CC BY
96
3. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.:Машиностроение, 1977. 423 с.
4. Третьяков А.В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1973. 224 с.
5. Резников Н.И. Обработка резанием жаропрочных, высокопрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1972. 200 с.
6. Чесноков С. А. Моделирование теплофизических процессов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. 200 с.
M. Ushakov, S. Ilyhin, I. Vorobjov
The account of influence of speed of deformation and temperature on the processes occurring in the zone of primary deformation at cutting of metals
In article the technique of the account of influence of speed of deformation and temperature on physicomechanical properties of a processed material is resulted at cutting.
Key words: temperature, speed of deformation, cutting.
Получено 02.11.10
УДК 621.99
Д.Ю. Солянкин, асп., (4872) 33-23-10, [email protected],
А.С. Ямников, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-23-10, yamnikovas @mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ФРЕЗЕРОВАНИЕ РЕЗЬБ ВИНТОВОЙ ФРЕЗОЙ С РАДИАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ
Описана кинематика потенциально высокопроизводительного процесса резъ-бонарезания при согласованном вращении винтовой (червячной) фрезы и заготовки. Отмечается, что изменение направления подачи с осевого на радиальное существенно сокращает путь резания и создает предпосылки для повышения производительности процесса.
Ключевые слова: кинематика, согласованное вращение, винтовая фреза.
Способ нарезания резьбы винтовым инструментом при одновременном согласованном вращении инструмента и заготовки был описан в 1941 г. Скухторовым С.И. и Хлуновым В.Н. [1]. Грановский Г.И. в 1948 г. оценил этот способ как малоперспективный [2]. Однако в последующих публикациях [3-5] уже отмечается возможность применения подобных схем нарезания резьбы как потенциально производительных.
Вороновым В.Н. [6,7] показано, что для нарезания мелких резьб большого диаметра фрезоточение оказывается самым производительным способом нарезания.
Пытаясь классифицировать возможные способы обработки резьб винтовыми инструментами, Воронов В.Н. составил морфологическую таблицу из 15 возможных сочетаний движений инструмента и заготовки. Од-
93
нако процесс фрезерования резьбы червячной (винтовой) фрезой имеет 6 возможных схем формообразования, представленных в таблице. В кандидатской диссертации Серовой Е.В. [8] доказано, что работоспособными из них являются только 3 схемы: 2.1; 2.2 и 2.3, в которых инструмент вращается навстречу заготовке.
Схемы же с попутным вращением не могут полноценно формообра-зовывать профиль резьбы на протяжении всего пути резания, а только в диаметральной плоскости заготовки.
На рисунке показаны схемы нарезания резьбы червячной (винтовой) фрезой.
Из схем видно, что фреза и заготовка вращаются одновременно. Скорость резания определяется как разность (сумма) окружных скоростей фрезы и заготовки. Длина фрезы назначается равной длине заготовки.
Инструмент имеет 9 конструктивных параметров, из которых 4 параметра зависимы (длина рабочей части, число заходов и шаг нарезаемой резьбы, параметр профиля режущей кромки режущей части зубьев), 5 параметров (диаметр, число зубьев фрезы, передний, задний углы режущего клина, угол наклона режущей кромки) независимы и ими можно управлять для оптимизации процесса.
Классификация способов и схем обработкирезъбы винтовым инструментом с радиальной подачей
Виды главных движений
Обработка наружных резьб
Внешнее касание У1
Внутреннее касание У2
Обработка
внутренних
резьб
Внутреннее касание У3
Два вращательных в одну сторону Фі
1.2
1.3
Два вращательных в разные стороны Ф2
2.2
2.3
Название процесса долго обсуждалось среди специалистов. Как отмечалось выше, Воронов В.Н. [6,7] назвал этот процесс фрезоточением. Логика усматривалась в данном случае со стороны специалистов по резанию материалов [9], так как срезаемый слой припуска имеет специфичную для фрезерования форму: при каждом резе толщина срезаемого слоя меняется от нуля до максимума, а затем снова до нуля. Однако при классическом фрезеровании скорость движения подачи значительно (на порядок и
более) меньше скорости резания, определяемой скоростью вращения фрезы.
а б
Схема нарезаниярезьбы червячной фрезой: а - наружной; б - внутренней
В рассматриваемом случае, кроме быстрого вращения фрезы и значительно более медленного движения радиальной подачи (движения сближения по классификации специалистов по формообразованию по -верхностей резанием [8,10]), имеется еще одно дополнительное быстрое вращение заготовки, причем кинематически связанное с вращением фрезы. Это движение относится к формообразующим по аналогии с движением обката при зубонарезании червячными фрезами. Однако, как показано в работах Серовой Е.В. и Лашнева С.И. [8,10], в рассматриваемом процессе формообразование происходит по методу копирования, а не обката. Поэтому они при обработке с разнонаправленными скоростями инструмента и заготовки использовали термин «круговое протягивание», а инструмент назвали фасонной круговой протяжкой. Для случая с сонаправленными скоростями вращения инструмента и заготовки использован термин «обка-точное фрезопротягивание», а инструмент назвали обкаточной фрезопро-тяжкой.
По мнению специалистов, проектирующих режущий инструмент, протяжка должна иметь конструктивную подачу [11]. Технологи дают название технологическим операциям по типу используемого оборудования. В данном случае ни один существующий термин не подходит для названия процесса, поэтому на наш взгляд, следует согласиться с мнением Воронова
В.Н. [6,7.] Очевидно, что заготовка на станке токарного типа быстро вращается, как при точении, а срезание припуска осуществляется инструмен-
том, имеющим все признаки групповой резьбовой фрезы.
Список литературы
1. Скухторов С.И., Хлунов В.Н. Фрезерование резьбы по методу об-ката//Машиностроитель. 1941. №2. С. 6-9.
2. Грановский Г.И. Кинематикарезания. М.: Машгиз, 1948. 323 с.
3. Загурский В.И. Прогрессивные способы нарезки резьбы. Свердловск: Машгиз, 1960. 216 с.
4. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: справочник/под ред. В.И. Баранчикова. М.: Машиностроение, 1990. 400 с.
5. Прогрессивная технология обработки винтовых поверхностей и резьб./А.С. Ямников [и др.]. Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. 233с.
6. Воронов В.Н., Ямников А.С. Стойкость инструментов при фрезо-точении резьбы//Пути повышения стойкости и надежности режущих и штамповых инструментов: тез. докл. всесоюз. конф. Николаев, 1990. С. 101-102.
7. Воронов В.Н., Ямников А.С., Протасьев В.Б. Инструменты для
фрезоточения резьбы в роторной линии//Инструментальное обеспечение автоматических систем механообработки: тез. докл. регион. конф.
Иркутск: АН СССР, НЦСО, 1990. С. 12-13.
8. Серова Е.В. Геометрическая теория процесса формирования резьб винтовым инструментом при синхронном вращении с заготовкой: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 1995. 219 с.
9. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1976. 344 с.
10. Лашнев С.И., Серова Е.В., Лобанова С.В. К вопросу классификации режущих инструментов//Исследования в области инструментального производства и обработки металлов резанием / ТулГТУ Тула, 1994.
С. 11-16.
11. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машгиз, 1962. 352 с.
D. Solyankin, A. Yamnikov
Helical thread millng with radial feed
The kinematics of potentially high-productivity thread cutting process with a coordinated helical (worm-like) rotation of the tool and the workpiece is described. It is noted that switching the feed direction from axial to radial significantly reduces the cutting path length and makes it possible to improve the process productivity.
Key words: kinematics, coordinated rotation, helical mill.
Получено 02.11.10
