Смещение режущей кромки относительно поверхности резания – ключ к повышению эффективности процессов фрезерования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Смещение режущей кромки относительно поверхности резания - ключ к повышению эффективности процессов фрезерования

Последние годы ведущие фирмы в области разработки новых режущих инструментов и технологий ведут активные исследования новых методов обработки со сложно-согласованными движениями, которые широко применяются для обработки поверхностей фрезерованием. Особенно это касается методов фрезерования штампов, ручьев и карманов. Методы плунжерного фрезерования широко применяется для черновой обработки глубоких карманов, что позволяет значительно повысить производительность обработки при большом вылете инструмента. Одним из специализированных методов обработки является трохоидальноефрезерование, служащее для обработки отверстий и выработок, оно применяется для достижения формы выработки наиболее близкой к чистовой обработке, особенно в углах карманов. Сложно-согласованные движения используется как для повышения качества обработки, например при нелинейном снижении скорости подачи в углах карманов, так и для повышения производительности обработки [1, 7].

Новым направлением в исследованиях является фрезерование поверхности с нелинейным обкатом по профилю производящей поверхности с тремя сложно-согласованными движениями формообразования, лежащими в одной плоскости, при этом происходит смещение активной части режущей кромки относительно поверхности резания. [4, 6, 8], что позволяет кромке постоянно обновляться. Скорость смещения (обновления) относительно поверхности резания зависит от величины скольжения и относительно невелика. При этом работа резания не локализуется на небольшом участке режущей кромки, как при обычном фрезеровании, а постоянно смещается по ней, что снижает тепловыделение приходящееся на погонную единицу длины кромки и, в конечно счете, уменьшает температуру нагрева в месте контакта зуба с поверхностью резания. Однако увеличение скорости скольжения приводит к увеличению длины режущей кромки, а следовательно к увеличению размера зуба инструмента.

При винтовом фрезеровании [2, 5, 9, 10] происходит постоянное смещение активной части режущей кромки, как и при нелинейном обкате, только за счёт формообразующих движений, но обновление ее происходит значительно скорее: При этом производятся два движения подачи (рис. 1) вокруг оси Оу, щу и внаправлении Оу, Sy до тех пор, пока дисковая радиусная фреза не коснется противоположных сторон профиля. Затем движение подачи вокруг оси Оу, щу совершается до касания противоположных сторон профиля в точках M и M1' для этого движение щу реверсирует. Для обеспечения постоянного касания сторон асимметричного профиля дополнительно задают движение подачи вдоль оси Oz.

При перемещении каждого зуба инструмента от периферии к дну сферической лунки задействуется режущая кромка, начиная от периферии к центру и при дальнейшем движении - от центра к противоположной стороне кромки. Смещение режущей кромки в этом случае происходит значительно быстрее, т.к. за время равное одному обороту фрезы деленному на количество ее зубьев зона резания успевает сместиться по всей длине кромки. Скорость смещения при этом ограничивается частотой вращения, количеством зубьев и длиной режущей кромки. Таким образом, обеспечивается бегущий контакт режущей кромки с поверхностью резания, в результате чего режущая кромка не успевает нагреваться, что значительно снижает её теплонагруженность и, как следствие, повышается стойкость инструмента.

Рис. 1. Схема винтового фрезерования

фрезерование кромка резание

Смещение режущей кромки относительно поверхности резания можно также обеспечить за счет дополнительного движения, например [3, 11, 13] (рис. 2, а) возвратнокачательного движения вокруг центра профильного сечения тороидальной поверхности дисковой радиусной фрезы (точка А) при движении по профилю или смещения концевой фрезы вдоль её оси (рис. 2, б) при обработке плоских и контурных поверхностей [12]. Скорости дополнительных движений не зависят от формообразующих, они зависят только от возможностей оборудования и поэтому могут быть оптимизированы с точки зрения минимизации температуры режущей кромки.

а) б)

Рис. 2. Схема фрезерования

а) с возвратно-качательным движением фрезы;

б) с возвратно-поступательным движением фрезы

Установлено, что повышение эффективности фрезерования сложных фасонных поверхностей со значительными объемами удаляемого материала связано со смещением режущей кромки относительно поверхности резания, т.е. с применением кинематики со сложно согласованными движениями формообразования. Обеспечение такой кинематики возможно с использованием многокоординатных станков с ЧПУ, и требует дополнительных исследований.

Список используемых источников

фрезерование кромка резание

1. Албагачиев А.Ю., Амбросимов С.К., Бавыкин О.Б. и др. Прогрессивные машиностроительные технологии, оборудование и инструменты // Москва: Спектр 2015. Том VI, 463 с.

2. Амбросимов С.К., Вепренцев О.Ю., Косенков М.А. и др. Исследование параметров срезаемого слоя при винтовом фрезеровании со спиралевидной траекторией. // Фундаментальные проблемы техники и технологии. 2011. №6-3. С. 3-12.

3. Амбросимов С.К., Мещеряков В.Н. Совершенствование системы вентильного электропривода станков с ЧПУ для обеспечения высокоэффективных методов фрезерования // Вести высших учебных заведений Черноземья. 2013. №4. С. 9.

4. Амбросимов С.К. Моделирование траектории движения инструмента для обработки сложных поверхностей // СТИН. 2005. №12. С. 22-24.

5. Амбросимов С.К. Моделирование траекторий движений инструмента при обработке поверхностей типа ручьев. // СТИН. 2006. №8. С. 33-35.

6. Амбросимов С.К. Синтез новых методов обработки на основе ориентации формообразующих движений относительно обработанной поверхности // СТИН. 2006. №4 С. 2-7.

7. Козлов А.М., Малютин Г.В. Расчет подачи при чистовом фрезеровании вогнутых поверхностей на станках с ЧПУ / Современные направления и перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении // Материалы международной научно-технической конференции. - Севастополь, 2015. - С. 40-45

8. Пат. 2167746 RU, МПК В 23 С 3/00 Способ обработки сложных криволинейных поверхностей / Амбросимов С.К., Петрухин А.А. / заявитель и патентообладатель Липецкий государственный технический университет. Опубл. 27.05.2001 Бюл. №15

9. Пат. 2208502 RU, МПК В 23 С 3/16 Способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем / Амбросимов С.К., Стежкин М.Г. / заявитель и патентообладатель Липецкий государственный технический университет. Опубл. 20.07.2003 Бюл. №20

10. Пат. 2344023 RU, МПК В 23 С 3/16 Способ винтового чернового фрезерования фасонных поверхностей / Амбросимов С.К., Амбросимов К.С./ заявитель и патентообладатель Липецкий государственный технический университет. Опубл. 20.01.2009 Бюл. №2

11. Пат. 2497636 RU, МПК В 23 С 3/20 Способ обработки сложных криволинейных поверхностей / Амбросимов С.К., Косенков М.А., Амбросимов К.С. и др. / заявитель и патентообладатель Липецкий государственный технический университет. Опубл. 10.11.2013 Бюл. №31

12. Пат. 2626519 RU, МПК В 23 С 3/00 Способ обработки плоских и контурных поверхностей / Амбросимов С.К., Булгаков С.Н., Ершов М.С. / заявитель и патентообладатель Липецкий государственный технический университет. Опубл. 24.07.2017 Бюл. №21

13. Ambrosimov S.K., Kosenkov M.A. Improving the efficiency of processing of complex contours milled with rocking motion feed using CAD/CAM systems // В сборнике: Applied and Fundamental Studies Proceeding of the 2^nd International Academic Conference. Publishing House «Science and Innovation Center», and the International Journal of Advanced Studies. 2013. С. 198-203.

Размещено на Allbest.ru