НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o135.pdf (732.70Кб)

УДК 621.91

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

В настоящее время широко используются фрезы с криволинейной режущей кромкой. Сечение срезаемого слоя при работе такой фрезой представляет собой криволинейный многоугольник, обычно ограниченный четырьмя кривыми. При этом толщина сечения срезаемого слоя различна для разных точек режущей кромки. Для расчета силы резания предложено большое число аналитических и эмпирических зависимостей, которые, однако, нельзя использовать для расчета сил при переменной толщине сечения срезаемого слоя.
В качестве модельного объекта была использована фреза с волнистой режущей кромкой Preci Tool 166205 (диаметр фрезы d = 10 мм; количество зубьев z = 4) фирмы Sandvik, работающая с шириной фрезерования d/2 и подачей на зуб S_z = 0,042 мм/зуб. Для расчета силы резания была использована формула:

 где A, а – площадь и толщина сечения срезаемого слоя; k_с1.1 – удельная сила резания (для стали k_с1.1=2000 Н/мм2); m – коэффициент (для стали m = 0,26)
Для расчета силы резания при криволинейном сечении срезаемого слоя были использованы четыре методики, различающиеся способом разбиения сечения срезаемого слоя на участки и определения его толщины.
1. Разбиение сечения срезаемого слоя на секторы, ограниченные с двух сторон кривыми линиями, а с двух других сторон – сходящимися прямыми, перпендикулярными следу режущей кромки позволило рассчитать теоретически правильную силу резания. Показано, что при увеличении количества участков разбиения сила резания несколько уменьшается, а затем стабилизируется на уровне 160,5 Н. Это значение можно считать действительной силой резания, возникающей при срезании криволинейного сечения.
2. При разбиении сечение срезаемого слоя на трапеции сила резания увеличивается при увеличении числа участков разбиения и стремится к значению 165,5 Н.  Погрешность расчета силы резания при замене криволинейных секторов трапециями составляет 3,1 %. Такая погрешность позволяет утверждать, что для инженерных расчетов допустимо производить указанное упрощение.
3. Для упрощения измерений и расчетов силы резания было предложено производить разбиение сечение срезаемого слоя линиями, расположенными радиально по отношению к фрезе (перпендикулярно оси фрезы). Сила резания, рассчитанная при таком способе разбиения практически не зависит от числа участков разбиения (изменение значений силы не превышало 0,2 %). Погрешность определения силы резания при этом 1,5 %, что позволяет сделать вывод о возможности использования радиального разбиения для расчета силы резания при криволинейном сечения срезаемого слоя.
4. Укрупненный расчет силы резания по площади и ширине сечения срезаемого слоя или длине следа режущей кромки дают погрешность расчета 5 и 7% (168,3 Н и 172 Н) соответственно, что позволяет рекомендовать такие расчеты только в качестве укрупненных, предварительных

1. Потапова М.С., Виноградов Д.В. Обзор фрез с криволинейной режущей кромкой // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014.  № 11. С. 21-33. DOI :  10.7463/1114.0740472
2. Воронцов А.Л., Султан-заде Н.М., Албагичев А.Ю. Разработка новой теории резания. 5. Определение кинематического, напряженного и деформированного состояния обрабатываемой заготовки // Вестник машиностроения. 2008. № 5. С. 61-69.
3. Воронцов А.Л., Султан-заде Н.М., Албагичев А.Ю. Разработка новой теории резания. 11. Расчет параметров цилиндрического фрезерования // Вестник машиностроения. 2008. № 10. С. 73-79.
4. Воронцов А.Л., Султан-заде Н.М., Албагичев А.Ю. Разработка новой теории резания. 12. Расчет параметров фасонного фрезерования // Вестник машиностроения. 2008. № 11. С. 75-78.
5. Грубый С.В., Лапшин В.В. Анализ процесса, заточка и испытания резцов из нитрида бора // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 9. С. 83-104. DOI:  10.7463/0913.0598355
6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.2 / под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение-1, 2001. 944 с.
7. Барановский Ю.В., Брахман Л.А., Гдалевич А.И. Режимы резания металлов: Справочник / под. ред. А.Д. Корчемкина. М.: НИИТавтопром, 1995. 456 с.
8. Щуров И.А., Болдырев И.С. Расчет сил резания методом конечных элементов // СТИН. 2004. № 1. С. 19-21.
9. GARANT . Machining Handbook [Справочник по обработке резанием]. Режим доступа: http://www.hoffmann-group.com/int/garant/services/machining-handbook.html (дата обращения 01.11.2014).
10. Ящерицын П.И., Фельдштейн Е.Э., Корниевич М.А. Теория резания: учебник для вузов. 2-е изд., испр. и доп. Минск: Новое знание, 2006. 512 с. (Сер. Техническое образование).