Исследование влияния износа фрезы и режима на параметры процесса фрезерования заготовок деталей из поликарбоната с применением ультразвуковых колебаний
Автор: Унянин А.Н., Димухаметов И.З.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 3 т.26, 2024 года.
Бесплатный доступ
Исследования выполнены с целью установления влияния износа зубьев фрезы и элементов режима фрезерования заготовок из поликарбоната на технологические параметры процесса, в том числе теплосиловые, и определения элементов режима, обеспечивающих заданные параметры. Приведены результаты численного моделирования технологических параметров при различных комбинациях износа фрезы, глубины и скорости резания без применения и с применением ультразвуковых колебаний (УЗК). Установлены закономерности изменения параметров процесса фрезерования заготовок в зависимости от износа фрезы, глубины и скорости резания, в том числе с применением УЗК. Использование УЗК позволяет снизить главную составляющую силы резания, средние и максимальные значения температур в зоне контакта стружки с зубом и в зоне контакта зуба с заготовкой. Используя полученные уравнения, устанавливающие влияние износа и элементов режима на параметры процесса обработки без применения и с применением УЗК, возможно рассчитать элементы режима, обеспечивающие заданные параметры процесса фрезерования при увеличении износа зуба.
Фрезерование, моделирование, поликарбонат, силы, температуры, ультразвуковые колебания, износ, режим фрезерования
Короткий адрес: https://sciup.org/148329376
IDR: 148329376 | УДК: 621.91 | DOI: 10.37313/1990-5378-2024-26-3-54-62
Study of the influence of cutter wear and mode on the parameters of the process of milling blanks of polycarbonate parts using ultrasonic vibrations
The research was carried out in order to establish the effect of wear of the milling cutter teeth and the elements of the milling mode of polycarbonate workpieces on the technological parameters of the process, including thermal power, and to determine the elements of the mode that provide the specified parameters. The results of numerical modeling of technological parameters for various combinations of milling cutter wear, depth and cutting speed without and with the using of ultrasonic vibrations (USV) are presented. The patterns of changes of parameters of the milling process of workpieces depending on the wear of the milling cutter, depth and cutting speed, including with the using of USV. The using of USV allows to reduce the main component of the cutting force, the average and maximum temperatures in the chip-tooth contact zone and in the tooth-workpiece contact zone. Using the obtained equations, which establish the effect of wear and mode elements on the parameters of the processing process without and with the use of USV, it is possible to calculate the mode elements that provide the specified parameters of the milling process with an increase in tooth wear.
Список литературы Исследование влияния износа фрезы и режима на параметры процесса фрезерования заготовок деталей из поликарбоната с применением ультразвуковых колебаний
- Jahan, M.P., Ma, J., Hanson, C., Arbuckle, G.K. Tool wear and resulting surface fi nish during micro slot milling of polycarbonates using uncoated and coated carbide tools // Proc IMechE Part B: J Engineering Manufacture. – 2020. – Vol. 234 (1-2). P. 52–65.
- Adeniji, D., Schoop, J., Gunawarden, S., Hanson, C., Jahan, M. Characterization and Modeling of Surface Roughness and Burr Formation in Slot Milling of Polycarbonate // J. Manuf. Mater. Process. – 2020. – 4(2) P. 59;
- Hanson, C., Hiwase, P., Chen, X., Jahan, M.P., Ma, J., Arbuckle, G.K. Experimental investigation and numerical simulation of burr formation in micromilling of polycarbonates // Procedia Manufacturing. – Volume 34, 2019 – Pages 293-304.
- Унянин, А.Н. Аналитическое исследование температурного поля при фрезеровании с наложением ультразвуковых колебаний / А.Н. Унянин // Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева. – 2017. – № 2 (41). – С. 220 – 235.
- Резников, А.Н. Тепловые процессы в технологических системах / А.Н. Резников, Л.А. Резников. – М.: Машиностроение, 1990. – 288 с.
- Воронцов, А.Л. Разработка новой теории резания. Математическое описание образования стружки разных видов, пульсации сил резания и параметров контакта обработанной поверхности заготовки с задней поверхностью резца / А. Л. Воронцов, Н. М. Султан-Заде, А. Ю. Албагачиев // Вестник машиностроения. – 2008. – № 7. – С. 56 – 61.
- Воронцов, А. Л. Разработка новой теории резания. Практические расчеты параметров резания при точении / А. Л. Воронцов, Н. М. Султан-Заде, А. Ю. Албагачиев // Вестник машиностроения. – 2008. – № 9. – С. 67 – 70.
- Ординарцев, И.А. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А. Н. Шевченко и др. [под общ. ред. И.А. Ординарцева]. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987. – 846 с.
- Смирнова, О.В. Поликарбонаты / О. В. Смирнова, С. Б. Ерофеева. – Москва: Химия, 1975. – 288 с.
- Крыжановский, В.К. Технические свойства полимерных материалов / В.К. Крыжановский, В.В. Бурлов. С-Пб: Профессия, 2005. – 235 с.
- Подураев, В.Н. Обработка резанием с вибрациями / В.Н. Подураев. – М.: Машиностроение, 1970. – 350 с.
- Суслов, А.Г. Инженерия поверхности деталей / А.Г. Суслов, В.Ф. Безъязычный, Ю.В. Панфилов и др. [под ред. А.Г. Суслова]. – М.: Машиностроение, 2008. – 320 с.
- Сундуков, С.К. Применение ультразвуковых технологий при получении прессовых соединений / С. К. Сундуков // Наукоёмкие технологии в машиностроении. – 2023. – № 5 (143). – С. 40 – 48.
- Кирш, И.А. Исследование влияния ультразвука на реологические свойства полимеров различной химической природы для создания нового способа переработки полимерных композиций / И. А. Кирш, Т. И. Чалых, В. В. Ананьев, Г. Е. Заиков // Вестник технологического университета. – 2015. – Т. 18. – № 4. – С. 182 – 185.
- Волков, С.С. Исследование термодеформационных циклов в процессе ультразвуковой резки полимерных материалов / С.С. Волков, А.Л. Ремизов, Л.А. Шестель // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2017. – № 11 (652). – С. 60 – 67.
- Унянин, А.Н. Исследование параметров процесса при обработке фрезами с различным шагом между зубьями / А.Н. Унянин, А.В. Чуднов // Наукоемкие технологии в машиностроении. - № 12 (38). - 2022. - С. 21 – 26.
- Дрейпер, Н. Прикладной регрессионный анализ / Н. Дрейпер, Г. Смит. – М.: Вильямс, Диалектика, 2007. – 912 с.
- РДМУ 109 – 77. Методические указания. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов. – М.: Изд-во стандартов, 1978. – 64 с.
