing, (11), 1519-1527. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.284.

4. Altintas, Y., & Tulsyan, S. (2015). Prediction of part machining cycle times via virtual CNC. CIRP Annals – Manufacturing Technology, (64/1), 361-364. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2015.04.100.

5. Rubeo, M. A., & Schmitz, T. L. (2016). Global stability predictions for flexible workpiece milling using time domain simulation. Journal of Manufacturing Systems, (40/2), 8-14. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2016.05.003.

6. Zavarzin, D. A., Kiselev, I. A., & Tsyganov, D. L. (2016). Flat Milling Process Simulation Taking into Consideration a Dependence of Dynamic Characteristics of the Machine. Machines and Plants: Design and Exploiting, (4), 53-68. https://doi.org/10.7463/aplts.0416.0845919.

7. Vnukov, Yu. N., Dyadya, S. I., & Kozlova, E. B. (2016). On the influence of the design and geometrical characteristics of end mills on the vibration resistance of the milling process. Cutting & tools in technological systems, (86), 7-17.

8. Kalchenko, V., Kalchenko, V., Kalchenko, O., Sira, N., Kal­chenko, D., Morochko, V., & Vynnyk, V. (2020). Development of a model of tool surface dressing when grinding with crossed wheel and cylindrical part axes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, (3), 23-29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.202441.

9. Kalchenko, V., Kalchenko, V., Sira, N., Kalchenko, O., Vyn­nyk, V., Kalchenko, D., & Morochko, V. (2020). Development of the single-setup milling process model of the shaft support necks and cams. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, (4), 48-54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208579.

10. Vnukov, Yu.N., Dyadya, S.I., & Kozlova, E.B. (2016). Evolution of development of research on forces in cylindrical milling from static to dynamic processing conditions. Modern technologies of engineering, (11), 20-41.

 

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела:

Посетители

3479540
Сегодня
За месяц
Всего
1
366
3479540

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная