Исследование процесса ротационного точения многогранными резцами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетнеескцие чтения. 2015

Рис. 3. Склеивание секторов методом вакуумирования

Третий метод основан на опробованной в АКЦ «ФИАН» (г. Москва) технологии склеивания. Оболочка секторов, подлежащих склеиванию вблизи стыка, защищается лентой Герлен-УТ. Сектора выставляются с зазором 50 мкм. Сверху на стык наносится клей, под действием силы тяжести он заполняет зазор.

Одновременно снизу осуществляется воздействие пылесосом на клей для улучшения заполнения зазора.

Библиографические ссылки

1. Кардашов Д. А. Синтетические клеи. М. : Химия, 1968.

2. Кардашов Д. А., Петрова А. П. Полимерные клеи. М. : Химия, 1983.

3. Петрова А. П. Клеящие материалы. М. : Редакция журнала «Каучук и резина» (КиР), 2002.

References

1. Kardashov D. A. Synthetic resin adhesive. M. : Chemistry, 1968.

2. Kardashov D. A., Petrova A. P. Polymer adhesives. M. : Chemistry, 1983.

3. Petrova A. P. Adhesives. М. : Redaction of magazine «Caoutchouc and rubber» (C & R), 2002.

© Землянский В. В., Белоусова А. А., Михнев М. М., 2015

УДК621.91.01

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОТАЦИОННОГО ТОЧЕНИЯ МНОГОГРАННЫМИ РЕЗЦАМИ*

Н. С. Индаков, А. С. Бинчуров, Ю. И. Гордеев, Д. И. Киселев

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26. Е-mail: [email protected]

Представленный метод сочетает в себе элементы безвершинного косоугольного точения, основным достоинством которого является движение срезаемого слоя вдоль режущей кромки, и метода ротационного точения, основным достоинством которого является постоянное обновление участков режущей кромки, что приводит к хорошему охлаждению и, следовательно, повышению стойкости инструмента; обеспечение требуемой скорости резания осуществляется путем требуемого количества оборотов резца, а вращение обрабатываемого вала является круговой подачей.

Ключевые слова: ротационное точение, многогранный ротационный резец, лезвие, конструктивная подача, круговая подача, дробление стружки, отвод стружки, угол наклона режущей кромки.

INVESTIGATING THE PROCESS OF ROTARY TURNING BY POLYHEDRAL CUTTERS

N. S. Indakov, A. S. Binchurov, Y. I. Gordeev, D. I. Kiselev

Siberian Federal University 26, Kirenskogo Str., Krasnoyarsk, 660074, Russian Federation. Е-mail: [email protected]

The proposed method combines elements of skew turning (in which the cut layer moves along the cutting edge) and rotary turning (in which the sections of the cutting edge are constantly renewed). That leads to better cooling and hence longer tool life. The required cutting speed is ensured by selection of the cutter speed; the rotation of the machined shaft corresponds to the azimuthal supply.

Keywords: rotational turning, versatile rotary cutter, blade, constructive feed, circular pitch, chip control, chip removal, the angle of inclination.

Введение. В области обработки материалов резанием наиболее широко применяются следующие методы: вершинными резцами, безвершинными резца-

ми, ротационными с самовращением или принудительным вращением. Каждый из указанных методов имеет свои рациональные области применения.

*Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 14-08-00508).

Технология и мехатроника в машиностроении

Рис. 1. Кинематическая схема обработки многогранным ротационным резцом

Однако эти традиционные методы механической обработки имеют существенные недостатки по стойкости режущего инструмента, образованию сливной стружки; использованию дорогостоящих и токсичных СОТС; ограничению скорости главного движения возможностями токарных станков, производительности и требуют разработки альтернативных и принципиально новых по кинематике методов формообразования.

Метод ротационного точения многогранными резцами является новым, перспективным, практически безальтернативным для особо тяжелых условий обработки вязких, легированных, жаропрочных, труднодеформируемых сталей и сплавов, широко используемых в космическом и транспортном машиностроении.

Кинематические параметры процесса ротационного точения определяют его основные особенности и закономерности, условия стружкообразования, качество обработки, работоспособность режущего инструмента, являются исходными для выбора режимов резания и геометрии инструмента [1].

Одним из перспективных методов обработки деталей типа вал из вязких и пластичных материалов, а также легированных и жаропрочных сталей, является разработанный в Красноярском политехническом ин-

ституте СФУ метод ротационного точения многогранными резцами [1; 2].

Новый метод ротационного точения многогранными резцами является весьма перспективным [1; 2], однако его успешное применение требует детальных исследований.

В формировании обрабатываемой поверхности участвуют три движения: главное движение (вращение инструмента) Ур, прямолинейное движение или продольная подача Бпр и дополнительное движение круговая подача (вращение заготовки) Sкр. Многогранный резец 1 совершает принудительное вращение вокруг своей оси со скоростью Ур относительно вращающейся заготовки 2 [2], в то же время инструменту сообщает прямолинейное движение вдоль оси заготовки продольная подача Sпр. При этом ось вращения инструмента устанавливается перпендикулярно оси вращения заготовки и находится на линии оси центров [2].

Ротационный резец 1 представляет собой многогранное тело чашечной формы с посадочным отверстием и режущей частью, состоящей из N режущих лезвий [1; 3].

Каждое лезвие содержит заднюю и переднюю поверхности, которые образуют между собой прямолинейную режущую кромку. Сформированные на каж-

Решетнееские чтения. 2015

дом лезвии режущие кромки, размещенные в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротационного резца, образуют режущий многоугольник. Схема обработки многогранным ротационным резцом показана на рис. 1.

Качество обработанной поверхности определяется шероховатостью поверхности и состоянием материала поверхностного слоя. На рис. 2 изображен расчетный микропрофиль обрабатываемой цилиндрической поверхности ротационным точением многогранными резцами.

При точении высота расчетных неровностей определяется по формуле

Rzp = ^р2 • sin к2 + R.2

— R

dmin dmin >

(1)

где р - радиус-вектор контура режущей кромки; Кдтт - радиус обработанной заготовки, [мм]; к - угол между осью центров и точкой контакта режущей кромки и обрабатываемой поверхности; йз - диаметр заготовки, [мм].

Продольная подача на грань резца ^пргр = В/2. Продольная подача резца на оборот обрабатываемого вала рассчитывается по формуле ^прст= $пргрпр-Ы/ пз. Круговая подача на грань резца находится: £кргр =

: Pm

•SinKm

Число оборотов заготовки пз = ^кргр- пр -Ы/п -йз.

Число оборотов инструмента определяется пр =

= П-й-Щ /£*ргр-Ж.

Из анализа проведенных ранее исследований видно, что эксплуатационные свойства, а также многие характеристики качества поверхности зависят от технологических методов и условий механической обработки деталей машин. Применение ротационного точения многогранными резцами для изготовления деталей типа вал подтверждает эффективность использования предложенного метода обработки, который позволяет: уменьшить количество технологических переходов при изготовлении деталей типа вал; уменьшить влияние износа инструмента на точность и каче-

ство обрабатываемых поверхностей; снизить основное технологическое время. Кинематика процесса резания гарантированно обеспечивает дробление стружки и ее отвод из зоны резания.

Библиографические ссылки

1. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Исследование метода ротационного точения многогранными резцами // Станки и инструмент (СТИН). 2013. № 6. С. 21-24.

2. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Особенности ротационного точения многогранными резцами // Вестник машиностроения. 2013. № 10. С. 56-58.

3. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Особенности геометрии многогранных резцов для ротационного точения // Вестник машиностроения. 2013. № 11. С. 38-41.

4. А. с. СССР 1126375; МКИ3 В 23 В 1/00. Способ лезвийной обработки валов с профилем «равноосный контур» / Э. В. Рыжов, Н. С. Индаков, Э. А. Петровский, и др. Опубл. 30.11.1984.

5. Пат. 2463130 РФ, МПК В23В 27/12. Ротационный резец / Н. С. Индаков, Ю. И. Гордеев, А. С. Бинчуров. Опубл. 10.10.2012.

References

1. Indakov N. S. Binchurov, A. S. Research by rotational turning indexable cutters // Machine tools (STIN). 2013. № 6. Pp. 21-24.

2. Indakov N. S., Binchurov A. S. Features turning rotary cutters multifaceted // Vestnik engineering. 2013. № 10. pp. 56-58.

3. Indakov N., Binchurov A. Features polyhedral geometry of the rotary cutters for turning // Vestnik Engineering. 2013. № 11. pp. 38-41.

4. USSR Inventor's Certificate 1126375.

5. Russian patent 2463130.

© Индаков Н. С., Бинчуров А. С., Гордеев Ю. И.,

Киселев Д. И., 2015

УДК 669.017

АНАЛИЗ ПРИЧИН ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ В ОТЛИВКАХ ИЗ ЖАРОПРОЧНОГО СПЛАВА ЖС3ДК

А. В. Лекарев1, А. Е. Буркин1, В. П. Жереб2, А. А. Ковалева2

1АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

2Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected]

Рассмотрен металлографический, электронно-оптический, фактографический анализ отливок из жаропрочного сплава ЖС3ДК. Произведено сопоставление химического состава и структуры материала.

Ключевые слова: сплав, трещинообразование.