RU2509633C1 - СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ШЕРОХОВАТОСТИ Ra НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ПРИ ПОЛУЧИСТОВОЙ И ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ УГЛЕРОДИСТЫХ, КОНСТРУКЦИОННЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ СБОРНЫМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ ПРИ ТОРЦЕВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ - Google Patents

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ШЕРОХОВАТОСТИ Ra НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ПРИ ПОЛУЧИСТОВОЙ И ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ УГЛЕРОДИСТЫХ, КОНСТРУКЦИОННЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ СБОРНЫМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ ПРИ ТОРЦЕВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ Download PDF

Info

Publication number
RU2509633C1
RU2509633C1 RU2012129424/02A RU2012129424A RU2509633C1 RU 2509633 C1 RU2509633 C1 RU 2509633C1 RU 2012129424/02 A RU2012129424/02 A RU 2012129424/02A RU 2012129424 A RU2012129424 A RU 2012129424A RU 2509633 C1 RU2509633 C1 RU 2509633C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
finishing
carbide tool
semi
roughness parameter
blade
Prior art date
Application number
RU2012129424/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012129424A (ru
Inventor
Александр Леонтьевич Плотников
Александр Сергеевич Сергеев
Наталья Григорьевна Зайцева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2012129424/02A priority Critical patent/RU2509633C1/ru
Publication of RU2012129424A publication Critical patent/RU2012129424A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2509633C1 publication Critical patent/RU2509633C1/ru

Links

Landscapes

  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Способ включает использование рабочих параметров процесса резания и геометрических параметров инструмента. Для повышения точности определения параметра шероховатости предварительно осуществляют пробный проход сборным многолезвийным твердосплавным инструментом по детали, измеряют термоЭДС каждой режущей кромки, вычисляют среднеарифметическое значение термоЭДС сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, а параметр шероховатости Ra определяют с использованием вычисленного среднеарифметического значения термоЭДС, геометрических параметров сборного многолезвийного твердосплавного инструмента и обрабатываемой детали по приведенной формуле. 7 табл.

Description

Изобретение относится к обработке металлов резанием на фрезерных станках с ЧПУ и предназначено для определения параметра шероховатости Ra автоматизированным (программным) путем.
Известен способ определения шероховатости поверхности при обработке деталей на фрезерных станках, описанный в книге «Развитие науки о резании металлов: учебник / Н.Н. Зорев [и др.]. - М.: Машиностроение, 1967. 416 с.». Способ предусматривает расчет параметра шероховатости поверхности Ra при обработке на фрезерном станке с использованием формулы Чебышева:
R a = ω 1 2 ⋅ S 2 ω 2 ⋅ 8 ⋅ r
Figure 00000001
 ,
где ω1 - дуга, измеряющая угловое расстояние между смежными зубьями фрезы, град;
ω - угловая скорость фрезы, град/сек;
S - подача детали, мм/сек;
r - радиус фрезы, мм.
Недостатком известного способа является то, что он не учитывает влияние марки инструментального и обрабатываемого материала, количества режущих кромок z сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, скорости резания V, глубины фрезерования t на параметр шероховатости Ra при торцовом фрезеровании.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному является способ определения параметра шероховатости Ra при обработке плоских поверхностей в условиях получистового и чистового торцового фрезерования, описанный в справочнике технолога-машиностроителя «Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.1: справочник / А.М. Дальский [и др.], - M.: Машиностроение, 2003. - 912 с.».
Способ предусматривает определение параметра шероховатости Ra с учетом влияния скорости резания V, подачи S, глубины резания t, переднего угла режущей кромки γ и радиуса скругления режущей кромки r по формуле
R a = S z 1,69 ⋅ t 0,15 V 1,23 ⋅ r 0,14 ⋅ γ 0,46
Figure 00000002
 ,
где Sz - - подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм/зуб;
t - глубина фрезерования, мм;
V - скорость резания, м/мин;
r - радиус скругления режущей кромки, мм;
γ - передний угол режущей кромки, град.
Недостатком этого способа является то, что он имеет ограниченное применение по маркам обрабатываемых сталей (ШХ15) и не учитывает влияние марки инструментального материала на параметр шероховатости Ra, а такое влияние имеется (см. «Развитие науки о резании металлов: учебник / Н.Н. Зорев [и др.]. - М: Машиностроение, 1967. - 416 с.», стр.295, рисунок 8.2). При смене марки инструментального материала изменяется его теплопроводность. Влияние теплопроводности контактируемых пар на шероховатость проявляется через передачу количества выделенного при резании тепла в инструмент и стальную заготовку, т.е. через коэффициент теплоусвоения, представляющий собой отношение теплофизических характеристик инструмента и стальной заготовки. Количество тепла, усвоенного объемом срезаемого металла, определяет долю хрупкого и вязкого разрушения в механизме стружкообразования и оказывает влияние на механизм образования микронеровностей и количественное значение параметра шероховатости Ra через температурную прочность металла.
Указанный недостаток приводит к тому, что рассчитанное значение параметра шероховатости Ra на стадии проектирования технологического процесса торцового фрезерования по наиболее близкому к заявленному способу не дает приемлемого совпадения с фактическим и это значение выходит за пределы допуска по показателю шероховатости, что приводит или к браку по качеству обработанной поверхности или к недоиспользованию резерва повышения производительности (увеличения подачи S). При существующем разбросе свойств (как между марочным составом так и внутри его) инструментального материала и обрабатываемых сталей определение параметра шероховатости Ra с ориентацией на среднее (справочное) значение этих свойств приводит к значительным ошибкам.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении точности определения параметра шероховатости Ra при обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей на фрезерных станках с ЧПУ.
Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является повышение качества обработки деталей за счет оперативного определения параметра шероховатости Ra программным (автоматизированным) путем на фрезерных станках с ЧПУ.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе определения параметра шероховатости Ra на фрезерных станках с ЧПУ при получистовой и чистовой обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей сборным твердосплавным многолезвийным инструментом при торцовом фрезеровании, включающий использование рабочих параметров процесса резания и геометрических параметров инструмента, предварительно осуществляют пробный проход сборным многолезвийным твердосплавным инструментом по детали, измеряют термоЭДС каждой режущей кромки, вычисляют среднеарифметическое значение термоЭДС сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, а параметр шероховатости Ra определяют с использованием вычисленного среднеарифметического значения термоЭДС, рабочих параметров процесса резания (V, S, t) и геометрических параметров сборного многолезвийного твердосплавного инструмента и обрабатываемой детали (z, В, D) по формуле:
R a = C R a ⋅ [ z ⋅ arccos ( 1 − 2 ⋅ ( B D ) 2 ) 360 + 1 ] K 1 ⋅ E K 2 ⋅ t K 3 ⋅ S K 4 V K 5 , м к м   ( 1 )
Figure 00000003
где C R a
Figure 00000004
 - коэффициент, учитывающий вид обработки (при получистовой обработке: C R a = 2,75
Figure 00000005
 , при чистовой обработке: C R a = 73,5
Figure 00000006
 );
E - среднеарифметическое значение термоЭДС, мВ;
V - скорость резания, м/мин;
S - подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм/зуб;
t- глубина резания, мм;
z - количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента;
B - ширина фрезерования, мм;
D - диаметр сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм.
K1 - коэффициент, определяющий степень влияния количества режущих кромок z сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, приходящихся на ширину фрезерования В при заданном диаметре фрезы D, на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке: K1=1, при чистовой обработке: K1=0,833);
K2 - коэффициент, определяющий степень влияния среднеарифметического значения термоЭДС Е на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке: K2=0,732, при чистовой обработке: K2=0,727);
K3 - коэффициент, определяющий степень влияния глубины резания t на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке: K3=0,51, при чистовой обработке: K3=0,264);
K4 - коэффициент, определяющий степень влияния подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке K4=0,5, при чистовой обработке: K4=0,313);
K5 - коэффициент, определяющий степень влияния скорости резания V на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке: K5=0,284, при чистовой обработке: K5=0,997).
Впервые предложено для определения параметра шероховатости Ra при фрезерной обработке использовать оперативный сигнал термоЭДС Е, учитывающий физико-механические свойства контактируемых пар «инструмент-деталь», полученный в одинаковых условиях кратковременного пробного прохода по всем сочетаниям контактных пар, среди группы углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей при обработке их твердосплавным инструментом. Также впервые предложено для определения параметра шероховатости Ra при фрезерной обработке использовать не справочные, а экспериментально полученные значения степенных показателей для возможности использования предлагаемого способа при получистовой и чистовой обработке групп углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей твердосплавным инструментом на фрезерных станках с ЧПУ.
Введен новый параметр коэффициент, учитывающий вид обработки C R a
Figure 00000007
 (при чистовой обработке: C R a = 73,5
Figure 00000008
 , при получистовой обработке: C R a = 2,75
Figure 00000009
 ).
Использование в заявленном способе определения параметра шероховатости Ra среднеарифметического значения термоЭДС пробного прохода контактной пары E повышает точность его определения, т.к. удельная составляющая термоЭДС, входящая в общую формулу полного значения ЭДС пары, зависит от физико-механических, химических и теплофизических свойств конкретной контактной пары (см. «Епифанов Г.П. Физика твердого тела: учебник / Г.П. Епифанов. - М.: Высшая школа, 1977. 300 с.», стр.262-264).
Наличие указанных отличительных признаков обеспечивает повышение точности определения параметра Ra при работе фрезерных станков с ЧПУ и создает возможность производить это определение автоматизированным (программным) путем.
Способ осуществляется следующим образом. Перед началом обработки детали по разработанному технологическому процессу осуществляют кратковременный (4-5 сек) пробный проход сборным многолезвийным твердосплавным инструментом по детали на строго одинаковых режимах резания V=100 м/мин, S=0,1 мм/зуб, t=1 мм (см. патент RU №2117557 C1, МПК B23B 25/06, опубл. 20.08.1998), измеряют и фиксируют значение термоЭДС каждой режущей кромки (см. патент RU №2203778 C2, МПК B23B 25/06, опубл. 10.05.2003), вычисляют среднеарифметическое значение термоЭДС сборного многолезвийного твердосплавного инструмента E, после чего устанавливают необходимые технологические параметры обработки: скорость резания V, подачу на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S, глубину фрезерования t, производят расчет параметра шероховатости Ra по формуле 1 с учетом рабочих параметров процесса резания (V, S, t) и геометрических параметров сборного многолезвийного твердосплавного инструмента и обрабатываемой детали: количества режущих кромок z, ширины фрезерования B, диаметра фрезы D и в случае если полученное значение параметра шероховатости удовлетворяет требованиям технологического процесса этим же инструментом производят обработку сталей на выбранных технологических режимах (V, S, t).
Экспериментальная проверка предлагаемого способа проводилась при обработке конструкционной углеродистой и низколегированной сталей: сталь 45 по ГОСТ 1050-88 и ШХ15 по ГОСТ 801-78 тремя наборами сборного многолезвийного твердосплавного инструмента (торцовой фрезой) диаметром Dф=100 мм, с количеством режущих кромок z1=2, z2=4, z3=8, соответственно. В качестве инструментального материала применялись твердосплавные сменные неперетачиваемые пятигранные пластины по ГОСТ 19065-80 марок Т15К6, Т5К10 и ТТ7К12.
В таблице 1 приведены результаты экспериментальной проверки расчета параметра шероховатости Ra по прототипу и предлагаемому способу сборным многолезвийным твердосплавным инструментом со сменными пластинами марки Т15К6 и ТТ7К12 при обработке стали ШХ15, заявленной в прототипе как основной и единственный обрабатываемый материал, для которого применяется расчетная формула. При исследовании параметры процесса резания задавались в соответствии с технологическими параметрами, указанными в прототипе: диапазон изменения подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S=0,08-0,5 мм/зуб, диапазон изменения глубины резания t=0,08-0,5 мм, диапазон изменения скорости резания V=18-44 м/мин, диапазон изменения радиуса скругления r=0,5-2,0 мм, диапазон изменения переднего угла γ=5-20°. В соответствии с ГОСТ 19065-80 расчет параметра шероховатости Ra по прототипу производился с учетом геометрических параметров сменных пластин при значениях радиуса скругления r=1 мм и переднего угла γ=5°.
Из таблицы 1 видно, что максимальная относительная погрешность определения параметра Ra по прототипу достигает 95,78%, а по предлагаемому способу достигает 37,10%, при этом обработка производилась строго в соответствии с технологическими параметрами обработки, указанными в прототипе. Средняя относительная погрешность определения параметра Ra но прототипу достигает 84,83%, а по предлагаемому способу достигает 20,41%.
В условиях современного автоматизированного станочного производства все больше преобладает высокоскоростная обработка на получистовых и чистовых операциях. При этом современная справочно-нормативная литература регламентирует диапазоны технологических параметров обработки, относящихся к получистовой и чистовой фрезерной обработке сборным многолезвийным твердосплавным инструментом, обеспечивающих заданный параметр шероховатости поверхности детали, являющийся показателем технологической пригодности обработанной детали.
Figure 00000010
Figure 00000011
Способ определения параметра шероховатости Ra на фрезерных станках с ЧПУ при получистовой и чистовой обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей сборным твердосплавным многолезвийным инструментом при торцовом фрезеровании, включающий использование рабочих параметров процесса резания и геометрических параметров инструмента, регламентирует рекомендуемые авторами технологические параметры торцового фрезерования, при которых средняя относительная ошибка определения параметра шероховатости Ra по предлагаемому способу лежит в пределах 11-14%, а максимальная относительная погрешность при этом не превышает 40%.
Технологические параметры получистового торцового фрезерования: диапазон среднеарифметического значения термоЭДС контактной пары Е=9,3-17,3 мВ, диапазон скоростей резания V=159-306 м/мин, диапазон подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S=0,02-0,08 мм/зуб, диапазон глубины резания t=0,5-1,5 мм, диапазон количества режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2-8 шт.
Технологические параметры чистового торцового фрезерования: диапазон среднеарифметического значения термоЭДС контактной пары Е=9,3-17,3 мВ, диапазон скоростей резания V=97-159 м/мин, диапазон подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S=0,08-0,16 мм/зуб, диапазон глубины резания f=1,5-2,5 мм, диапазон количества режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2-8 шт.
Указанный диапазон технологических параметров торцового фрезерования соответствует современным справочно-нормативным данным, а расчет параметра шероховатости Ra по предлагаемому способу в диапазоне указанных технологических параметров обеспечивает заданный показатель шероховатости, при обработке конструкционных, углеродистых и низколегированных сталей.
В таблице 2-7 приведены результаты экспериментальной проверки расчета параметра шероховатости Ra по прототипу и предлагаемому способу сборным многолезвийным твердосплавным инструментом со сменными пластинами марки ТТ7К12, Т15К6 и Т5К10 при обработке стали 45 и ШХ15 на технологических режимах торцевого фрезерования, рекомендуемых предлагаемым способом, описанных выше. Эксперименты проводились с целью расширения диапазона применяемости предлагаемого способа по классу обрабатываемых сталей и учета влияния теплофизических свойств твердосплавного инструмента.
Результаты экспериментов показали, что предлагаемый способ определения параметра шероховатости Ra учитывает изменения физико-механических свойств контактной пары при смене марки твердосплавного инструмента или марки обрабатываемой стали или при одновременной смене того и другого одновременно. Средняя относительная погрешность между расчетным значением Ra по предлагаемому способу и измеренным при обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей в диапазоне рекомендуемых технологических параметров обработки составляет 11,27% при получистовом торцевом фрезеровании и 13,85% при чистовом торцевом фрезеровании. Максимальная относительная погрешность между расчетным значением Ra по предлагаемому способу и измеренным при обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей в диапазоне рекомендуемых технологических параметров обработки составляет 32,27% при получистовом торцевом фрезеровании и 39,16% при чистовом торцевом фрезеровании.
Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения параметра шероховатости Ra при получистовой и чистовой обработке металла сборным многолезвийным твердосплавным инструментом при торцовом фрезеровании и расширяет диапазон его использования по классу обрабатываемых сталей.
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Таблица 5
Получистовое торцовое фрезерование сталь 45-ТТ7К12 (Е=9,3 мВ)
Скорость резания V, м/мин Подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S, мм/зуб Глубина резания t, мм Шерохова-
тость измеренная Ra, мкм		 Шероховатость расчетная по прототипу Ra, мкм Шероховатость расчетная по предлагаемому способу Ra, мкм
Расчетная по прототипу Относитель-
ная ошибка, %		 Расчетная по предлагаемому способу Относительная ошибка, %
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=8
    1,5 7,267 0,398 94,52 7,003 3,64%
97 0,16 2,0 7,264 0,416 94,28 8,109 11,64%
    2,5 7,301 0,430 94,11 9,087 24,46%
    1,5 6,946 0,283 95,92 6,472 6,82%
128 0,16 2,0 6,786 0,296 95,64 7,495 10,45%
    2,5 7,16 0,306 95,73 8,398 17,30%
    1,5 5,989 0,245 95,91 6,064 1,26%
97 0,12 2,0 5,961 0,256 95,71 7,023 17,81%
    2,5 7,209 0,264 96,33 7,869 9,16%
    1,5 5,495 0,174 96,83 5,605 2,00%
128 0,12 2,0 5,375 0,182 96,62 6,491 20,76%
    2,5 6,834 0,188 97,25 7,273 6,43%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=4
    1,5 3,44 0,398 88,43 4,436 28,88%
97 0,16 2,0 5,108 0,416 91,86 5,137 0,56%
    2,5 6,24 0,430 93,11 5,756 7,76%
    1,5 3,92 0,283 92,78 4,100 4,52%
128 0,16 2,0 4,948 0,296 94,03 4,748 4,05%
    2,5 5,65 0,306 94,59 5,320 5,84%
    1,5 3,87 0,245 93,67 3,841 0,85%
97 0,12 2,0 4,86 0,256 94,74 4,448 8,47%
    2,5 5,442 0,264 95,14 4,985 8,41%
    1,5 3,49 0,174 95,01 3,550 1,78%
128 0,12 2,0 4,527 0,182 95,98 4,111 9,18%
    2,5 5,129 0,188 96,34 4,607 10,18%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2
    1,5 2,073 0,398 80,79 2,359 13,81%
97 0,16 2,0 3,231 0,416 87,13 2,732 15,44%
    2,5 3,429 0,430 87,46 3,062 10,72%
    1,5 2,021 0,283 85,99 2,181 7,90%
128 0,16 2,0 2,024 0,296 85,40 2,525 24,77%
    2,5 2,156 0,306 85,82 2,830 31,25%
    1,5 1,916 0,245 87,22 2,043 6,64%
97 0,12 2,0 2,032 0,256 87,42 2,366 16,45%
    2,5 2,922 0,264 90,95 2,651 9,26%
    1,5 1,766 0,174 90,14 1,889 6,94%
128 0,12 2,0 1,846 0,182 90,15 2,187 18,47%
    2,5 1,864 0,188 89,92 2,451 31,47%
Таблица 6
Получистовое торцовое фрезерование сталь ШХ15-Т15К6 (Е=13,3 мВ)
Скорость резания V, м/мин Подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S, мм/зуб Глубина резания t, мм Шерохова-
тость измеренная Ra, мкм		 Шероховатость расчетная по прототипу Ra, мкм Шероховатость расчетная по предлагаемому способу Ra, мкм
Расчетная по прототипу Относитель-
ная ошибка, %		 Расчетная по предлагаемому способу Относительная ошибка, %
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=8
    1,5 7,985 0,398 95,01 9,099 13,95%
97 0,16 2,0 8,614 0,416 95,17 10,537 22,32%
    2,5 9,235 0,430 95,35 11,807 27,85%
    1,5 7,394 0,283 96,17 8,410 13,74%
128 0,16 2,0 8,216 0,296 96,40 9,739 18,53%
    2,5 8,679 0,306 96,48 10,913 25,74%
    1,5 7,034 0,245 96,52 7,880 12,03%
97 0,12 2,0 8,412 0,256 96,96 9,125 8,48%
    2,5 8,831 0,264 97,01 10,225 15,79%
    1,5 6,943 0,174 97,49 7,283 4,90%
128 0,12 2,0 7,923 0,182 97,71 8,434 6,45%
    2,5 8,317 0,188 97,74 9,451 13,63%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=4
    1,5 5,805 0,398 93,14 5,763 0,72%
97 0,16 2,0 6,142 0,416 93,23 6,674 8,66%
    2,5 7,306 0,430 94,12 7,479 2,36%
    1,5 5,599 0,283 94,94 5,327 4,85%
128 0,16 2,0 6,043 0,296 95,11 6,169 2,08%
    2,5 6,927 0,306 95,59 6,912 0,21%
    1,5 5,905 0,245 95,85 4,991 15,47%
97 0,12 2,0 5,500 0,256 95,35 5,780 5,09%
    2,5 5,623 0,264 95,30 6,477 15,18%
    1,5 4,913 0,174 96,46 4,613 6,10%
128 0,12 2,0 5,100 0,182 96,44 5,342 4,75%
    2,5 5,205 0,188 96,39 5,986 15,01%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2
    1,5 3,176 0,398 87,46 3,066 3,47%
97 0,16 2,0 3,576 0,416 88,37 3,550 0,72%
    2,5 3,645 0,430 88,21 3,978 9,14%
    1,5 3,169 0,283 91,07 2,833 10,59%
128 0,16 2,0 3,512 0,296 91,58 3,281 6,57%
    2,5 3,629 0,306 91,58 3,677 1,32%
    1,5 2,872 0,245 91,47 2,655 7,56%
97 0,12 2,0 3,229 0,256 92,08 3,075 4,78%
    2,5 3,3 0,264 91,99 3,445 4,40%
    1,5 2,512 0,174 93,07 2,454 2,31%
128 0,12 2,0 2,928 0,182 93,79 2,842 2,95%
    2,5 2,935 0,188 93,60 3,184 8,49%
Таблица 7
Получистовое торцовое фрезерование сталь ШХ15-Т5К10 (Е= 17,3 мВ)
Скорость резания V, м/мин Подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S, мм/зуб Глубина резания t, мм Шерохова-
тость измеренная Ra, мкм		 Шероховатость расчетная по прототипу Ra, мкм Шероховатость расчетная по предлагаемому способу Ra, мкм
Расчетная по прототипу Относитель-
ная ошибка, %		 Расчетная по предлагаемому способу Относительная ошибка, %
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=8
    1,5 8,613 0,398 95,38 11,030 28,06%
97 0,16 2,0 9,879 0,416 95,79 12,773 29,30%
    2,5 11,319 0,430 96,20 14,313 26,45%
    1,5 8,409 0,283 96,63 10,195 21,24%
128 0,16 2,0 9,249 0,296 96,80 11,806 27,64%
    2,5 10,134 0,306 96,98 13,229 30,54%
    1,5 8,512 0,245 97,12 9,552 12,22%
97 0,12 2,0 9,075 0,256 97,18 11,062 21,89%
    2,5 9,735 0,264 97,28 12,395 27,33%
    1,5 8,208 0,174 97,88 8,829 7,56%
128 0,12 2,0 8,524 0,182 97,87 10,224 19,94%
    2,5 9,073 0,188 97,93 11,456 26,27%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=4
    1,5 6,943 0,398 94,27 6,987 0,63%
97 0,16 2,0 7,264 0,416 94,28 8,091 11,38%
    2,5 7,516 0,430 94,28 9,066 20,62%
    1,5 6,72 0,283 95,79 6,458 3,91%
128 0,16 2,0 7,050 0,296 95,81 7,478 6,07%
    2,5 7,209 0,306 95,76 8,379 16,24%
    1,5 6,105 0,245 95,99 6,051 0,89%
97 0,12 2,0 6,375 0,256 95,99 7,007 9,91%
    2,5 6,894 0,264 96,17 7,851 13,89%
    1,5 5,821 0,174 97,01 5,592 3,93%
128 0,12 2,0 6,030 0,182 96,99 6,476 7,40%
    2,5 6,523 0,188 97,12 7,257 11,25%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2
    1,5 3,865 0,398 89,70 3,716 3,85%
97 0,16 2,0 3,925 0,416 89,41 4,304 9,65%
    2,5 4,961 0,430 91,33 4,822 2,79%
    1,5 3,305 0,283 91,43 3,435 3,93%
128 0,16 2,0 3,726 0,296 92,07 3,978 6,75%
    2,5 4,106 0,306 92,56 4,457 8,55%
    1,5 3,378 0,245 92,75 3,218 4,72%
97 0,12 2,0 3,572 0,256 92,84 3,727 4,34%
    2,5 4,329 0,264 93,89 4,176 3,53%
    1,5 2,695 0,174 93,54 2,975 10,38%
128 0,12 2,0 3,072 0,182 94,08 3,445 12,13%
    2,5 3,763 0,188 95,01 3,860 2,58%
Данный способ не регламентирует номенклатуры марок применяемого твердосплавного инструмента и создает возможность определения на фрезерных станках с ЧПУ параметра шероховатости Ra автоматизированным (программным) путем, используя формулу (1) как основу для построения алгоритма автоматизированного определения.

Claims (1)

  1. Способ определения параметра шероховатости Rа на фрезерных станках с ЧПУ при получистовой и чистовой обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей сборным многолезвийным твердосплавным инструментом при торцевом фрезеровании с учетом геометрических параметров инструмента, отличающийся тем, что предварительно осуществляют пробный проход сборным многолезвийным твердосплавным инструментом по детали на одинаковых с рабочими параметрами режима резания (V, S, t), измеряют термоЭДС каждой режущей кромки, устанавливают среднеарифметическое значение термоЭДС сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, а параметр шероховатости Ra определяют с использованием среднеарифметического значения термоЭДС, геометрических параметров сборного многолезвийного твердосплавного инструмента и обрабатываемой детали (z, В, D) по формуле:
    R a = C R a ⋅ [ z ⋅ arccos ( 1 − 2 ⋅ ( B D ) 2 ) 360 + 1 ] K 1 ⋅ E K 2 ⋅ t K 3 ⋅ S K 4 V K 5 , м к м ,
    Figure 00000015
    где C R a
    Figure 00000016
     - коэффициент, учитывающий вид обработки, причем для получистовой обработки C R a = 2,75,
    Figure 00000017
     а для чистовой обработки: C R a = 73,5 ;
    Figure 00000018
    Е - среднеарифметическое значение термоЭДС, мВ;
    V - скорость резания, м/мин;
    S - подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм/зуб;
    t - глубина резания, мм;
    z - количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента;
    B - ширина фрезерования, мм;
    D - диаметр сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм;
    K1 - коэффициент, определяющий степень влияния количества режущих кромок z сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, приходящихся на ширину фрезерования В при заданном диаметре фрезы D на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки
    K1=1, а для чистовой обработки: K1=0,833;
    K2 - коэффициент, определяющий степень влияния среднеарифметического значение термоЭДС Е на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки K2=0,732, а для чистовой обработки K2=0,727;
    K3 - коэффициент, определяющий степень влияния глубины резания t на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки
    K3=0,51, а для чистовой обработки: K3=0,264;
    K4 - коэффициент, определяющий степень влияния подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки K4=0,5, а для чистовой обработки: K4=0,313;
    K5 - коэффициент, определяющий степень влияния скорости резания V на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки K5=0,284, а для чистовой обработки K5=0,997.
RU2012129424/02A 2012-07-11 2012-07-11 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ШЕРОХОВАТОСТИ Ra НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ПРИ ПОЛУЧИСТОВОЙ И ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ УГЛЕРОДИСТЫХ, КОНСТРУКЦИОННЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ СБОРНЫМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ ПРИ ТОРЦЕВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ RU2509633C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129424/02A RU2509633C1 (ru) 2012-07-11 2012-07-11 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ШЕРОХОВАТОСТИ Ra НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ПРИ ПОЛУЧИСТОВОЙ И ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ УГЛЕРОДИСТЫХ, КОНСТРУКЦИОННЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ СБОРНЫМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ ПРИ ТОРЦЕВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129424/02A RU2509633C1 (ru) 2012-07-11 2012-07-11 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ШЕРОХОВАТОСТИ Ra НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ПРИ ПОЛУЧИСТОВОЙ И ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ УГЛЕРОДИСТЫХ, КОНСТРУКЦИОННЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ СБОРНЫМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ ПРИ ТОРЦЕВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012129424A RU2012129424A (ru) 2014-01-20
RU2509633C1 true RU2509633C1 (ru) 2014-03-20

Family

ID=49944916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012129424/02A RU2509633C1 (ru) 2012-07-11 2012-07-11 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ШЕРОХОВАТОСТИ Ra НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ПРИ ПОЛУЧИСТОВОЙ И ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ УГЛЕРОДИСТЫХ, КОНСТРУКЦИОННЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ СБОРНЫМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ ПРИ ТОРЦЕВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2509633C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812489C1 (ru) * 2023-02-09 2024-01-30 Аньхуэй Юниверсити оф Сайенс энд Текнолоджи Способ прогнозирования шероховатости поверхности резьбового обрабатываемого изделия при вихревом фрезеровании с учетом влияния сил резания

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL234994B1 (pl) * 2018-03-21 2020-05-18 Politechnika Poznanska Sposób wyznaczania minimalnej grubości warstwy skrawanej podczas frezowania

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117557C1 (ru) * 1997-01-22 1998-08-20 Волгоградский государственный технический университет Способ измерения величины термоэдс естественной термопары инструмент - деталь
RU2120354C1 (ru) * 1997-10-14 1998-10-20 Волгоградский государственный технический университет Способ определения составляющих силы резания на токарных станках с чпу
RU2163182C1 (ru) * 2000-02-11 2001-02-20 Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" Способ определения шероховатости поверхности детали при обработке на металлорежущем станке
RU2203778C2 (ru) * 2001-03-05 2003-05-10 Волгоградский государственный технический университет Способ контроля состояния режущих кромок сборных многолезвийных инструментов
UA36696U (ru) * 2008-03-17 2008-11-10 Николай Ильич Носанов Быстродействующий дифференциальный выключатель комбинированный

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117557C1 (ru) * 1997-01-22 1998-08-20 Волгоградский государственный технический университет Способ измерения величины термоэдс естественной термопары инструмент - деталь
RU2120354C1 (ru) * 1997-10-14 1998-10-20 Волгоградский государственный технический университет Способ определения составляющих силы резания на токарных станках с чпу
RU2163182C1 (ru) * 2000-02-11 2001-02-20 Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" Способ определения шероховатости поверхности детали при обработке на металлорежущем станке
RU2203778C2 (ru) * 2001-03-05 2003-05-10 Волгоградский государственный технический университет Способ контроля состояния режущих кромок сборных многолезвийных инструментов
UA36696U (ru) * 2008-03-17 2008-11-10 Николай Ильич Носанов Быстродействующий дифференциальный выключатель комбинированный

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Справочник технолога-машиностроителя. /Под ред. И.М. Дальского и др. изд. 5-е. - М.: Машиностроение, 2003, т.1, с.172, 179, табл.15, 20. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2812489C1 (ru) * 2023-02-09 2024-01-30 Аньхуэй Юниверсити оф Сайенс энд Текнолоджи Способ прогнозирования шероховатости поверхности резьбового обрабатываемого изделия при вихревом фрезеровании с учетом влияния сил резания

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012129424A (ru) 2014-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sousa et al. Study of the wear behaviour of TiAlSiN and TiAlN PVD coated tools on milling operations of pre-hardened tool steel
de Aguiar et al. Correlating surface roughness, tool wear and tool vibration in the milling process of hardened steel using long slender tools
CN104070217B (zh) 铣削大型薄壁铝合金复合材料w形型材的加工方法
Klocke et al. Developments in wire-EDM for the manufacturing of fir tree slots in turbine discs made of Inconel 718
EP3165329A1 (en) Cutting tool production method and cutting tool
Stavropoulos et al. Hybrid manufacturing processes: an experimental machinability investigation of DED produced parts
Duplak et al. Comprehensive analysis and study of the machinability of a high strength aluminum alloy (EN AW-AlZn5. 5MgCu) in the high-feed milling
Salvi et al. Analysis of surface roughness in hard turning by using Taguchi method
Axinte et al. Some considerations on tool wear and workpiece surface quality of holes finished by reaming or milling in a nickel base superalloy
RU2509633C1 (ru) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ШЕРОХОВАТОСТИ Ra НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ПРИ ПОЛУЧИСТОВОЙ И ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ УГЛЕРОДИСТЫХ, КОНСТРУКЦИОННЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ СБОРНЫМ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ ПРИ ТОРЦЕВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ
Matsumura et al. Cutting process in glass peripheral milling
Li et al. Improving the working surface condition of electroplated cubic boron nitride grinding quill in surface grinding of Inconel 718 by the assistance of ultrasonic vibration
Klocke et al. Milling of fir-tree slots in allvac 718 plus
Kuczmaszewski et al. Surface roughness of thin-walled components made of aluminium alloy EN AW-2024 following different milling strategies
Mašek et al. Machinability the AISI 316 stainless steel after processing by various methods of 3D Printing
Kumar et al. An experimental investigation and statistical modelling for trim cutting operation in WEDM of Nimonic-90
Messaoudi et al. Chances and limitations in the application of laser chemical machining for the manufacture of micro forming dies
Abele et al. Process design for rough machining of Ti6Al4V integral components
RU2492968C1 (ru) Способ определения параметра шероховатости на токарных станках с чпу при получистовой и чистовой обработке металла твердосплавным инструментом
Ersvik et al. Milling in hardened steel-a study of tool wear in conventional-and dynamic milling
Jemielniak Finish turning of Inconel 718
Liu et al. Geometry features of breakage section and variation of cutting force for end mills after brittle breakage
JP5840835B2 (ja) 表面被覆部材および表面被覆切削工具
Hu A Practical On-Machine Tool Condition Monitoring Approach to Predicting Reamer Tool Life
Alexopoulos et al. Analysis of tool wear in face hobbing plunging manufacturing processes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140712