Способ определения параметра шероховатости ra на фрезерных станках с чпу при получистовой и чистовой обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей сборным многолезвийным твердосплавным инструментом при торцевом фрезеровании

Способ включает использование рабочих параметров процесса резания и геометрических параметров инструмента. Для повышения точности определения параметра шероховатости предварительно осуществляют пробный проход сборным многолезвийным твердосплавным инструментом по детали, измеряют термоЭДС каждой режущей кромки, вычисляют среднеарифметическое значение термоЭДС сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, а параметр шероховатости Ra определяют с использованием вычисленного среднеарифметического значения термоЭДС, геометрических параметров сборного многолезвийного твердосплавного инструмента и обрабатываемой детали по приведенной формуле. 7 табл.

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием на фрезерных станках с ЧПУ и предназначено для определения параметра шероховатости Ra автоматизированным (программным) путем.

Известен способ определения шероховатости поверхности при обработке деталей на фрезерных станках, описанный в книге «Развитие науки о резании металлов: учебник / Н.Н. Зорев [и др.]. - М.: Машиностроение, 1967. 416 с.». Способ предусматривает расчет параметра шероховатости поверхности Ra при обработке на фрезерном станке с использованием формулы Чебышева:

R a = ω 1 2 S 2 ω 2 8 r ,

где ω1 - дуга, измеряющая угловое расстояние между смежными зубьями фрезы, град;

ω - угловая скорость фрезы, град/сек;

S - подача детали, мм/сек;

r - радиус фрезы, мм.

Недостатком известного способа является то, что он не учитывает влияние марки инструментального и обрабатываемого материала, количества режущих кромок z сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, скорости резания V, глубины фрезерования t на параметр шероховатости Ra при торцовом фрезеровании.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному является способ определения параметра шероховатости Ra при обработке плоских поверхностей в условиях получистового и чистового торцового фрезерования, описанный в справочнике технолога-машиностроителя «Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т.1: справочник / А.М. Дальский [и др.], - M.: Машиностроение, 2003. - 912 с.».

Способ предусматривает определение параметра шероховатости Ra с учетом влияния скорости резания V, подачи S, глубины резания t, переднего угла режущей кромки γ и радиуса скругления режущей кромки r по формуле

R a = S z 1,69 t 0,15 V 1,23 r 0,14 γ 0,46 ,

где Sz - - подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм/зуб;

t - глубина фрезерования, мм;

V - скорость резания, м/мин;

r - радиус скругления режущей кромки, мм;

γ - передний угол режущей кромки, град.

Недостатком этого способа является то, что он имеет ограниченное применение по маркам обрабатываемых сталей (ШХ15) и не учитывает влияние марки инструментального материала на параметр шероховатости Ra, а такое влияние имеется (см. «Развитие науки о резании металлов: учебник / Н.Н. Зорев [и др.]. - М: Машиностроение, 1967. - 416 с.», стр.295, рисунок 8.2). При смене марки инструментального материала изменяется его теплопроводность. Влияние теплопроводности контактируемых пар на шероховатость проявляется через передачу количества выделенного при резании тепла в инструмент и стальную заготовку, т.е. через коэффициент теплоусвоения, представляющий собой отношение теплофизических характеристик инструмента и стальной заготовки. Количество тепла, усвоенного объемом срезаемого металла, определяет долю хрупкого и вязкого разрушения в механизме стружкообразования и оказывает влияние на механизм образования микронеровностей и количественное значение параметра шероховатости Ra через температурную прочность металла.

Указанный недостаток приводит к тому, что рассчитанное значение параметра шероховатости Ra на стадии проектирования технологического процесса торцового фрезерования по наиболее близкому к заявленному способу не дает приемлемого совпадения с фактическим и это значение выходит за пределы допуска по показателю шероховатости, что приводит или к браку по качеству обработанной поверхности или к недоиспользованию резерва повышения производительности (увеличения подачи S). При существующем разбросе свойств (как между марочным составом так и внутри его) инструментального материала и обрабатываемых сталей определение параметра шероховатости Ra с ориентацией на среднее (справочное) значение этих свойств приводит к значительным ошибкам.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении точности определения параметра шероховатости Ra при обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей на фрезерных станках с ЧПУ.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является повышение качества обработки деталей за счет оперативного определения параметра шероховатости Ra программным (автоматизированным) путем на фрезерных станках с ЧПУ.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе определения параметра шероховатости Ra на фрезерных станках с ЧПУ при получистовой и чистовой обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей сборным твердосплавным многолезвийным инструментом при торцовом фрезеровании, включающий использование рабочих параметров процесса резания и геометрических параметров инструмента, предварительно осуществляют пробный проход сборным многолезвийным твердосплавным инструментом по детали, измеряют термоЭДС каждой режущей кромки, вычисляют среднеарифметическое значение термоЭДС сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, а параметр шероховатости Ra определяют с использованием вычисленного среднеарифметического значения термоЭДС, рабочих параметров процесса резания (V, S, t) и геометрических параметров сборного многолезвийного твердосплавного инструмента и обрабатываемой детали (z, В, D) по формуле:

R a = C R a [ z arccos ( 1 2 ( B D ) 2 ) 360 + 1 ] K 1 E K 2 t K 3 S K 4 V K 5 , м к м ( 1 )

где C R a - коэффициент, учитывающий вид обработки (при получистовой обработке: C R a = 2,75 , при чистовой обработке: C R a = 73,5 );

E - среднеарифметическое значение термоЭДС, мВ;

V - скорость резания, м/мин;

S - подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм/зуб;

t- глубина резания, мм;

z - количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента;

B - ширина фрезерования, мм;

D - диаметр сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм.

K1 - коэффициент, определяющий степень влияния количества режущих кромок z сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, приходящихся на ширину фрезерования В при заданном диаметре фрезы D, на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке: K1=1, при чистовой обработке: K1=0,833);

K2 - коэффициент, определяющий степень влияния среднеарифметического значения термоЭДС Е на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке: K2=0,732, при чистовой обработке: K2=0,727);

K3 - коэффициент, определяющий степень влияния глубины резания t на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке: K3=0,51, при чистовой обработке: K3=0,264);

K4 - коэффициент, определяющий степень влияния подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке K4=0,5, при чистовой обработке: K4=0,313);

K5 - коэффициент, определяющий степень влияния скорости резания V на параметр шероховатости Ra (при получистовой обработке: K5=0,284, при чистовой обработке: K5=0,997).

Впервые предложено для определения параметра шероховатости Ra при фрезерной обработке использовать оперативный сигнал термоЭДС Е, учитывающий физико-механические свойства контактируемых пар «инструмент-деталь», полученный в одинаковых условиях кратковременного пробного прохода по всем сочетаниям контактных пар, среди группы углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей при обработке их твердосплавным инструментом. Также впервые предложено для определения параметра шероховатости Ra при фрезерной обработке использовать не справочные, а экспериментально полученные значения степенных показателей для возможности использования предлагаемого способа при получистовой и чистовой обработке групп углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей твердосплавным инструментом на фрезерных станках с ЧПУ.

Введен новый параметр коэффициент, учитывающий вид обработки C R a (при чистовой обработке: C R a = 73,5 , при получистовой обработке: C R a = 2,75 ).

Использование в заявленном способе определения параметра шероховатости Ra среднеарифметического значения термоЭДС пробного прохода контактной пары E повышает точность его определения, т.к. удельная составляющая термоЭДС, входящая в общую формулу полного значения ЭДС пары, зависит от физико-механических, химических и теплофизических свойств конкретной контактной пары (см. «Епифанов Г.П. Физика твердого тела: учебник / Г.П. Епифанов. - М.: Высшая школа, 1977. 300 с.», стр.262-264).

Наличие указанных отличительных признаков обеспечивает повышение точности определения параметра Ra при работе фрезерных станков с ЧПУ и создает возможность производить это определение автоматизированным (программным) путем.

Способ осуществляется следующим образом. Перед началом обработки детали по разработанному технологическому процессу осуществляют кратковременный (4-5 сек) пробный проход сборным многолезвийным твердосплавным инструментом по детали на строго одинаковых режимах резания V=100 м/мин, S=0,1 мм/зуб, t=1 мм (см. патент RU №2117557 C1, МПК B23B 25/06, опубл. 20.08.1998), измеряют и фиксируют значение термоЭДС каждой режущей кромки (см. патент RU №2203778 C2, МПК B23B 25/06, опубл. 10.05.2003), вычисляют среднеарифметическое значение термоЭДС сборного многолезвийного твердосплавного инструмента E, после чего устанавливают необходимые технологические параметры обработки: скорость резания V, подачу на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S, глубину фрезерования t, производят расчет параметра шероховатости Ra по формуле 1 с учетом рабочих параметров процесса резания (V, S, t) и геометрических параметров сборного многолезвийного твердосплавного инструмента и обрабатываемой детали: количества режущих кромок z, ширины фрезерования B, диаметра фрезы D и в случае если полученное значение параметра шероховатости удовлетворяет требованиям технологического процесса этим же инструментом производят обработку сталей на выбранных технологических режимах (V, S, t).

Экспериментальная проверка предлагаемого способа проводилась при обработке конструкционной углеродистой и низколегированной сталей: сталь 45 по ГОСТ 1050-88 и ШХ15 по ГОСТ 801-78 тремя наборами сборного многолезвийного твердосплавного инструмента (торцовой фрезой) диаметром Dф=100 мм, с количеством режущих кромок z1=2, z2=4, z3=8, соответственно. В качестве инструментального материала применялись твердосплавные сменные неперетачиваемые пятигранные пластины по ГОСТ 19065-80 марок Т15К6, Т5К10 и ТТ7К12.

В таблице 1 приведены результаты экспериментальной проверки расчета параметра шероховатости Ra по прототипу и предлагаемому способу сборным многолезвийным твердосплавным инструментом со сменными пластинами марки Т15К6 и ТТ7К12 при обработке стали ШХ15, заявленной в прототипе как основной и единственный обрабатываемый материал, для которого применяется расчетная формула. При исследовании параметры процесса резания задавались в соответствии с технологическими параметрами, указанными в прототипе: диапазон изменения подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S=0,08-0,5 мм/зуб, диапазон изменения глубины резания t=0,08-0,5 мм, диапазон изменения скорости резания V=18-44 м/мин, диапазон изменения радиуса скругления r=0,5-2,0 мм, диапазон изменения переднего угла γ=5-20°. В соответствии с ГОСТ 19065-80 расчет параметра шероховатости Ra по прототипу производился с учетом геометрических параметров сменных пластин при значениях радиуса скругления r=1 мм и переднего угла γ=5°.

Из таблицы 1 видно, что максимальная относительная погрешность определения параметра Ra по прототипу достигает 95,78%, а по предлагаемому способу достигает 37,10%, при этом обработка производилась строго в соответствии с технологическими параметрами обработки, указанными в прототипе. Средняя относительная погрешность определения параметра Ra но прототипу достигает 84,83%, а по предлагаемому способу достигает 20,41%.

В условиях современного автоматизированного станочного производства все больше преобладает высокоскоростная обработка на получистовых и чистовых операциях. При этом современная справочно-нормативная литература регламентирует диапазоны технологических параметров обработки, относящихся к получистовой и чистовой фрезерной обработке сборным многолезвийным твердосплавным инструментом, обеспечивающих заданный параметр шероховатости поверхности детали, являющийся показателем технологической пригодности обработанной детали.

Способ определения параметра шероховатости Ra на фрезерных станках с ЧПУ при получистовой и чистовой обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей сборным твердосплавным многолезвийным инструментом при торцовом фрезеровании, включающий использование рабочих параметров процесса резания и геометрических параметров инструмента, регламентирует рекомендуемые авторами технологические параметры торцового фрезерования, при которых средняя относительная ошибка определения параметра шероховатости Ra по предлагаемому способу лежит в пределах 11-14%, а максимальная относительная погрешность при этом не превышает 40%.

Технологические параметры получистового торцового фрезерования: диапазон среднеарифметического значения термоЭДС контактной пары Е=9,3-17,3 мВ, диапазон скоростей резания V=159-306 м/мин, диапазон подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S=0,02-0,08 мм/зуб, диапазон глубины резания t=0,5-1,5 мм, диапазон количества режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2-8 шт.

Технологические параметры чистового торцового фрезерования: диапазон среднеарифметического значения термоЭДС контактной пары Е=9,3-17,3 мВ, диапазон скоростей резания V=97-159 м/мин, диапазон подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S=0,08-0,16 мм/зуб, диапазон глубины резания f=1,5-2,5 мм, диапазон количества режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2-8 шт.

Указанный диапазон технологических параметров торцового фрезерования соответствует современным справочно-нормативным данным, а расчет параметра шероховатости Ra по предлагаемому способу в диапазоне указанных технологических параметров обеспечивает заданный показатель шероховатости, при обработке конструкционных, углеродистых и низколегированных сталей.

В таблице 2-7 приведены результаты экспериментальной проверки расчета параметра шероховатости Ra по прототипу и предлагаемому способу сборным многолезвийным твердосплавным инструментом со сменными пластинами марки ТТ7К12, Т15К6 и Т5К10 при обработке стали 45 и ШХ15 на технологических режимах торцевого фрезерования, рекомендуемых предлагаемым способом, описанных выше. Эксперименты проводились с целью расширения диапазона применяемости предлагаемого способа по классу обрабатываемых сталей и учета влияния теплофизических свойств твердосплавного инструмента.

Результаты экспериментов показали, что предлагаемый способ определения параметра шероховатости Ra учитывает изменения физико-механических свойств контактной пары при смене марки твердосплавного инструмента или марки обрабатываемой стали или при одновременной смене того и другого одновременно. Средняя относительная погрешность между расчетным значением Ra по предлагаемому способу и измеренным при обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей в диапазоне рекомендуемых технологических параметров обработки составляет 11,27% при получистовом торцевом фрезеровании и 13,85% при чистовом торцевом фрезеровании. Максимальная относительная погрешность между расчетным значением Ra по предлагаемому способу и измеренным при обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей в диапазоне рекомендуемых технологических параметров обработки составляет 32,27% при получистовом торцевом фрезеровании и 39,16% при чистовом торцевом фрезеровании.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения параметра шероховатости Ra при получистовой и чистовой обработке металла сборным многолезвийным твердосплавным инструментом при торцовом фрезеровании и расширяет диапазон его использования по классу обрабатываемых сталей.

Таблица 5
Получистовое торцовое фрезерование сталь 45-ТТ7К12 (Е=9,3 мВ)
Скорость резания V, м/мин Подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S, мм/зуб Глубина резания t, мм Шерохова-
тость измеренная Ra, мкм
Шероховатость расчетная по прототипу Ra, мкм Шероховатость расчетная по предлагаемому способу Ra, мкм
Расчетная по прототипу Относитель-
ная ошибка, %
Расчетная по предлагаемому способу Относительная ошибка, %
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=8
1,5 7,267 0,398 94,52 7,003 3,64%
97 0,16 2,0 7,264 0,416 94,28 8,109 11,64%
2,5 7,301 0,430 94,11 9,087 24,46%
1,5 6,946 0,283 95,92 6,472 6,82%
128 0,16 2,0 6,786 0,296 95,64 7,495 10,45%
2,5 7,16 0,306 95,73 8,398 17,30%
1,5 5,989 0,245 95,91 6,064 1,26%
97 0,12 2,0 5,961 0,256 95,71 7,023 17,81%
2,5 7,209 0,264 96,33 7,869 9,16%
1,5 5,495 0,174 96,83 5,605 2,00%
128 0,12 2,0 5,375 0,182 96,62 6,491 20,76%
2,5 6,834 0,188 97,25 7,273 6,43%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=4
1,5 3,44 0,398 88,43 4,436 28,88%
97 0,16 2,0 5,108 0,416 91,86 5,137 0,56%
2,5 6,24 0,430 93,11 5,756 7,76%
1,5 3,92 0,283 92,78 4,100 4,52%
128 0,16 2,0 4,948 0,296 94,03 4,748 4,05%
2,5 5,65 0,306 94,59 5,320 5,84%
1,5 3,87 0,245 93,67 3,841 0,85%
97 0,12 2,0 4,86 0,256 94,74 4,448 8,47%
2,5 5,442 0,264 95,14 4,985 8,41%
1,5 3,49 0,174 95,01 3,550 1,78%
128 0,12 2,0 4,527 0,182 95,98 4,111 9,18%
2,5 5,129 0,188 96,34 4,607 10,18%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2
1,5 2,073 0,398 80,79 2,359 13,81%
97 0,16 2,0 3,231 0,416 87,13 2,732 15,44%
2,5 3,429 0,430 87,46 3,062 10,72%
1,5 2,021 0,283 85,99 2,181 7,90%
128 0,16 2,0 2,024 0,296 85,40 2,525 24,77%
2,5 2,156 0,306 85,82 2,830 31,25%
1,5 1,916 0,245 87,22 2,043 6,64%
97 0,12 2,0 2,032 0,256 87,42 2,366 16,45%
2,5 2,922 0,264 90,95 2,651 9,26%
1,5 1,766 0,174 90,14 1,889 6,94%
128 0,12 2,0 1,846 0,182 90,15 2,187 18,47%
2,5 1,864 0,188 89,92 2,451 31,47%
Таблица 6
Получистовое торцовое фрезерование сталь ШХ15-Т15К6 (Е=13,3 мВ)
Скорость резания V, м/мин Подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S, мм/зуб Глубина резания t, мм Шерохова-
тость измеренная Ra, мкм
Шероховатость расчетная по прототипу Ra, мкм Шероховатость расчетная по предлагаемому способу Ra, мкм
Расчетная по прототипу Относитель-
ная ошибка, %
Расчетная по предлагаемому способу Относительная ошибка, %
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=8
1,5 7,985 0,398 95,01 9,099 13,95%
97 0,16 2,0 8,614 0,416 95,17 10,537 22,32%
2,5 9,235 0,430 95,35 11,807 27,85%
1,5 7,394 0,283 96,17 8,410 13,74%
128 0,16 2,0 8,216 0,296 96,40 9,739 18,53%
2,5 8,679 0,306 96,48 10,913 25,74%
1,5 7,034 0,245 96,52 7,880 12,03%
97 0,12 2,0 8,412 0,256 96,96 9,125 8,48%
2,5 8,831 0,264 97,01 10,225 15,79%
1,5 6,943 0,174 97,49 7,283 4,90%
128 0,12 2,0 7,923 0,182 97,71 8,434 6,45%
2,5 8,317 0,188 97,74 9,451 13,63%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=4
1,5 5,805 0,398 93,14 5,763 0,72%
97 0,16 2,0 6,142 0,416 93,23 6,674 8,66%
2,5 7,306 0,430 94,12 7,479 2,36%
1,5 5,599 0,283 94,94 5,327 4,85%
128 0,16 2,0 6,043 0,296 95,11 6,169 2,08%
2,5 6,927 0,306 95,59 6,912 0,21%
1,5 5,905 0,245 95,85 4,991 15,47%
97 0,12 2,0 5,500 0,256 95,35 5,780 5,09%
2,5 5,623 0,264 95,30 6,477 15,18%
1,5 4,913 0,174 96,46 4,613 6,10%
128 0,12 2,0 5,100 0,182 96,44 5,342 4,75%
2,5 5,205 0,188 96,39 5,986 15,01%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2
1,5 3,176 0,398 87,46 3,066 3,47%
97 0,16 2,0 3,576 0,416 88,37 3,550 0,72%
2,5 3,645 0,430 88,21 3,978 9,14%
1,5 3,169 0,283 91,07 2,833 10,59%
128 0,16 2,0 3,512 0,296 91,58 3,281 6,57%
2,5 3,629 0,306 91,58 3,677 1,32%
1,5 2,872 0,245 91,47 2,655 7,56%
97 0,12 2,0 3,229 0,256 92,08 3,075 4,78%
2,5 3,3 0,264 91,99 3,445 4,40%
1,5 2,512 0,174 93,07 2,454 2,31%
128 0,12 2,0 2,928 0,182 93,79 2,842 2,95%
2,5 2,935 0,188 93,60 3,184 8,49%
Таблица 7
Получистовое торцовое фрезерование сталь ШХ15-Т5К10 (Е= 17,3 мВ)
Скорость резания V, м/мин Подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S, мм/зуб Глубина резания t, мм Шерохова-
тость измеренная Ra, мкм
Шероховатость расчетная по прототипу Ra, мкм Шероховатость расчетная по предлагаемому способу Ra, мкм
Расчетная по прототипу Относитель-
ная ошибка, %
Расчетная по предлагаемому способу Относительная ошибка, %
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=8
1,5 8,613 0,398 95,38 11,030 28,06%
97 0,16 2,0 9,879 0,416 95,79 12,773 29,30%
2,5 11,319 0,430 96,20 14,313 26,45%
1,5 8,409 0,283 96,63 10,195 21,24%
128 0,16 2,0 9,249 0,296 96,80 11,806 27,64%
2,5 10,134 0,306 96,98 13,229 30,54%
1,5 8,512 0,245 97,12 9,552 12,22%
97 0,12 2,0 9,075 0,256 97,18 11,062 21,89%
2,5 9,735 0,264 97,28 12,395 27,33%
1,5 8,208 0,174 97,88 8,829 7,56%
128 0,12 2,0 8,524 0,182 97,87 10,224 19,94%
2,5 9,073 0,188 97,93 11,456 26,27%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=4
1,5 6,943 0,398 94,27 6,987 0,63%
97 0,16 2,0 7,264 0,416 94,28 8,091 11,38%
2,5 7,516 0,430 94,28 9,066 20,62%
1,5 6,72 0,283 95,79 6,458 3,91%
128 0,16 2,0 7,050 0,296 95,81 7,478 6,07%
2,5 7,209 0,306 95,76 8,379 16,24%
1,5 6,105 0,245 95,99 6,051 0,89%
97 0,12 2,0 6,375 0,256 95,99 7,007 9,91%
2,5 6,894 0,264 96,17 7,851 13,89%
1,5 5,821 0,174 97,01 5,592 3,93%
128 0,12 2,0 6,030 0,182 96,99 6,476 7,40%
2,5 6,523 0,188 97,12 7,257 11,25%
Количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента z=2
1,5 3,865 0,398 89,70 3,716 3,85%
97 0,16 2,0 3,925 0,416 89,41 4,304 9,65%
2,5 4,961 0,430 91,33 4,822 2,79%
1,5 3,305 0,283 91,43 3,435 3,93%
128 0,16 2,0 3,726 0,296 92,07 3,978 6,75%
2,5 4,106 0,306 92,56 4,457 8,55%
1,5 3,378 0,245 92,75 3,218 4,72%
97 0,12 2,0 3,572 0,256 92,84 3,727 4,34%
2,5 4,329 0,264 93,89 4,176 3,53%
1,5 2,695 0,174 93,54 2,975 10,38%
128 0,12 2,0 3,072 0,182 94,08 3,445 12,13%
2,5 3,763 0,188 95,01 3,860 2,58%

Данный способ не регламентирует номенклатуры марок применяемого твердосплавного инструмента и создает возможность определения на фрезерных станках с ЧПУ параметра шероховатости Ra автоматизированным (программным) путем, используя формулу (1) как основу для построения алгоритма автоматизированного определения.

Способ определения параметра шероховатости Rа на фрезерных станках с ЧПУ при получистовой и чистовой обработке углеродистых, конструкционных и низколегированных сталей сборным многолезвийным твердосплавным инструментом при торцевом фрезеровании с учетом геометрических параметров инструмента, отличающийся тем, что предварительно осуществляют пробный проход сборным многолезвийным твердосплавным инструментом по детали на одинаковых с рабочими параметрами режима резания (V, S, t), измеряют термоЭДС каждой режущей кромки, устанавливают среднеарифметическое значение термоЭДС сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, а параметр шероховатости Ra определяют с использованием среднеарифметического значения термоЭДС, геометрических параметров сборного многолезвийного твердосплавного инструмента и обрабатываемой детали (z, В, D) по формуле:
R a = C R a [ z arccos ( 1 2 ( B D ) 2 ) 360 + 1 ] K 1 E K 2 t K 3 S K 4 V K 5 , м к м ,
где C R a - коэффициент, учитывающий вид обработки, причем для получистовой обработки C R a = 2,75, а для чистовой обработки: C R a = 73,5 ;
Е - среднеарифметическое значение термоЭДС, мВ;
V - скорость резания, м/мин;
S - подача на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм/зуб;
t - глубина резания, мм;
z - количество режущих кромок сборного многолезвийного твердосплавного инструмента;
B - ширина фрезерования, мм;
D - диаметр сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, мм;
K1 - коэффициент, определяющий степень влияния количества режущих кромок z сборного многолезвийного твердосплавного инструмента, приходящихся на ширину фрезерования В при заданном диаметре фрезы D на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки
K1=1, а для чистовой обработки: K1=0,833;
K2 - коэффициент, определяющий степень влияния среднеарифметического значение термоЭДС Е на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки K2=0,732, а для чистовой обработки K2=0,727;
K3 - коэффициент, определяющий степень влияния глубины резания t на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки
K3=0,51, а для чистовой обработки: K3=0,264;
K4 - коэффициент, определяющий степень влияния подачи на зуб сборного многолезвийного твердосплавного инструмента S на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки K4=0,5, а для чистовой обработки: K4=0,313;
K5 - коэффициент, определяющий степень влияния скорости резания V на параметр шероховатости Ra, причем для получистовой обработки K5=0,284, а для чистовой обработки K5=0,997.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании плоских поверхностей. Способ включает использование торцовой фрезы, которую доводят до касания с торцем обрабатываемой поверхности.

Изобретение относится к обрабатывающей головке для металлообрабатывающих машин, предпочтительно зуборезных или зубошлифовальных станков согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение относится к машиностроениию и может быть использовано для обработки сложнопрофильных деталей с выпуклой поверхностью, например рабочих поверхностей штампов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для устранения локальных неровностей продольного и поперечного профиля рельса. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении деталей посредством фрезерного инструмента. .

Изобретение относится к оборудованию для обработки профилей и может быть использовано для устранения локальных неровностей продольного и поперечного профиля рельса, в том числе в зоне сварных стыков рельсовых плетей методом профильного фрезерования.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при изготовлении фрезерованием корпусных деталей малой жесткости вафельной конструкции, например топливных баков с ячеистым фоном.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при механической обработке деталей из труднообрабатываемых сплавов на фрезерных станках. .

Изобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано для обработки плоских поверхностей плитных материалов при калибровке их по толщине.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к обработке деталей на фрезерных станках. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке глубоких отверстий в трубных заготовках. Обработку осуществляют устройством, содержащим борштангу с режущим инструментом, расположенную на эксцентричных подшипниках в пиноли с режущими и дорнующими зубьями, которую базируют перед подачей рабочей среды в исходном положении во входном люнете. Обрабатываемую заготовку зажимают между внутренними торцами входного и выходного люнетов соосно с ними. Перед началом обработки на внутренних торцах люнетов выполняют центрирующие фаски, а на торцах трубной заготовки выполняют ответные фаски, которые совмещают и уплотняют. На внешних торцах входного и выходного люнетов устанавливают заглушки для создания единой герметичной полости. Рабочую среду подают через дроссели во время прямого рабочего хода во входной люнет, совмещая вращательное и поступательное движение борштанги с ее планетарным движением вокруг оси пиноли. Во время обратного рабочего хода рабочую среду подают в выходной люнет. Повышается точность и качество обработанной поверхности, надежность процесса обработки за счет улучшения стружкоотвода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для чистовой обработки резанием поверхности катания головки рельса. Устройство содержит раму, установленную с возможностью перемещения вдоль головки рельса, и обрабатывающие инструменты, установленные с обеих сторон рамы с возможностью вращения в противоположных направлениях и фронтального подвода к поверхности катания головки рельса. Обрабатывающие инструменты выполнены в виде двух торцовых фрез, соединенных посредством распределительной коробки с общим приводом вращения, и установлены из условия расположения их осей вращения в одной плоскости с обеспечением перекрытия областей резания друг друга поперек продольного направления головки рельса. Обеспечивается высокая скорость обработки, снижается нагрев головки рельса. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при финишной обработке поверхностей прецизионных деталей. Способ включает предварительную обработку заготовки с обеспечением макрогеометрии ее поверхности и последующее формирование на ней маслоудерживающего рельефа, который формируют на станке с ЧПУ путем нанесения сферической фрезой взаимно перпендикулярных канавок с параметрами, обеспечивающими получение толщины смазочной пленки не менее 5 мкм, приходящейся на единицу площади обрабатываемой поверхности. Обеспечивается получение оптимальной равномерной маслоудерживающей поверхности на всей плоскости детали.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована при изготовлении анодных пластин для электролиза на специальном оборудовании. Установка для обработки анодных пластин включает поперечный транспортер, устройство выравнивания плоскостности и измерения толщины пластины, устройство фрезеровки нижней стороны ушка пластины, расположенное по одну сторону поперечного транспортера по ходу после устройства выравнивания плоскостности и измерения толщины, и устройство фрезеровки боковой стороны ушка, расположенное по другую сторону поперечного транспортера по ходу после устройства выравнивания плоскостности и измерения толщины. Обработка анодных пластин с использованием заявленного способа установки для его осуществления повышает качество обработки. Увеличивается коэффициент использования материала и энергоэффективность изготовления анодных пластин. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для фрезерования выемки в заготовке материала для получения детали. Выемка в детали имеет в угловой области сходящиеся под углом участки краевых кромок. При ее фрезеровании фреза образует огибающую поверхность, в частности цилиндрическую поверхность, с боковой поверхностью и торцевой поверхностью. Угловая область сначала выполняется с первой ориентацией фрезы, соответствующей продольной оси выемки, с использованием участка фрезы, создающего боковую поверхность. Также возможно образование остроконечных углов во второй ориентации фрезы с использованием участка фрезы, создающего торцевую поверхность огибающей поверхности, между сходящимися участками краевых кромок создается угловое образование, соответствующее переходу торцевой поверхности в боковую поверхность. При необходимости образуют скос, направленный на участке краевой кромки поперек его продольного направления. Обеспечивается получение детали с выемкой. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 19 ил.
Наверх