CC BY
1
УДК 621.9: 658.562.42: 621.9.025 Б01 10.25960/то.2020.1.10
О взаимосвязи массы инструментальных твердосплавных сменных пластин с эксплуатационными параметрами процесса резания
Б. Я. Мокрицкий, Д. А. Савин, Я. В. Конюхова, О. Г. Шакирова
Требования к точности изделий общего машиностроения неуклонно растут. Еще более значительно они растут в тех отраслях машиностроения, которые связаны с космической и авиационной техникой, оборонным вооружением. Соответственно, это влечет за собой необходимость повышения точности станков, предназначенных для изготовления таких изделий.
Существует несколько путей повышения точности изготовления изделий. Из них мы рассмотрели только вопрос о необходимости применения в станках высокоточного металлорежущего инструмента, а именно сменных твердосплавных типовых пластин, входящих в состав металлорежущего инструмента. В настоящей работе рассмотрено, насколько стабильно обеспечивается масса пластин на заводе-изготовителе пластин и как это влияет на точность изготовления изделий на предприятии-потребителе пластин.
Вопрос стабильности массы рассмотрен на предмет регламентирования массы действующими ГОСТами. А также он рассмотрен как фактор, приводящий к дисбалансу быстровращающегося инструмента, в составе которого имеются указанные пластины. В общем машиностроении сейчас еще мало внимания уделяют наличию дисбаланса инструмента, например концевых фрез. Это происходит оттого, что используются фрезы,у которых благоприятное отношение длины фрезы к ее диаметру, что нивелирует дисбаланс. Но все чаще возникает потребность обработки поверхностей, лежащих глубоко в отверстиях, имеющих малый диаметр. Например, в авиастроении известны случаи, когда необходимо обработать полку или обнизку в отверстии диаметром 4 мм на глубине 400 мм. В таком случае нет возможности компенсировать дисбаланс жесткостью хвостовика фрезы. Подобные задачи имеются и при диаметрах отверстия 12 и 20 мм. Здесь вынуждены применять компенсаторы дисбаланса. В работе предложен один из простейших вариантов отбора высококачественных режущих пластин по параметру «масса пластины».
Ключевые слова: дисбаланс инструмента, нестабильность массы сменных пластин, подход к разделению пластин по качеству на условные сорта.
Введение
Масса твердосплавных пластин входит [1] в число параметров, подлежащих контролю у производителя инструмента и разрешенных к входному контролю у потребителя инструмента.
Для большинства производственных металлообрабатывающих предприятий масса пластины в составе режущего инструмента или
инструментальной наладки не является первостепенно важным параметром. Но в случае использования современных высокопроизводительных станков с ЧПУ отклонение фактической массы пластин от требующегося может послужить причиной останова станка, или не позволит обеспечить выполнение производственного задания в связи с большой долей бракованного инструмента.
1. Используемый в работе
методологический подход
В указанном ГОСТе [1] нет явно выраженных рекомендаций по нормам допустимых отклонений по массе пластин, он вообще приводит это требование в числе требований к инструменту (инструментальной оснастке), в составе которого будет пластина. На наш взгляд, это абсурдно, потому как вынуждает потребителя покупать инструментальную оснастку по классу точности выше, чем точность пластин.
Мы применили прием условного разделения пластин на три уровня. Эти уровни мы условно назвали сортами. Сортов приняли всего три. В первый сорт относили те пластины, которые по массе имели минимальные отклонения, а именно значение отклонения определялось второй цифрой после запятой от среднего значения для данной партии пластин. Поясняем на примере пластины № 4 из серии № 1 пластин, указанных в табл. 1:
а) в партии № 1 всего пять пластин, среднее значение массы одной пластины в партии 8,893 г;
б) отклонение массы пластины № 4 от этого среднего значения исчисляется следующим образом: 8,927 г - 8,893 г = 0,034 г;
в) в значении отклонения первая значимая цифра вторая после запятой;
г) мы условились считать это прекрасным результатом, поэтому пластинку № 4 считаем очень хорошего качества по параметру «масса пластины» и отнесли ее к сорту № 1; такие пластины мы считали условно пригодными для применения в инструментальных наладках, используемых при высокоточной (прецизионной) обработке, например на фрезерных станках с ЧПУ.
Ко второму сорту относили те пластины, которые по исследуемому параметру имели отклонения, приемлемые для общемашиностроительной обработки на станках нормальной точности. Например, если измеренная масса пластины отличалась от некого среднего значения (см. пластину № 1 и в табл. 1) в первом знаке после запятой (отклонение исчислено как 8,893 г - 8,516 г = 0,377 г), то такую пластину относили ко второму сорту.
К третьему сорту относили те пластины, у которых отклонение было еще до запятой.
Например, у пластины № 3 отклонение исчислено как 9,969 г - 8,893 г = 1,076 г. Пластины третьего сорта считали условным браком. Это количество пластин исключали из объема партии и считали необходимым закупить дополнительные пластины для восполнения брака.
Исследования выполнены для 400 пластин отечественного производства. Здесь приводятся результаты только по части из них. Ряд данных не приведены по нескольким причинам. Одна из них - разночтения в российских ГОСТах и в зарубежных стандартах (или каталогах). Основное разночтение в том, что в ГОСТе [1] используется термин «масса пластин» и не указано, как ее определить и в каких единицах оценить. В зарубежных сведениях используется термин «вес пластин», его определяют взвешиванием и оценивают в размерности «грамм». Ряд отечественных производителей инструмента в своих технологических процессах по своим Техническим условиям контролируют «вес пластины», его определяют взвешиванием и оценивают в размерности «грамм». Но наряду с этим оценивают еще и плотность материала пластин через параметр «пористость» либо по массе, когда пластина еще сухая и когда пластина уже «напиталась в порах жидкостью» после длительного пребывания в жидкости, обладающей высокой проницаемостью.
Методом случайной выборки брали пластины, изготовленные ранее (20-25 лет назад) и недавно. Размер выборки не нормировали и не рассчитывали, т. е. создавали ситуацию, схожую с той, которую имеет заказчик в момент покупки изделий. Форму и типоразмер пластин выбирали применительно к практике типового машиностроительного предприятия.
Пластины промывали в ультразвуковой ванне. Каждую из пластин условно нумеровали, взвешивали. Результаты взвешивания сравнивали с теми параметрами, которые предписаны ГОСТом и Техническими условиями предприятия-изготовителя. По результатам сортирования делали вывод о возможности выполнения плана производства типового машиностроительного предприятия либо о необходимости закупки некоторого дополнительного числа тех или иных пластин.
Таблица 1
Сведения о твердосплавных сменных исследованных пластинах (пять наиболее простых пластин из 15 рассмотренных нами разных серий)
Table 1
Information of the investigated hard-alloy exchangeable inserts (five of the simplest inserts of the 15 different series examined by us)
Номер серии пластин
Цифровое обозначе-
Буквенное обозначе-
Код серийного порядкового номера ОКП по ГОСТ
Наименование пластины
Фото пластины
Эскиз пластины
Рекомендуемые ГОСТом области применения
Используемый ГОСТ
03111 03131
SNUN SNUN
0363
0364
Пластина квадратной формы
Токарные проходные и расточные резцы, торцевые фрезы
ГОСТ 19049-80
03113 03123 03133
SNUA SNMA SNGA
0367
0368
0369
Пластина квадратной формы с отверстием
Токарные проходные и расточные резцы, торцевые фрезы
ГОСТ 19051-80
13125
DNMG
0445
Пластина ромбической формы с углом 55°, отверстием и стружколома-ющими канавками на 2-х сторонах
Токарные резцы, работающие по копиру
ГОСТ 24257-80
10114 10124
PNUM PNMM
0391
0392
Пластина пятигранной формы с отверстием и стружколомающи-ми канавкам
ГОСТ 19065-80
03311 03331
SPUN SPGN
0365
0366
Пластина квадратной формы с задним углом 11°
ГОСТ 19050-80
р 15 рис
2. Обсуждение полученных результатов
2.1. Цели работы
1. Совершенствование существующих технологических процессов изготовления деталей за счет контроля и последующего сортирования твердосплавных пластин режущего инструмента (и инструментальной наладки) по результатам анализа погрешности (разброса значений) массы пластин.
2. Оценка возможности использования результатов контроля массы пластин для уточнения адресности (области) их применения.
На разных уровнях неоднократно ставится [2, 3] вопрос о необходимости научнообосно-ванного подхода к метрологическому и инструментальному обеспечению современного высокоточного металлорежущего оборудования.
Отклонение массы пластин наиболее ощутимо оказывает влияние на дисбаланс режущего инструмента. Действующие в РФ ГОСТы ([1] и указанные в табл. 1) на металлорежущий инструмент разработаны давно и не адаптированы под современные условия и современный металлорежущий инструмент современных станков с ЧПУ, в которых не допускается заметное биение быстровращающихся шпинделей либо применяется металлорежущий инструмент с компенсаторами дисбаланса и т. д.
В этой ситуации все более значимой становится роль входного контроля качества металлорежущего инструмента — того, что только что был закуплен, и того, который по разным
причинам скопился в инструментальных кладовых и на центральном инструментальном складе типового современного машиностроительного предприятия.
2.2. Статистика контроля массы
пластин одного из российских
производителей
В табл. 2 даны сведения о результатах контроля массы пластин и распределения их по принятой условной сортности.
В табл. 2 показано, что пластины каждой серии существенно различаются по массе и доля бракованных по массе пластин в каждой серии различна. Соответственно, для обеспечения действующего производства необходимый запас пластин в каждой серии должен быть различным. Использовать усредненный подход нельзя. Поясняем:
1) пусть для обеспечения деятельности некоторого машиностроительного предприятия требуются 23 пластины серии № 4 и 54 пластины серии № 5;
2) из данных, приведенных в табл. 2 (выделены жирно), следует, что для обеспечения машиностроительного предприятия:
• необходимо закупить некоторое дополнительное число пластин серии № 4 (из-за того что в серии 19 штук условно бракованных пластин);
• для серии № 5 пластины дополнительно закупать не нужно (бракованных пластин нет).
Таблица 2
Распределение количества пластин по сортам
Table 2
The distribution of the number of insert by grades
Номер серии пластин Количество пластин в серии 1-й сорт 2-й сорт 3-й сорт (условный брак)
Количество пластин Доля от количества пластин, % Количество пластин Доля от количества пластин, % Количество пластин Доля от количества пластин, %
1 5 1 20 3 60 1 20
2 8 2 25 1 12,5 5 62,5
3 15 9 60 5 33,3 1 6,6
4 23 0 0 4 17,4 19 82,6
5 54 20 37 34 63 0 0
Итого 105 32 30,5 47 44,7 26 24,8
Всего* * Всего по 15 276 исследованны 39 >im сериям пл 14,1 [астин. 139 50,3 98 36,2
Обобщая результаты по всем 15 сериям исследованных пластин, заключаем следующее:
1) только в четырех партиях отсутствует брак пластин;
2) имеются партии пластин, в которых брак достигает 82 %;
3) в среднем брак составил 36,2 %.
Авторы осознают, что только по параметру
«масса пластины» сортировать качество пластин нельзя. Тем более нельзя их браковать хотя бы потому, что не во всех видах обработки требуется столь жесткая регламентация массы пластин. К примеру, если речь идет о токарной обработке заготовок деталей (при вращении заготовки, а не инструмента), то условно забракованные нами сейчас пластины здесь могут быть использованы без ущерба качеству и производительности обработки. Если же речь идет о сменных пластинах осевого инструмента, например концевых фрез, используемых на высокопроизводительных современных станках с ЧПУ с быстроходными шпинделями, то там применять такие пластины нельзя. Скорее всего, в этом случае потребуются пластины, отнесенные нами условно к 1-му сорту. Для станков, менее чувствительных к дисбалансу инструмента, вполне могут быть пригодны пластины, отнесенные нами условно ко 2-му сорту.
Авторы считают необходимым отметить, что пока еще недостает статистической информации для определения количества пластин, которое необходимо дозакупить для восполнения бракованных пластин. Если дозакупить такое же число пластин, сколько их оказалось в браке, то нет гарантии того, что в дозаку-пленном числе пластин доля брака окажется именно такой же. Она может оказаться большей, тогда производство не будет обеспечено качественным инструментом вновь. Особо это важно в тех случаях, когда партия пластин мала, а при обработке заготовок деталей не допускается (исходя из требований точности детали) смена режущей кромки пластины.
2.3. Сопоставительные результаты
по разным производителям пластин
Ниже в краткой форме даны сведения по контролю массы (и ряда эксплуатационных показателей) других российских производителей инструмента и зарубежных фирм.
Показательны результаты применения осевого инструмента производства фирмы «СКИФ-М» (Белгород) [5]. Именно это предприятие с его филиалами в качестве поставщика импортозамещающего инструмента выбрано авиационной корпорацией «Компания «Сухой». Инструмент его производства закупает несколько иностранных машиностроительных и авиационных фирм.
Пример применения их сборной (с большим числом сменных типовых твердосплавных пластин) фрезы приведен1 на рис. 1.
Отметим, что наименьшие отклонения (разброс между собой) массы имеют (из исследованных авторами) пластины2 фирмы Walter [6], затем Sandvik coromant [7], Korloy [8, 9] и «Скиф-М». Каждая из этих фирм рекомендует применять пластины не только в составе их инструментальных наладок (оправок), но и с задаваемыми ими параметрами режимов резания.
В качестве примера на рис. 2 даны сведения о работоспособности (по периоду износостойкости, т. е. времени, мин, до достижения износа зубьев 0,3 мм при обработке авиационного титанового сплава при рекомендуемых фирмами параметрах режима резания) аналогичных фрез производства нескольких фирм.
Из рис. 2 следует, что значения работоспособности фрез Sandvik coromant, «Скиф-М» и Korloy сопоставимы. Фреза «Светловод-ского инструментального завода» (1986 года выпуска) не конкурентна. Фреза Walter в 1,5 раза работоспособнее. Отметим, что фреза ОАО «Кировградский завод твердых сплавов» (производство 2016 года, Свердловская область) оказалась неработоспособной в силу того, что укомплектована пластинами крайне низкого качества (рис. 2, б).
Комментарии результатов применения специализированных твердосплавных пластин даны применительно к тангенциальным твердосплавным пластинам, которые в основном используются при колесотокарной восстановительной обработке колес железнодорожных вагонов, а также в составе сборных тор-
1 Сведения приводятся с личного разрешения генерального директора «СКИФ-М» А. А. Москвитина.
2 При эксплуатации таких пластин нами не отмечены случаи останова станка с ЧПУ из-за дисбаланса инструмента.
Рис. 1. Сборные фрезы конструкции «Скиф-М» (а — с квадратными пластинами; б — с круглыми пластинами) с механическим креплением винтом и фрез зарубежных производителей (в — Korloy с круглыми пластинами; г — Sandvik coromant с прямоугольными пластинами)
Fig. 1. Photos of prefabricated constructions Skif-M (a — with square inserts, б — with round inserts) with mechanical fastening and with other manufacturers (в — Korloy with round inserts, г — Sandvik coromant with rectangular inserts)
12 3 4
Рис. 2. Период износостойкости сравниваемых (по периоду износостойкости, т. е. времени, мин, до достижения износа зубьев 0,3 мм при обработке авиационного титанового сплава при рекомендуемых фирмами параметрах режима резания) фрез (а); пример твердосплавной пластины отечественного производства (б):
1 — фреза Sandvik coromant; 2 — фреза «Скиф-М» (фреза Korloy дала тот же результат); 3 — фреза Walter; 4 — фреза производства «Светловодского инструментального завода»
Fig. 2. The period of wear resistance of the compared milling cutters (by the period of wear resistance, i. e. minutes until the teeth wear to 0,3 mm when machining an aircraft titanium alloy at the cutting conditions recommended by firms) (a): an example of a hard-alloy insert of domestic production (б):
1 — mill of Sandvik coromant; 2 — mill of „Skif-M" (mill of Korloy gave the same result); 3 — mill of Walter; 4 — milling cutter manufactured by Svetlovodsk Tool Plant
цевых фрез, предназначенных для обработки изношенных или восстановленных площадок рессорных балок тележек железнодорожных грузовых вагонов и т. д. (рис. 3, а). Нами использованы фрезы диаметром 320 мм с 16 периферийно закрепленными пластинами типа ЬКМХ 301940 отечественного и зарубежного производства. Такие пластины имеют значительную массу — около 40 г (для сравнения — масса пластин, указанных в табл. 1, не превышала 12 г), поэтому любое значимое отклонение какой-либо пластины в фрезе может сказываться на результатах эксплуатационных испытаний, например на периоде их износостойкости. Проверку этого предположения выполнили разными опытами, ниже приведены четыре из них.
Z01S-IM-03 !StlTl4S
в)
Рис. 3. Примеры исследованных специализированных пластин (слева первая используется при обработке деталей железнодорожных вагонов) (а); пластины LNMX 301940 (длина 30 мм, высота 19 мм, ширина 11 мм) с разным износом режущей кромки (б, в)
Fig. 3. Examples of specialized inserts studied (the first on the left is used in the processing of parts of railway cars) (a); inserts LNMX 301940 (length is 30 mm, height is 19 mm, width is 11 mm) with different values of wear on the cutting edge (б, в).
Опыт 1. Из партии пластин производства Бап^1к согошаП отобрали восемь пластин, имеющих минимальную массу, и установили их подряд в восемь гнезд указанной фрезы. Отобрали 8 пластин, имеющих максимальную массу (разница между самой легкой и самой тяжелой пластинами составила 3,7 г, разница между легкими восьмью пластинами составила 0,54 г, разница между восьмью тяжелыми пластинами составила 0,32 г, их установили в свободные (противоположные уже занятым гнездам) гнезда фрезы. Этим смоделировали условия дисбаланса фрезы. При вращении фрезы с разным числом оборотов измерили радиальное биение оправки фрезы. При числе оборотов, при котором имел место максимальный дисбаланс, произвели обработку заготовок. Измерили износ режущих кромок пластин (и шероховатость обработанной поверхности). Выявлено, что режущие кромки пластин с минимальными массами были изношены мало (от 0,08 до 0,12 мм). Режущие кромки пластин с максимальными массами, имели больший износ (от 0,15 до 0,22 мм), пример показан на рис. 3, б.
Опыт 2. Аналогичным образом поступили с пластинами производства ОАО «Киров-градский завод твердых сплавов». Разница между самой легкой и самой тяжелой пластинами составила 9,46 г, разница между легкими восьмью пластинами составила 3,52 г, разница между восьмью тяжелыми пластинами 4,37 г. За то же самое время работы при тех же условиях эксплуатации режущие кромки пластин с минимальными массами были изношены значительно (от 0,38 до 0,42 мм). Режущие кромки пластин с максимальными массами, имели предельно допустимое значение износа (от 0,6 до 0,8 мм), пример показан на рис. 3, в.
Тенденции зависимости износа режущих кромок в опыте 1 и опыте 2 аналогичны, т. е. чем больше разброс массы пластин, тем больше износ. Эта же тенденция вполне вероятна, если предположить, что эксплуатационные свойства инструментального материала отечественных пластин уступают тем, что использованы в опыте 1.
Перепроверка выявленной тенденции проведена в опытах 3 и 4.
Опыт 3. Все выполняли аналогичным образом. Использовали пластины УТ430 фир-
а)
Sandvik coromant
КЗТС
ДВТ
Kennamatal
б)
10
8
о
ft 4 ю 4
К) CS
Рн 2
I
п
7
Sandvik coromant
КЗТС
ДВТ Kennamatal
Рис. 4. Иллюстрация тенденции взаимосвязи эксплуатационных параметров и массы твердосплавных пластин: а — износ, мм, режущих кромок пластин при равных условиях эксплуатации (1 — минимальный износ, 2 — максимальный износ); б — разброс масс, г, испытываемых пластин разных производителей (КЗТС — Кировградский завод твердых сплавов; ДВТ — НПП «Дальневосточная технология»)
Fig. 4. The illustration of the trends in the correlation between operational parameters and mass of tool hard-alloy inserts and the cutting process: a — the amount of wear for cutting edges of the insert under equal operating conditions, mm (1 — minimum frazzle; 2 — maximum frazzle); б — weight spread for tested plates of different manufacturers, gr (КЗТС — Kirovgrad plant of hard alloys; ДВТ — Far Eastern technology plant)
мы Кеппаше1а1. Разница между самой легкой и самой тяжелой пластинами составила 2,64 г, разница между легкими восьмью пластинами составила 0,21 г, разница между восьмью тяжелыми пластинами 0,46 г. За то же самое время работы при тех же условиях эксплуатации режущие кромки пластин с минимальной массой были изношены мало (от 0,06 до 0,09 мм). Режущие кромки пластин с максимальной массой, имели износ от 0,11 до 0,18 мм.
Тенденция подтверждена.
Опыт 4. Все выполняли аналогичным образом. Использовали отечественные пластины производства научно-производственного предприятия «Дальневосточная Технология» (Комсомольск-на-Амуре). Разница между самой легкой и самой тяжелой пластинами составила 3,40 г, разница между легкими
восьмью пластинами составила 1,56 г, разница между восьмью тяжелыми пластинами — 2,12 г. За то же время работы при тех же условиях эксплуатации режущие кромки пластин с минимальными массами были изношены от 0,12 до 0,22 мм. Режущие кромки пластин с максимальными массами, имели износ от 0,3 до 0,5 мм.
Тенденция подтверждена. Иллюстрация полученных данных приведена на рис. 4.
Анализ данных рис. 4 показывает:
1) тенденция взаимосвязи эксплуатационных свойств режущих пластин с их массой доказана на всех четырех опытах: чем меньше разброс масс пластин (чем меньше дисбаланс фрезы), тем меньше износ режущих кромок, и наоборот;
2) значения износа режущих кромок пластин фирм Kennametal и Sandvik coromant сопоставимы (в пределах погрешности измерения, особенностей свойств инструментальных материалов и конструктивных различий режущих кромок) и при некотором различии в разбросе масс пластин;
3) значения износа режущих кромок пластин производства ДВТ и Sandvik coromant сопоставимы при сопоставимом разбросе масс пластин;
4) наиболее существенный износ режущих кромок и разброс масс у пластин производства КЗТС.
Немаловажным представляется авторам некоторое наличие взаимосвязи между разбросом масс монолитного твердосплавного инструмента (быстровращающихся концевых фрез) и его специфичными эксплуатационными параметрами (рис. 5).
Из рис. 5, можно сделать вывод о том, что отмеченная выше тенденция взаимосвязи разброса масс и выходных параметров технологического процесса резания существует и для монолитного твердосплавного инструмента.
Указанные на рис. 4, а результаты оценки работоспособности твердосплавных сменных пластин можно дополнить результатами испытаний монолитных твердосплавных фрез (рис. 6).
Пояснения к рис. 6 следующие:
а) Kennametal — ведущая в мире американская инструментальная фирма, SKIF-M — упомянутая выше российская инструментальная фирма «СКИФ-М».
6
0
Рис. 5. Примеры эксплуатации монолитного твердосплавного инструмента: а — примеры неравный износ режущих кромок на разных зубьях фрезы (исходное состояние режущих кромок после заточки зубьев не имело нареканий); б — разрушение хвостовика (три левых образца) фрез (по механизму усталостного разрушения, инициированного дисбалансом фрезы); в — разрушение режущей части фрезы (из-за роста радиальной составляющей силы резания в связи с естественным износом режущих кромок); г — осколочное разрушение режущей части фрезы (из-за пакетирования стружки в стружечных канавках фрезы); д — примеры испытанных концевых монолитных фрез
Fig. 5. Examples of the operation of a monolithic hard-alloy tool: а — examples of uneven wear of the cutting edges on different teeth of the cutter (the initial state of the cutting edges after sharpening the teeth had no complaints); б — examples (three of left samples) of the destruction of the shank of the cutters (by the mechanism of fatigue failure initiated by the imbalance of the cutter); в — an example of destruction of the cutting part of the cutter (due to the growth of the radial component of the thread force due to the natural wear of the cutting edges); г — shrapnel destruction of the cutting part of the mill (due to stacking chips in the chip grooves of the mill); д — examples of tested end monolithic mills
б) по вертикальной оси отложены значения времени работы фрез до допустимого износа режущих кромок фрезы при допустимой шероховатости и точности обработки заготовок, по горизонтальной оси — номера опытов, опы-
ты различались параметрами режима резания и обрабатываемым материалом;
в) в опыте 2 произошла поломка фрезы фирмы Кеппаше1а1, в опыте 3 произошел останов станка из-за превышения допустимой
600
о
M
о
400
tt о S ft
200
Номер опыта
7
8
Рис. 6. Сравнительные результаты испытания концевых фрез монолитных твердосплавных инструментов в равных условиях контурного фрезерования заготовок авиационного назначения по периоду износостойкости в восьми опытах на станке с ЧПУ фрезами разных производителей (материал и геометрия режущей части разные, длина, диаметр фрез и число зубьев одинаковые)
Fig. 6. Comparative test results of end milling of monolithic hard alloys under equal conditions of milling contours of aviation workpieces in order to ensure resistance to cracking in eight experiments on a CNC machine from different manufacturers (the material and geometry of the cutting parts are different; the length, diameter of the cutters and the number of teeth are the same)
мощности резания при работе фрезой SKIF-M, опыт 7 анулирован по фрезам обеих фирм из-за превышения шероховатости обработанной поверхности заготовки, выполненной из авиационного титанового сплава.
Из данных рис. 6 следует, что российская инструментальная фирма ни чуть не уступает ведущей в мире фирме по износостойкости инструмента и в четырех опытах превосходит.
Заключение
Выявленную взаимосвязь между массой пластин и ее эксплуатационными параметрами можно использовать для оценки влияния точности весового параметра режущих пластин на показатели прецизионной обработки инструментальными наладками. Тем самым
можно и управлять областью применения (высокоточная обработка, обработка в общем машиностроении, обработка на заготовительных участках) пластин разной сортности и можно управлять (регламентировать) точностью массового параметра.
Литература
1. ГОСТ 19086—80. Пластины сменные многогранные твердосплавные. Технические условия (с Изменениями № 1-6). (Межгосударственный стандарт). М.: Стандартинформ, 2006.
2. Чириков А. П. Инновационно-ориентированное развитие метрологической инфраструктуры в условиях нового технологического уклада: автореф. ... д-ра техн. наук, М. 2018.
3. Рыжов Э. В., Горленко О. А. Технологическое управление качеством и эксплуатационными свойствами поверхностей. Тула: ТПИ, 1980, 100 с.
4. Чирков А. П. Роль метрологического обеспечения в инновационной деятельности // Главный метролог, 2013, № 1, с. 20-24.
5. www.skif-m.net
6. www.wa1ter-too1s.com
7. www.coromant.sandvik.com
8. www.kor1oy.com
9. www.ha1tec.ru
References
1. GOST 19086—80. Replaceable multifaceted carbide inserts. Specifications (with Changes no 1-6). (Interstate standard). Moscow: Standartinform, 2006.
2. Chirikov A. P. Innovation-oriented development of metrological infrastructure in the context of a new technological structure: Abstract for the degree of Doctor Engin. Sci. diss. Moscow, 2018.
3. Ryzhov E. V., Gorlenko O. A. Technological management of the quality and performance properties of surfaces. Tula: TPI, 1980, 100 p.
4. Chirkov A. P. The role of metrological support in innovation. Glavnyj metrolog, 2013, no 1, pp. 20-24.
5. www.skif-m.net
6. www.walter-tools.com
7. www.coromant.sandvik.com
8. www.korloy.com
9. www.haltec.ru
0
Сведения об авторах
Мокрицкий Борис Яковлевич — доктор технических наук, профессор-консультант, Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 681013, Хабаровский край, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, д. 27, е-mail: boris@knastu.ru
Савин Дмитрий Александрович — аспирант, Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 681013, Хабаровский край, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, д. 27, e-mail: omr@knaapo.com
Конюхова Яна Васильевна — магистрант, Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 681013, Хабаровский край, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, д. 27, е-mail: konyukhova.ya.v@mail.ru
hflt IHLI/UUKliHIf UI n A
l|» L I^H LL'jJ ü Р^ПН DU
Шакирова Ольга Григорьевна — доктор химических наук, доцент, заведующая кафедрой «Технология переработки нефти и полимеров», Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 681013, Хабаровский край, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, д. 27, е-шаИ: Shakirova_O1ga@mai1.ru.
Для цитирования: Мокрицкий Б. Я., Савин Д. А., Конюхова Я. В., Шакирова О. Г. О взаимосвязи массы инструментальных твердосплавных сменных пластин с эксплуатационными параметрами процесса резания. Металлообработка, 2020, № 1, с. 10-20. БО! 10.25960/шо.2020.1.10
On the correlation between the mass of tool hard-alloy exchangeable inserts and operational parameters of the cutting process
B. Ya. Mokritskij, D. A. Savin, Y. V. Konyukhova, O. G. Shakirova
Requirements for the accuracy of general engineering products are growing steadily. They grow even more significantly in those branches of engineering which are associated to space technology, aviation technology and defense weapons. Accordingly, such increase in the accuracy of products entails the need to improve the accuracy of machines designed for the manufacture of these products.
There are several ways to improve the accuracy of manufacturing products. Of these, we considered only the question of the need for the use of high-precision metal cutting tools in machines, namely, exchangeable hard-alloy common inserts that make up the metal cutting tool. In this work, it was established how stable the guaranteed insert is mass at the insert's manufacturer and how this affects the accuracy of manufacturing products at the insert's enterprise-consumer. The issue of mass stability is considered to regulate the mass of existing GOSTs. And also it is considered as a factor leading to an imbalance of a rapidly rotating tool, which includes these inserts. In general engineering, there is still little attention paid to the presence of an imbalance in the tool, for example, end mills. This is due to the facts, that cutters are used that have a favorable ratio of the cutter length to its diameter, which eliminates the imbalance. But more and more often there is a need to treat surfaces lying deep in holes with a small diameter. For example, in the aircraft industry there are cases when it is necessary to process a shelf or its lower part in an opening with a diameter of 4 mm at a depth of400 mm. In this case, it is not possible to compensate for the imbalance in rigidity of the cutter shank. Similar problems exist with hole diameters of 12 and 20 mm. So, they are forced to use imbalance compensators.
The work proposes one of the simplest options for selecting high-quality cutting inserts by the parameter "mass of inserts".
Keywords: tool imbalance; mass instability of exchangeable inserts; the approach to dividing inserts by quality into conditional grades.
Information about the authors
Boris Ya. Mokritskij — Doctor of Engineering Sciences, Professor-consultant, Komsomolsk-on-Amur state University 681013, Russia, Khabarovsk Krai, Komsomolsk-on-Amur, Lenin pr., 27, e-mail: boris@knastu.ru
Dmitry A. Savin — Post graduate, Komsomolsk-on-Amur state University 681013, Russia, Khabarovsk Krai, Komsomolskon-Amur, Lenin pr., 27, e-mail: omr@knaapo.com
Yana V. Konyukhova — Master's student, Komsomolsk-on-Amur state University 681013, Russia, Khabarovsk Krai, Komsomolsk-on-Amur, Lenin pr., 27, e-mail: konyukhova.ya.v@mail.ru
Olga G. Shakirova — Doctor of Chemical Sciences, Associate Professor, Head of Department of Oil and Polymer Processing Technology, Komsomolsk-on-Amur state University 681013, Russia, Khabarovsk Krai, Komsomolsk-on-Amur, Lenin pr., 27, e-mail: Shakirova_Olga@mail.ru.
For citation: Mokritskij B. Ya., Savin D. A., Konyukhova Y. V., Shakirova O. G. On the correlation between the mass of tool hard-alloy exchangeable inserts and operational parameters of the cutting process. Metalloobrabotka, 2020, no 1, pp. 10-20. DOI 10.25960/mo.2020.1.10
UDC 621.9: 658.562.42: 621.9.025
DOI 10.25960/mo.2020.1.10
