CC BY
17Технология и ме%атронщ& в машиностроении
УДК621.91.01
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЯВЛЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ 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 E-mail: [email protected]
Полученные экспериментальные данные о характере распределения температур показывают, что основное тепло уходит в стружку, зона непосредственно рабочих локальных участков режущей кромки постоянно обновляется и одновременно с высокой скоростью вращения успевает охлаждаться.
Ключевые слова: ротационное точение, многогранный ротационный резец, лезвие, высокая скорость резания, температура инструмента.
INVESTIGATING THERMAL PHENOMENA DURING ROTARY TURNING OF MULTIFACETED CUTTERS
N. S. Indakov, A. S. Binchurov, Y. I. Gordeev, D. I. Kiselev
Siberian Federal University 26, Kirenskogo Street, Krasnoyarsk, 660074, Russian Federation E-mail: [email protected]
The obtained experimental data about the nature of temperatures distribution show that the main heat goes to cuttings. The area of directly working local sites of the cutting edge is constantly updated and along with the high speed of rotation manages to be cooled.
Keywords: rotational turning, versatile rotary cutter, blade, high speed cutting, tool temperature.
Введение. Лезвийная обработка труднообрабатываемых материалов сопряжена со значительными проблемами из-за низкой эксплуатационной стойкости режущей части инструмента и производительности. Новые методы материалообработки, основанные на высокоскоростных способах формообразования, ориентированные на применение в инструментальных узлах современных многоцелевых станков с ЧПУ и автоматизированных производств требуют применения инструмента с повышенным уровнем свойств. Известно, что эксплуатационная стойкость режущего инструмента во многом определяется температурными факторами, сопровождающими процесс лезвийной обработки металлов, зависит от интенсивности диффузионного и адгезионного износа при повышенных температурах.
Поэтому изучение тепловых процессов в зоне резания имеет большое практическое значение с точки зрения понимания интенсивности деформационных процессов в зоне резания, характера распределения температур на поверхности режущей части, износа режущего инструмента и качества обработанной поверхности [1—3].
Эффективным средством управления процессами теплообмена и снижения температуры на лезвиях является переход от схем непрерывного точения к дискретному периодическому срезанию слоя материала, в том числе применению различных методов ротационного точения [4]. Применительно к методу ротационного точения многогранными резцами (РТМР) наи-
более важным отличительным преимуществом от известных является снижение времени контакта каждой отдельной режущей кромки инструмента с обрабатываемым материалом [5].
Для оценки перспективности нового метода РТМР проводились исследования по распределению тепла между стружкой, инструментом и деталью бесконтактным методом с применением тепловизора модели Testo 875-1. Экспериментальные исследования проводились на токарно-винторезном станке повышенной точности ИЖ250ИТВМ.Ф1 с применением инструментального модуля для ротационного точения (рис. 1). При проведении экспериментальных исследований по оценке распределения температуры в зоне резания использовалась оправка с образцами из стали 45.
Для того чтобы установить связь между одним из параметров режимов резания и изменением температуры на поверхности инструмента детали и стружки, проводились однофакторные эксперименты.
В качестве независимых переменных были приняты следующие параметры режимов резания: 5пр -
продольная подача резца на оборот обрабатываемого вала, 0,25.. .1,2 мм/об; S^ - круговая подача
заготовки, мм; n3 - число оборотов заготовки,
50.630 об/мин; np - число оборотов инструмента,
6 000.18 000 об/мин; t- глубина резания, 0,3.1,5 мм. Количество граней пластины инструментального модуля - 6.
'Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 14-08-00508).
<Тешетневс^ие чтения. 2016
Рис. 1. Инструментальный модуль на базе токарно-винторезного станка ИЖ250 ИТВМ.Ф1:
а - общий вид; б - теплограмма
Рис. 2. Влияние технологических параметров на температуру в зоне резания: а - глубины резания б - продольной подачи 5пр; в - круговой подачи 5кр; г - скорости резания Ур
Компьютерная обработка теплограмм показывает, что температура на поверхности стружки изменяется в диапазоне от 60 до 110 С0, температура режущего лезвия инструмента на входе в зону резания от 30 до 40 С0, на выходе из нее 40-60 °С.
Результаты экспериментов показывают также, что при увеличении глубины и скорости резания температура увеличивается (рис. 2), при увеличении продольной и конструктивной подач практически остается постоянной.
Анализа теплограмм свидетельствует, что при увеличении скорости резания количество тепла, уходящего в стружку, возрастает, а в деталь и инструмент - уменьшается.
Библиографические ссылки
1. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Исследование метода ротационного точения многогранными резцами // Станки и инструмент (СТИН). 2013. № 6. С. 21-24.
а
Технология и мехатрониъа в машиностроении
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. P. 21-24.
2. Indakov N. S., Binchurov A. S. Features turning rotary cutters multifaceted // Vestnik engineering. 2013. № 10. P 56-58.
3. Indakov N., Binchurov A. Features polyhedral geometry of the rotary cutters for turning // Vestnik Engineering. 2013. № 11. P. 38-41.
4. USSR Inventor's Certificate 1126375.
5. Russian patent 2463130.
© Индаков Н. С., Бинчуров А. С., Гордеев Ю. И.,
Киселев Д. И., 2016
УДК 62.752; 621.01; 534-16
ФОРМЫ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ КООРДИНАТАМИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
E. В. Каимов1, Н. Ж. Кинаш2, А. С. Миронов1
!Иркутский государственный университет путей сообщения Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15 2Дорожный инженерный технологический центр Московской железной дороги филиала ОАО «РЖД» Российская Федерация, 107996, г. Москва, ул. Краснопрудная, 20 E-mail: [email protected]
Развиваются методологические основы обоснования форм проявления рычажных связей в механических колебательных системах.
Ключевые слова: структурная модель, рычажные связи, передаточные функции межпарциальных связей.
FORMS OF TIES AMONG THE COORDINATES IN THE INTERACTION ELEMENTS OF MECHANICAL OSCILLATORY SYSTEM
E. V. Kaimov1, N. Zh. Kinash2, A. S. Mironov1
'Irkutsk State Transport University 15, Chernyshevskogo Street, Irkutsk, 664074, Russian Federation
2Traffic Engineering Technology Center of Moscow Railway, a branch of JSC "Russian Railways" 20, Krasnoprudnaya Street, Moscow, 107996, Russian Federation E-mail: [email protected]
The authors develop methodological bases of demonstration form rationale of lever ties in mechanical oscillatory systems.
Keywords: structural models, lever ties, transfer functions of inter-partial ties.
Введение. Механические колебательные системы с несколькими степенями свободы с сосредоточенными параметрами широко используются как расчетные схемы в задачах динамики машин и оборудования различного назначения, в том числе и в задачах вибрационной защиты [1; 2]. Наряду с обычными типовыми элементами в виде пружин, демпферов и мас-соинерционных элементов все чаще используются механизмы, входящие в структуры колебательных
контуров и создающие в них специфические динамические эффекты [3], что предопределяется возможностями технических приложений виброзащитной направленности. Задача исследования заключается в разработке научной концепции поиска и создания новых способов и средств управления динамическим состоянием технических объектов при вибрационных воздействиях на основе использования методов структурного математического моделирования.
