ПРОГРЕССИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ СМП С УВЕЛИЧЕННЫМ РЕСУРСОМ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Tempel Olga Aleksandrovna, postgraduate, [email protected], Russia, Tyumen, Tyumen industrial university,

Vaskov Danil Evgenevich, student, [email protected], Russia, Tyumen , Tyumen industrial university

УДК 621.91.02

DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-489-493

ПРОГРЕССИВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ СМП С УВЕЛИЧЕННЫМ

РЕСУРСОМ

Е.В. Маркова, С.Я. Хлудов, О.В. Чечуга

В статье рассмотрены возможности увеличение ресурса сменной многогранной пластины за счет изменения формы переходной режущей кромки. Приведена методика проектирования режущей кромки двухвершинных СМП. Установлены закономерности влияния радиуса при вершине на величины максимально допустимой глубины резания при точении второй вершиной и значения радиуса переходного участка.

Ключевые слова: сменная многогранная пластина, режущая кромка, радиус при вершине, ресурс.

Для современного металлообрабатывающего производства при использовании станков с ЧПУ характерно применение режущих инструментов с механическим креплением твердосплавных сменных многогранных пластин (СМП). Эффективность использования таких инструментов зависит от ресурса режущей пластины. Ресурс СМП определяется количества режущих вершин, принимающих участие в работе. Двусторонние пластины обладают увеличенным в два раза ресурсом по сравнению с односторонними пластинами [1 - 3].

При исполнении переходной режущей кромки в форме двух вершин, каждая из которых принимает участие в срезании припуска и формообразовании обработанной поверхности при определенной установке в резцовые державки с разными главными углами в плане.

Режущая кромка двухвершинной СМП выполняется по лекальной кривой, состоящей из трех сопряженных между собой дуг окружностей (рис. 1). Процесс проектирования режущей кромки выполненной по лекальной кривой двухвершинных режущих пластин заключается в ее дискретном представлении [4 - 5].

При проектировании режущей пластины точка О является центром окружности отверстия СМП стандартного исполнения и принимается за начало системы координат. Исходных параметрами при дискретном представлении режущей кромки двухвершинной СМП являются: L - длина режущей кромки СМП стандартного исполнения, мм; R - радиус при вершине СМП стандартного исполнения, мм; Р - угол при вершине СМП стандартного исполнения, рад.

Принимая в качестве условия проектирования равенство:

К= Й! =й2, (1)

тогда вершины режущей пластины расположены семерично относительно оси Y. Данный вариант исполнения предполагает, что окружности с радиусами Rl и R2 имеют общую точку В, которая находится на оси Y.

Точка Оз, центр окружности 0Е1Е2 переходного участка режущей кромки, лежит на прямой С1С2, где точки С и С2, являются точками сопряжения 0С1Е1 и 0Е2С2 с прямолинейными участками режущей кромки. Радиус Яз дуги переходного участка является расчётной величиной.

по первому варианту

Точка на первой вершине и соответственная ей точка ^2 на второй вершине являются наивысшими точками режущей кромки СМП в первом рабочем положении. Точки Е1 и Е2 являются точками сопряжения дуги 0Е1Е2 с оСЕ! и 0Е2С2.

Координаты точки Oí, центра окружности радиусом Ri, рассчитываются по зависимостям:

хог =_=L cos~ lp .

1 1 ¿ tan—

4

Соответственно координаты точки O2, центра окружности радиусом R2, из

условия:

Хо2 = ~хо1; Уо2 = Yo1 . Координаты точки режущей кромки на первой вершине определяются из выражений:

XA.=-R,: Ya =L cos-+R-, |1 1 >

■А!- -ЛЬ tan^y

а координаты точки ^2, соответственно, из условия:

Ха2 = ~хА1 ; УА2 = . Точка С1 является точкой сопряжения прямолинейного участка и дуги иСЕ режущей кромки первой вершины. Ее координаты рассчитываются по формулам:

XCi = -R1( 1 + cosf); YCi=Lcos^+R1lsin^

tan—у

4/

Учитывая симметричное расположение второй вершины, координаты точки С2 определяются из выражений:

Хс2 = ~хсг; ус2 = ¥сг . Дуга 0Е1Е2 выполняет функцию соединения режущей кромки первой вершины с режущей кромкой второй вершины. Если точка Оз, центр окружности которой принадлежит 0Е1Е2, располагается на уровне точки С1, ее координаты определяются по зависимостям:

хо3=0 У0з +Й! ^т | -

а радиус Яз этой окружности устанавливается из выражения:

490

Ro -R-i

1 +

(SÍn2.

Координаты точки Е1сопряжения дуг ^C1E1 и *иЕЕ2 рассчитываются по фор-

мулам:

= =¿cos^+fí1(sinu-1),

R,+R,' 2

где л определяется из выражения:

cos д

Ri

Ri +R3

а координаты точки E2, соответственно из условия:

-~xEl;

При работе второй вершины во втором рабочем положении максимальная глубина резания зависит от положения точки Е2 и определяется по формуле (рис. 2):

В R В I В 1 Lc os---Ц +R-, cos а — L cos- +R-, (sin---»

2 tan^ 1 2 4 2 tan—)

4 \ 4/

sin o,

где параметр авычисляется из выражения:

( ■ °

Ri |sin:

2 tantan^ 4/_4

+R7 cos T

RiCl+sinr)

tan a = -где x вычисляется из выражения:

т = Фраб2 _Фраб1.

Угол ^раб1 и (рраб2 углы в плане первой и второй стандартных державок.

При повороте державки за счет рабочего органа станка угол x равен углу поворота. Ограничением при повороте державки является значение вспомогательного угла в плане на второй вершине, который может принимать значения не менее 10°.

Рис. 2. Второе рабочее положение двухвершинной режущей пластины

При исполнении вершин по радиусам с учетом условия (1) для СМП с разными углами в при вершине влияние значений радиусов Я1, Я2 на максимальные допустимые значения глубины резания ¿тах представлено на рис. 3. Увеличение значения радиусов при неизменных значениях остальных независимых параметров вызывает увеличение максимальной допустимой глубины резания ¿тах.

Варьирование значениями радиусов Я1=Я2 изменяет положения границы максимального допустимого значения t глубины резания. Как видно из рис. 4 увеличение радиусов Я1=Я2 и угла в приводят к возрастанию значения радиуса переходного участка Яз.

Lae мм 1,6

1,2 0,8 0,4

0,4 0,8 1,2 1,6 Я мм

Рис. 3. Влияние радиуса R\ и Ri на максимально допустимую глубину резания tmax при ßравным: 1 - 55°; 2 - 60°; 3 - 80°; 4 -90°

мм 0,3 0,2 0,1 О

0,4 0,8 1,2 1,6 Я мм

Рис. 4. Влияние радиуса R на значения радиуса переходного участка R3, при значениях угла ß: 1 - 60°; 2 - 80°; 3 - 90°

Проведённое моделирование процесса проектирования позволяет установить закономерности влияния независимых параметров на радиус переходного участка R3 двухвершинной режущей пластины и на величину допустимой максимальной глубины резания, которая определяет область применения данной пластины.

Список литературы

1. Хлудов С.Я., Борискина М.О., Хоменко А .В. Влияние режимов резания на размеры, форму и положение активной части режущей кромки СМП // Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. №8. С. 322-328.

2. Борискина М.О. Хлудов А.С. Универсальная конструкция СМП с дискретной режущей кромкой с многовершинным исполнением // Молодежный вестник политехнического института. 2014. С 16-18.

3. Хлудов С.Я., Борискина М.О., Хлудов А.С. Особенности проектирования многовершинной режущей пластины // Известия ТулГУ. Технические науки. №8. 2017. С. 32-39.

4. Хлудов С.Я., Борискина М.О., Хлудов А.С. Дискретное представление профиля режущей кромки многоступенчатой режущей пластины / Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. №7. С. 33-39.

5. Хлудов С.Я., Борискина М.О., Хлудов А.С., Чечуга А.О. Исследования работоспособности многоступенчатых режущих пластин с дискретным исполнением режущей кромки // Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. №7. С.77-86

Маркова Екатерина Витальевна, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Хлудов Сергей Яковлевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,

492

з У

—■

Чечуга Ольга Владимировна, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет

PROGRESSIVE NSR DESIGNS WITH INCREASED RESOURCE E.V. Markova, S.Y. Khludov, O.V. Chechuga

The article considers the possibilities of increasing the resource of a replaceable polyhedral plate by changing the shape of the transition cutting edge. The method of designing the cutting edge of two-vertex SMPS is given. The regularities of the influence of the radius at the vertex on the values of the maximum allowable cutting depth when turning the second vertex and the values of the radius of the transition section are established.

Key words: replaceable polyhedral plate, cutting edge, radius at the top, resource.

Markova Ekaterina Vitalievna, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,

Khludov Sergey Yakovlevich, doctor of technical sciences, professor, hsjula_politeh@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Chechuga Olga Vladimirovna, candidate of technical sciences, docent, sour-ie_1@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 658.562; 621.9

DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-493-497

МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗНОСОВЫХ ОТКАЗОВ ИНСТРУМЕНТА

С.Н. Михальченко

Разработана методика пошагового прогнозирования технологической операции с учетом износа инструмента. Доказано, что используемая математическая модель позволяет моделировать технологические операции как отдельных инструментов, так и всего технологического ротора, а так же всей АРЛ/АРЛК в целом.

Ключевые слова: технологическая операция, топологическая модель, износ инструмента, методика прогнозирования.

В зависимости от системы координат линеаризированная модель формирования параметра У при условии, что на входе технологической операции партии ПО числом N в момент времени t = t0 характеризуется параметром X, может быть представлена

где Х0 = Х0 —М[Х0], У0 = У0 —М[У0] - центрированные значения случайных величин X и У.

Следует отметить, что ранее экспериментально это было частично подтверждено в [1, 2] в виде усредненной корреляционной взаимосвязи параметров X и У, но не получило теоретического обоснования. В этих же работах и ряде других, было доказано, что с достаточной достоверностью практически все показатели (параметры) качества ПО в рассматриваемой области производства распределяются по нормальному