НАСТРОЮВАННЯ ЗБІРНИХ ТОРЦЕВИХ ФРЕЗ ІЗ ПОХИЛИМИ РIЗАЛЬНИМИ ВСТАВКАМИ
Анотація
В статті розглядаються проблеми підвищення ефективності настроювання збірних торцевих фрез, що містять похилі циліндричні різальні вставки. Обертання навколо власної осі є головним рухом різання при роботі торцевої фрези. При обертанні фрези відцентрові сили намагаються висунути різальні вставки з установчих отворів корпусу інструмента. Проведено дослідження впливу кількості обертів фрези на величину відцентрової сили, що виникає при обертанні. Оскільки фреза оснащена різальними вставками з надтвердим матеріалом, то можливі частоти обертань шпинделя під час роботи фрези знаходяться в діапазоні від 850 до 2200 об/хв, або (14 – 37) об/с. В результаті було побудовано діаграми шуканих залежностей для торцевої фрези діаметром 315 мм, що містить 48 циліндричних різальних вставок та які мають діаметр циліндричної частини D=8 мм, D=10 мм та D=12 мм, а також довжину L= 22 мм, L= 35 мм та L= 45 мм. Найбільшого значення (397 Н) відцентрові сили досягають при 37 об/с для різальної вставки, що має D=12 мм та L=45 мм. Найменші значення (89 Н) – для вставки D=8 мм, L= 22 мм. Відцентрові сили також можна використовувати для настроювання величини виступання різальних елементів над корпусом інструмента. Це можна реалізувати як для розточувальних оправок з одним різцем, так і для багатолезового металорізального інструменту, наприклад, одно– та багатоступінчастих збірних торцевих фрез. При цьому для настроювання торцевої фрези відцентровими силами достатньо використовувати оберти шпинделя набагато менші, ніж робочі, що є необхідним для подолання сил тертя між різальними вставками та отворами корпусу фрези. Тому відцентрові сили теж матимуть менші значення, ніж знайдені для процесу фрезерування інструментом. Запропоновано спосіб настроювання багатоступінчастої збірної торцевої фрези з похилими різальними вставками, який дозволяє враховувати особливості функціонального призначення різних ступенів фрези. Східчасті ступені на внутрішній поверхні калібра–кільця дозволяють настроювати різальні вставки кожного ступеня на свій розмір, чим забезпечується сходиноподібний розподіл загального припуску на обробку. Настроювання в осьовому напрямку різальних вставок чистового ступеня дозволяє зменшити торцеве биття ріжучих кромок, чим підвищується якість обробленої фрезою поверхні шляхом покращення чистоти обробки. Настроювання ж різальних вставок чорнових ступенів у радіальному напрямку дозволяє зменшити радіальне биття ріжучих кромок, що забезпечує їх рівномірне зношування та збільшує довговічність різальних вставок. Також запропонований спосіб дозволяє скоротити час настроювання торцевої фрези, що містить велику кількість різальних вставок.
Посилання
2. Bullard, E. P. (1975). Preset Tooling. US Patent No. 3518769, B27g 23/00, U.S. CI. 33–185.
3. Chen, X., Wang, Q., Chen, W., Sun, J., He, Y., & Guo, H. (2024). Mining method for cutting force coefficient with the impact of tool vibration and machine tool system. Advances in Mechanical Engineering, 16(12), 1–9. https://doi.org/10.1177/16878132241308932
4. Dzhemelinskyi, V. V., & Lesyk, D. A. (2017). Osnovy profesiinoi diialnosti [Basics of professional activity]. KPI, Kyi'v, 177 (in Ukrainian).
5. Fan, M., Bi, Ch., Liu, X., Yue, C., & Hu, D. (2024). Effects of tool structure factor, cutting orientations, and cutting parameters of double–arc milling cutter on cutting force. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 134(9–10):4701–4716. https://doi.org/10.1007/s00170-024-14375-0
6. Hlembotska, L., Balytska, N., Melnychuk, P., & Melnyk O. (2019). Computer modelling of power load of face mills with cylindrical rake face of inserts in machining difficult–to–cut materials. Scientific Journal of TNTU, 93(1), 70–80. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2019.01.070
7. Hlembotska, L., Balytska, N., Melnychuk, P., & Vyhovskyi, H. (2021). Structural improvement of face mills designs based on systems approach. Scientific Journal of TNTU, 101(1), 102–114. https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2021.01.102
8. Hromovyi, O. A., Vyhovskyi, H. M., & Balytska, N. O. (2020). Shliakhy udoskonalennia protsesu obrobky ploskykh poverkhon detalei frezeruvanniam [Ways of improving the process of machining flat surfaces of parts by milling]. Technical engineering, 2(86), 48–53. https://doi.org/10.26642/ten-2020-2(86)-48-53 (in Ukrainian).
9. Hrytsenko, O. O., Basov, A. S., Orlov, R. O., & Kushnirov, P. V. (2024). Doslidzhennia zalezhnosti vidtsentrovykh syl vid kilkosti obertiv frezy [Study of the dependence of centrifugal forces on the number of revolutions of the milling cutter]. In: New and unconventional technologies in resource and energy conservation – Odesa National Maritime University, 21 (in Ukrainian).
10. Kushnirov, P. V., Dehtiarov, I. M., Yevtukhov, A. V., Rudenko, O. B., & Dumanchuk, M. Iu. (2019). Zbirni tortsevi frezy z rehulovanymy rizhuchymy vstavkamy [Prefabricated face mills with adjustable cutting inserts]. Compressor and power engineering, 4(58), 6–9 (in Ukrainian).
11. Kushnirov, P. V., Ivchenko, O. V., Ivanov, V. O., Neshta, A. O., Zhyhylii, D. O., Yevtukhov, A. V., Dehtiarov, I. M., Orlov, R. O., Dynnyk, O. D., Skabenok, M. M., & Kuiavinska, A. (2024). Tortseva freza z pidvyshchenym samohalmuvanniam tsylindrychnykh rizalnykh vstavok [Face mill with increased self–locking of cylindrical cutting inserts]. Patent of Ukraine No. 156499 (in Ukrainian).
12. Kushnirov, P. V., Stupin, B. A., Ostapenko, B. A., & Kasian, D. I. (2021). Analiz konstruktsii tortsevykh frez, shcho mistiat tsylindrychni rizhuchi vstavkyu [Analysis of Designs of Face Milling Cutters Containing Cylindrical Cutting Inserts]. In: International scientific integration ‘2021. «ISE&E» & SWorld in conjunction with KindleDP, 8, 6–9. https://doi.org/10.30888/2709-2267.2021-8 (in Ukrainian).
13. Kushnirov, P. V., Yevtukhov, A. V., Stupin, B. A., & Rudenko, O. B. (2018). Shliakhy zapobihannia vypadanniu rizalnoi vstavky z korpusu zbirnoi tortsevoi frezy [Ways to prevent the cutting insert falling out from the body of prefabricated facemilling cutter]. Compressor and power engineering, 3(53), 9–13 (in Ukrainian).
14. Kwak, Y. I., Bae, Y., Kurniawan, R., Jielin, Ch., Xu, M., Ali, S., & Ko, T. J. (2024). Influence of cutting–edge radius by an edge–honing process on the cutting tool life and coating. Journal of Mechanical Science and Technology, 38(2). https://doi.org/10.1007/s12206-024-0930-2
15. Melnychuk, P. P., Loiev, V. Iu., & Bohaichuk, O. M. (2013). Prystrii dlia rehuliuvannia vylotiv formoutvoriuiuchykh elementiv bahatolezovoho tortsevoho instrumenta [Device for adjusting the protrusions of the forming elements of a multi–blade end tool]. Patent of Ukraine No. 101774 (in Ukrainian).
16. Orlov, R. O., Kushnirov, P. V., & Basov, A. S.(2024). Nastroiuvannia rizhuchoho instrumentu vidtsentrovymy sylamy [Adjusting cutting tools by centrifugal forces]. In: Innovative technologies in Industry 5.0 – Sumy National Agrarian University, 14–15 (in Ukrainian).
17. Sandvik Coromant (2020) / Rotating tools – Milling, drilling, boring, tooling. – Sandvik Coromant catalog.
18. Vyhovskyi, H. M., & Hromovyi, O. A. (2020). Tortseva stupinchasta freza [Step–face mill]. Patent of Ukraine No. 140530 (in Ukrainian).
19. Vyhovskyi, H. M., Hromovyi, O. A., Balytska, N. O., & Hlembotska, L. Ie. (2021). Udoskonalennia protsesu chystovoho tortsevoho frezeruvannia ploskykh poverkhon detalei maloi shyryny [Improvement of the process of finishing face milling of flat surfaces of small–width parts]. Technical engineering, 1(87), 13–20. https://doi.org/10.26642/ten-2021-1(87)-13-20 (in Ukrainian).
20. Walter Prototyp (2022) Milling Tools for milling. – Catalog Walter, 288 p.
21. Zhang, X., Li, J., Li, X., & Li, Q. (2024). Cutting Characteristics and Reliability Analysis of Conical Picks Containing Prefabricated Grooved Rocks. Eksploatacja i Niezawodnosc –Maintenance and Reliability, 26(4). https://doi.org/10.17531/ein/191694
ISSN 
ISSN 
