ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.99
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-3-92-100
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Резьбофрезерование является гибким и универсальным способом резьбонарезания, обладающим надежностью и обеспечивающим точность и качество получаемой резьбы. Наиболее часто используются гребенчатые резьбовые фрезы, обеспечивающие наибольшую производительность обработки, при этом увеличение длины рабочей части инструмента приводит к увеличению силы резания, что приводит к появлению конусообразности резьбы и может снижать ее точность. Прогнозирование силы при резьбофрезеровании гребенчатыми конструкциями инструментов позволит решить ряд задач, обеспечивающих эффективную их работу, которые связаны с обеспечением точности внутренней метрической резьбы, прочности инструмента и равномерности работы, присутствующими вибрациями в технологической системе. Цель работы. Разработать теоретическую модель для расчета составляющих силы резания при резьбофрезеровании гребенчатой фрезой, которая учитывает составляющие силы резания всех единичных резьбообразующих профилей с учетом угла контакта. Используемые методы. Теоретическая модель силы резания разработана в программе PTC Mathcad Prime 3.1 на основании положений теории резания с использованием геометрического построения и проверки при помощи программы Компас-3D. Новизна. Предложенная теоретическая модель силы при фрезеровании гребенчатыми фрезами внутренней метрической резьбы описывает распределение срезаемого слоя между профилями зубьев инструмента с использованием модели силы при резьбофрезеровании однодисковыми фрезами [7] с учетом винтовых стружечных канавок и неравномерного окружного шага зубьев. Результат. Работоспособность предложенной теоретической модели силы при фрезеровании гребенчатыми резьбовыми фрезами подтверждена экспериментальными данными, расхождение с которыми не превысило 20%. Практическая значимость. Предложенная теоретическая модель составляющих силы при фрезеровании гребенчатыми резьбовыми фрезами позволяет на основе теоретического расчета решить ряд задач, связанных с обеспечением точности внутренней метрической резьбы, прочности инструмента, равномерности его работы.
Ключевые слова
резьбофрезерование, гребенчатая резьбовая фреза, сила резания, моделирование, срезаемый слой
Для цитирования
Мальков О.В., Карельский А.С. Расчет силы резания при обработке внутренней резьбы гребенчатыми резьбовыми фрезами // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №3. С. 92-100. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-3-92-100
1. Сайкин С.А., Цветков Е.В., Толкачев А.В. Измерение силы резания и крутящего момента при резьбофрезеровании // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2023. №1(139). С. 24-30. DOI: 10.30987/2223-4608-2023-1-24-30
2. Косарев В.А., Гречишников В.А., Косарев Д.В. Исследование силовых параметров при фрезеровании внутренних резьб с планетарным движением инструмента // СТИН. 2009. №8. С. 19-22.
3. A model for thread milling cutting forces / A.C. Araujo, J.L. Silveira, M.B. Jun, S.G. Kapoor, and R. DeVor // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2006, vol. 46(15), pp. 2057-2065.
4. Мальков О.В., Головко И.М. Экспериментальное определение модели силы при резьбофрезеровании // Инновации в машиностроении: сборник трудов Международной молодежной конференции; Юргинский технологический институт. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. С. 73-77.
5. Araujo A.C., Fromentin G., Poulachon G. Analytical and experimental investigations on thread milling forces in titanium alloy // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2013, vol. 67, pp. 28-34.
6. Волков Д.И., Сайкин С.А. Расчет силы резания при фрезеровании внутренней резьбы в жаропрочных сплавах // Вестник РГАТА имени П.А. Соловьева. 2010. №1(16). С. 145-150.
7. Мальков О.В., Карельский А.С. Теоретический расчет составляющих силы резания при резьбофрезеровании // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №4. С. 46-57.
8. Мальков О.В., Головко И.М., Карельский А.С. Теоретический расчет параметров сечения срезаемого слоя при резьбофрезеровании // Известия вузов. Машиностроение. 2018. №10(703). С. 24-36.
9. Павлюченков И.А. Разработка системы проектирования резьбовых фрез с учетом обеспечения технологичности их изготовления: дис. … канд. техн. наук. М., 2022.
10. Контрольно-измерительный диагностический стенд для экспериментальных исследований в технологии механической обработки / Древаль А.Е., Васильев С.Г., Виноградов Д.В., Мальков О.В. // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 12. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_22794716_82712685.pdf (дата обращения 20.03.2024).
11. Карельский А.С. Повышение точности резьбофрезерования на основе снижения силового взаимодействия инструмента и заготовки: дис. … канд. техн. наук. М., 2022.
12. Мальков О.В., Карельский А.С. Моделирование срезаемого слоя при резьбофрезеровании // Известия вузов. Машиностроение. 2017. №9. С. 54-64. DOI: 10.18698/0536-1044-2017-9-54-64