Науковий вісник НГУ

Визначення складових сил різання при фрезеруванні циліндричних поверхонь орієнтованим інструментом

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №2 2021

Останнє оновлення: 09 травня 2021

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1415

Authors:

В. В. Кальченко, orcid.org/0000-0002-9072-2976, Національний університет «Чернігівська політехніка», м. Чернігів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. Д. Цибуля, orcid.org/0000-0002-7843-6061, Національний університет «Чернігівська політехніка», м. Чернігів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. В. Кологойда, orcid.org/0000-0002-1742-2686, Національний університет «Чернігівська політехніка», м. Чернігів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Е. Ю. Сахно, orcid.org/0000-0002-9789-7242, Чернігівський державний інститут економіки та управління, м. Чернігів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. В. Бойко, orcid.org/0000-0001-8341-6973, Національний університет «Чернігівська політехніка», м. Чернігів, Україна, 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:

Мета. Побудова загальної модульної математичної просторової моделі процесу зняття припуску та формоутворення при фрезеруванні круглих поверхонь обертання, таких як шийки розподільних валів, циліндричні поверхні валів коробок передач і інших. Визначення складових сил різання при обробці зі схрещеними осями фрези й деталі задля використання отриманих результатів при призначенні режимів обробки.

Методика. Теоретична розробка модульної математичної моделі процесу зняття припуску та формоутворення при фрезеруванні циліндричних поверхонь проводилась із використанням матричного апарату перетворення систем координат. Були використані розроблені уніфіковані модулі: інструментальний, орієнтації та формоутворення, що дозволило більш наочно описати процес обробки деталі. Здійснення всіх розрахунків проводилося в математичному пакеті Mathcad. Із використанням доступних у пакеті функцій отримано графічне відображення математичної моделі інструментальної та обробленої поверхні. За допомогою розроблених у програмі логічних блоків досліджені характеристики обробленої поверхні, такі як шорсткість в осьовій і радіальній площинах. Досліджено вплив кута орієнтації інструмента й кількості зубів фрези на шорсткість обробленої поверхні. Уточнені відомі формули розрахунку сил різання при фрезеруванні.

Результати. Побудована загальна модульна математична просторова модель процесу зняття припуску та формування при фрезеруванні орієнтованим інструментом круглих поверхонь обертання, таких як шийки розподільних валів, циліндричні поверхні валів трансмісій та ін. Визначені параметри шорсткості обробленої поверхні. Було досліджено витікання характеристик інструменту й кут його орієнтації на геометричні шорсткості в осьовому й радіальному перетинах. Визначена площа шару, зрізаного одним зубом фрези. Вказані розрахункові формули для знаходження складових сил різання при фрезеруванні.

Наукова новизна. Запропонована модульна просторова модель процесу фрезерування циліндричних поверхонь орієнтованим інструментом, на базі якої розраховані складові сил різання, що може бути використано при конструюванні нових інструментів і поліпшенні умов обробки існуючими.

Практична значимість. Із використанням сучасного комп’ютерного обладнання та програмного забезпечення, створена розрахункова програма дозволяє керувати процесом формоутворення циліндричних поверхонь при їх фрезеруванні орієнтованим інструментом. Також дозволяє прогнозувати вихідну точність обробки за рахунок визначення параметрів геометричної шорсткості в осьовому й радіальному перерізах, а також нормальної й тангенціальної складових сил різання. Це дає можливість обирати оптимальний кут орієнтації інструменту, параметри фрези й режими різання для досягнення високої продуктивності та якості обробки.

Ключові слова: сили різання, фрезерування, розподільний вал, шліфування, моделювання, шорсткість

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.

• < Попередня
• Наступна >