RU2031790C1

RU2031790C1 - Method to machine materials

Info

Publication number: RU2031790C1
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Алексеевич Марунич
Original assignee: Вячеслав Алексеевич Марунич
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: materials machining. SUBSTANCE: 1 - 20° angle is chosen between main cutting edge and speed direction for the main cutting motion of the cutter to cut in the plane being parallel to the processed surface. 80 - 90° angle is chosen between main cutting edge and speed direction for the main cutting motion of the cutter to cut in the plane being perpendicular to the processed surface. Cutting depth of the cutter is not more than cutting depth of another cutter. EFFECT: increased productivity and improved quality of machined surface. 5 dwg

Description

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано в машиностроении, судостроении, ракетостроении, деревообрабатывающей промышленности при фрезеровании пенопластов полимеров и других материалов. The invention relates to the processing of materials by cutting and can be used in mechanical engineering, shipbuilding, rocket science, the woodworking industry when milling polyfoam polymers and other materials.

Наиболее близким из известных технических решений является способ обработки материалов резанием, при котором на материал воздействуют двумя инструментами в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, одна из которых параллельна обработанной поверхности, а вторая - перпендикулярна ей [1]. The closest known technical solution is a method of processing materials by cutting, in which the material is affected by two tools in two mutually perpendicular planes, one of which is parallel to the machined surface, and the second is perpendicular to it [1].

Недостатком известного способа является отсутствие эффекта скользящего резания, что приводит к снижению качества и производительности при обработке материалов. Для реализации этого способа необходимо в процессе обработки периодически выполнять дополнительный проход в перпендикулярной плоскости, что снижает производительность обработки. Способ практически невозможно применить для торцового фрезерования материалов. The disadvantage of this method is the absence of the effect of sliding cutting, which leads to a decrease in quality and productivity in the processing of materials. To implement this method, it is necessary during the processing period to periodically perform an additional pass in a perpendicular plane, which reduces the processing performance. The method is almost impossible to apply for face milling of materials.

Целью изобретения является повышение производительности и улучшение качества обработанной поверхности. The aim of the invention is to increase productivity and improve the quality of the processed surface.

На фиг.1 показана схема работы ножа в плоскости, параллельной обработанной поверхности; на фиг.2 - угол между режущей кромкой ножа и направлением скорости главного движения резания; на фиг.3 - схема работы ножа в плоскости, перпендикулярной обработанной поверхности; на фиг.4 угол между режущей кромкой ножа, работающего в плоскости, перпендикулярной обработанной поверхности, и направлением скорости главного движения резания; на фиг.5 - схема последовательной работы ножей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. In Fig.1 shows a diagram of the knife in a plane parallel to the machined surface; figure 2 is the angle between the cutting edge of the knife and the direction of the speed of the main cutting movement; figure 3 - diagram of the knife in a plane perpendicular to the machined surface; figure 4 the angle between the cutting edge of the knife, working in a plane perpendicular to the machined surface, and the direction of the speed of the main cutting movement; figure 5 is a diagram of the sequential operation of the knives in two mutually perpendicular planes.

Способ обработки резанием материалов заключается в следующем. The processing method by cutting materials is as follows.

Нож 1, режущая кромка которого составляет с направлением скорости главного движения резания угол 1-20^о, прорезает припуск 2 заготовки 3 в плоскости, параллельной обработанной поверхности. Нож 4, режущая кромка которого составляет с направлением скорости главного движения резания угол 80-90^о, отрезает надрезанную часть на глубине не более глубины резания первого ножа. Таким образом отделяют срезаемый слой от заготовки. Далее рабочие циклы ножей повторяются. Угловые параметры ножей и режим резания выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала.1 knife, the cutting edge of which forms with the direction of the velocity of movement of the main cutting angle ^of 1-20, Slot 2 oversize workpiece 3 in a plane parallel to the treated surface. Knife 4, the cutting edge of which forms with the direction of the velocity of movement of the main cutting angle ^of 80-90, cuts a notch portion at a depth of not more than the depth of the first cutting blade. In this way, the cut layer is separated from the workpiece. Next, the knife cycles are repeated. The angular parameters of the knives and the cutting mode are selected depending on the properties of the processed material.

Угол между режущей кромкой ножа, работающего в плоскости, параллельной обработанной поверхности и направлением скорости главного движения резания выбран в пределах 1-20^о с целью существенного повышения качества обработанной поверхности и производительности процесса резания.The angle between the knife cutting edge running in a plane parallel to the treated surface and the velocity direction of the main motion of cutting is selected in the range ^of 1-20 in order to significantly enhance the surface quality and performance of the cutting process.

Указанный интервал значений угла обеспечивает известный эффект скользящего резания, который улучшает качество обработанной поверхности материала, а в связи с резанием в двух взаимно перпендикулярных плоскостях существенно повышается и производительность обработки. The specified range of angle values provides a known sliding cutting effect, which improves the quality of the processed material surface, and in connection with cutting in two mutually perpendicular planes, the processing productivity is also significantly increased.

При угле, равном 1^о, достигается максимальный эффект скользящего резания, при котором обеспечиваются наивысшее качество обработанной поверхности и наименьшая производительность для данного условия. Если угол меньше 1^о, то резание практически неосуществимо, а при угле, равном 0^о, неосуществимо и теоретически, так как режущая кромка совпадает с направлением скорости главного движения резания. В этой связи будет скольжение, но не резание.At an angle equal to 1 ^about , the maximum effect of sliding cutting is achieved, which ensures the highest quality of the processed surface and the lowest productivity for this condition. If the angle is less than 1 ^about , then cutting is practically not feasible, and at an angle equal to 0 ^about , it is not feasible and theoretically, since the cutting edge coincides with the direction of the speed of the main cutting movement. In this regard, there will be slipping, but not cutting.

При угле, равном 20^о, скольжение кромки по поверхности резания меньше, чем в предыдущем случае, но достаточное для обеспечения высокого качества обработанной поверхности. При этом можно существенно увеличить скорость движения подачи и таким образом достигнуть большей производительности обработки. Увеличение угла более 20^о приводит к резкому снижению качества обработанной поверхности. У полимера образуются дефекты в виде вырывов и сколов, а у металлов шероховатость по параметру R_а увеличивается в 2-3 раза.At an angle equal to 20 ^about , the sliding of the edge on the cutting surface is less than in the previous case, but sufficient to ensure high quality of the processed surface. In this case, it is possible to significantly increase the feed rate and thus achieve greater processing productivity. An increase in the angle of more than 20 ^about leads to a sharp decrease in the quality of the processed surface. Defects in the form of tears and chips are formed in the polymer, and in metals, the roughness in the parameter R _a increases by a factor of 2–3.

Нож 1 контактирует с обработанной поверхностью и решает главную задачу по обеспечению ее качества. Knife 1 is in contact with the treated surface and solves the main task of ensuring its quality.

Угол между режущей кромкой ножа, работающего в плоскости, перпендикулярной поверхности и направлением скорости главного движения резания, выбран в пределах 80-90^о с целью возможности осуществления резания. Этот нож по существу выполняет вспомогательную функцию, связанную с отделением надрезанного слоя.The angle between the cutting edge of the knife, working in a plane perpendicular to the surface and the direction of the speed of the main cutting movement, is selected in the range of 80-90 ^about with the aim of the possibility of cutting. This knife essentially performs an auxiliary function associated with the separation of the incised layer.

При угле, равном 90^о, достигается наибольшая глубина резания, а следовательно, и наибольшая производительность. Если угол больше 90^о, то резание неосуществимо. При угле, равном 80^о, глубина резания достаточная для практического применения, а с уменьшением величины угла глубина резко падает и при 0^о резание неосуществимо.When the angle equal to 90 ^about , the greatest depth of cut is achieved, and consequently, the greatest productivity. If the angle is greater than 90 ^about , then cutting is not feasible. At an angle of 80 ^o, cutting depth sufficient for practical application, and to decrease the angle and depth decreases sharply at ⁰ ° cutting feasible.

Нож 4, режущая кромка которого составляет с направлением скорости главного движения резания угол 80-90^о, прорезает канавку в плоскости, перпендикулярной обработанной поверхности, на глубине не более глубины резания ножа 1. Нож 1 скользящим резанием срезает материал в плоскости, параллельной обработанной поверхности. Таким образом отделяется от заготовки слой материала. Далее рабочие циклы ножей повторяются.Knife 4, the cutting edge of which forms with the direction of the velocity of movement of the main cutting angle ^of 80-90, cuts a groove in a plane perpendicular to the treated surface, at a depth less than the depth of the cutting knife 1. The knife 1 sliding cutting cuts the material in a plane parallel to the treated surface. Thus, a layer of material is separated from the workpiece. Next, the knife cycles are repeated.

Ножи 1, 4 работают независимо друг от друга, каждый в своей плоскости, и изложенный выше эффект повторяется при любом сочетании углов в указанных интервалах 1-20^о и 80-90^о.
П р и м е р 1. Для реализации предложенного способа изготовлен специальный режущий инструмент, который обрабатывал пенопласт ППУ-306Н. Геометрические параметры инструмента: передний угол γ=70^о, задний угол α =10^o, угол заострения β =10^о. Режим резания: скорость главного движения резания V=2,6 м/с, скорость движения подачи V_s=200 мм/мин, глубина резания t_р=6 мм.Knives 1, 4 work independently of each other, each in its own plane, and the above effect is repeated for any combination of angles in the indicated intervals of 1-20 ^about and 80-90 ^about.
PRI me R 1. For the implementation of the proposed method, a special cutting tool is made, which processed the foam PPU-306N. Geometrical parameters of the tool: rake angle γ = 70 ^o , trailing angle α = 10 ^o , point angle β = 10 ^o . Cutting mode: the speed of the main cutting movement V = 2.6 m / s, the feed speed V _s = 200 mm / min, the cutting depth t _p = 6 mm.

Процесс резания осуществляют следующим образом. The cutting process is as follows.

Сообщают вращательное движение инструменту и поступательное движение заготовке. The rotational movement of the tool and the translational movement of the workpiece are reported.

Ножом, установленным режущей кромкой к направлению скорости главного движения резания под углом 10^о, прорезают заготовку в плоскости, параллельной обработанной поверхности, на глубине 6 мм.A knife mounted to the cutting edge toward the cutting speed of the main motion at an angle ^of 10, the workpiece is cut in a plane parallel to the treated surface, at a depth of 6 mm.

Ножом, установленным режущей кромкой к направлению скорости главного движения резания под углом 85^о, отрезают надрезанную часть в плоскости, перпендикулярной обработанной поверхности, на глубине 4 мм. Отделение срезаемого слоя происходит в результате указанных действий ножей с последующим надломом стружки. Далее рабочие циклы повторяются. На обработанной поверхности вырывы и сколы отсутствуют.A knife mounted to the cutting edge toward the cutting speed of the main motion at an angle ^of 85, notch portion cut in a plane perpendicular to the treated surface, at a depth of 4 mm. The separation of the cut layer occurs as a result of the indicated actions of the knives, followed by a chip break. Further work cycles are repeated. There are no breakouts and chips on the treated surface.

П р и м е р 2. Режим резания и геометрические параметры инструмента не изменяли. PRI me R 2. The cutting mode and geometric parameters of the tool did not change.

Ножом, установленным к направлению скорости главного движения резания под углом 20^о, прорезают заготовку из пенопласта в плоскости, параллельной обработанной поверхности.A knife mounted to the main movement direction of the cutting speed at an angle of ^about 20, is cut from the foam blank in a plane parallel to the treated surface.

Ножом, установленным к направлению скорости главного движения резания 90^о, отрезают надрезанную часть в плоскости, перпендикулярной обработанной поверхности. На обработанной поверхности вырывы и сколы отсутствуют.A knife mounted to the velocity direction of the main cutting motion ^90, notch portion cut in a plane perpendicular to the processed surface. There are no breakouts and chips on the treated surface.

П р и м е р 3. Режим резания: скорость главного движения резания 2,6 м/с, скорость движения подачи V_s=20 мм/мин, глубина резания t_р=4 мм.PRI me R 3. The cutting mode: the speed of the main cutting movement of 2.6 m / s, the feed speed V _s = 20 mm / min, the cutting depth t _p = 4 mm

Ножом, установленным к направлению скорости главного движения резания под углом 1^о, прорезают припуск в плоскости, параллельной обработанной поверхности.A knife set to the direction of the speed of the main cutting movement at an angle of 1 ^about , cut the allowance in a plane parallel to the machined surface.

Ножом, установленным к направлению скорости главного движения резания под углом 80^о, отрезают надрезанную часть материала на глубине 2 мм. Таким образом отделяют срезаемый слой. Обработанная поверхность без вырывов и сколов.A knife mounted to the main movement direction of the cutting speed at an angle of ^about 80, the material is cut notch portion at a depth of 2 mm. In this way, the cut layer is separated. The processed surface without breaks and chips.

Причем возможна обработка и других материалов с таким расположением инструментов, например дерева, металлов. Moreover, it is possible to process other materials with such an arrangement of tools, such as wood, metals.

Claims

METHOD OF PROCESSING MATERIALS BY CUTTING, in which the material is exposed to two tools in two mutually perpendicular planes, one of which is parallel to the machined surface, and the other is perpendicular to it, characterized in that, in order to increase productivity and improve the quality of the processed surface, the angle between the main cutting edge and the direction of the velocity of movement of the main cutting knife for cutting in a plane parallel to the treated surface, chosen in the range 1-20 ^o, and the angle between the main cutting edge direction and speed of movement of the main cutting knife for cutting in a plane perpendicular to the processed surface is selected in the range 80-90 ^o, and the cutting depth of the cutter cutting depth is not more than another knife.