Повышение производительности точения резьбы резцами с керамическими пластинками

Повышение производительности точения резьбы резцами с керамическими пластинками

Автор: Ямников Александр Сергеевич, Чуприков Артем Олегович, Харьков Александр Игоревич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Технология

Статья в выпуске: 4 т.14, 2014 года.

Бесплатный доступ

Несмотря на множество хорошо разработанных процессов высокопроизводительного формирования резьб давлением на деталях массового производства в некоторых случаях приходится нарезать резьбы резцами. К таким случаям относят нарезание резьбы на тонкостенных заготовках или повышенной твердости, нарезание резьб несимметричного профиля. Ведущие инструментальные фирмы разрабатывают и выпускают для этих случаев специальные резьбовые пластины и дают программы для расчета режимов резания и схемы срезания припуска в зависимости от шага резьбы и твердости обрабатываемой заготовки. Обычно резьбовые пластины изготавливают из металлокерамических твердых сплавов, зачастую с упрочняющими покрытиями. Особенностью профиля резьбовых пластинок является малый радиус скругления вершины, связанный с размерами шага нарезаемой резьбы. Это обстоятельство приводит к высоким механическим и тепловым нагрузкам на вершину резьбовой пластины и вынуждает для обеспечения приемлемой стойкости снижать режимы резания: скорость, связанную с частотой вращения заготовки, и подачу врезания на каждый рабочий ход. В последнее время появились пластинки из минералокерамики на основе окиси алюминия с легированием карбидами тугоплавких металлов. Эти пластинки обладают высокой теплостойкостью, что позволяет повышать скорость резания. Однако в литературе практически нет сведений о применении пластинок из минералокерамики для нарезания резьбы на высокопрочных заготовках. В статье приведены результаты экспериментов по нарезанию резьбы резцами с керамическими пластинками на стальных заготовках высокой твердости (HRC 52…55). Показано влияние отрицательного переднего угла, величины заглубления резца и подачи на врезание на составляющие силы резания. Доказано, что при оптимизации геометрических параметров пластинок возможно высокопроизводительно нарезать резьбы на закаленных заготовках из высокопрочных материалов, что в сочетании с меньшей стоимостью материала пластинок сулит существенные экономические преимущества.

Еще

Закаленная заготовка, резьба, керамическая пластина, стойкость, производительность

Короткий адрес: https://sciup.org/147151672

IDR: 147151672

Список литературы Повышение производительности точения резьбы резцами с керамическими пластинками

  • Astakhov V.P., Shvets S.V. Interaction Between Deformation and Thermal Waves in Metal Cutting. Int. J. of Advances in Machining and Forming Operations, 2010, vol. 2, рр. 1-18.
  • Kishawy H.A., Hosseini A., Moetakef-Imani B., Astakhov V.P. An Energy Based Analysis of Broaching Operation: Cutting Forces and Resultant Surface Integrity. CIRP Annals -Manufacturing Technology, 2012, vol. 61, iss. 1, pp. 107-110.
  • Abushawashi Y., Xiao X., Astakhov V.P. FEM Simulation of Metal Cutting Using a New Approach to Model Chip Formation. Int. J. Advances in Machining and Forming Operations, 2011, vol. 3, pp. 71-92.
  • Astakhov V.P. Machinability: Existing and Advanced Concepts. Chapter 1: Machinability of Advanced Materials. Ed. by J.P. Davim. Waley, 2014, London, pp. 1-56.
  • Astakhov V.P. A Treatise on Material Characterization in the Metal Cutting Process. Part 2: Cutting as the Fracture of Workpiece Material. Journal of Materials Processing Technology, 1999, vol. 96 (1-3), pp. 34-41.
  • Astakhov V.P. On the Inadequacy of the Single-Shear Plane Model of Chip Formation. International Journal of Mechanical Sciences, 2005, vol. 47, pp. 1649-1672.
  • Atkins A.G. Modelling Metal Cutting Using Modern Ductile Fracture Mechanics: Quantitative Explanations for Some Longstanding Problems. International Journal of Mechanical Science, 2003, vol. 43, рp. 373-396.
  • Bai Y., Wierzbicki T. A New Model of Metal Plasticity and Fracture with Pressure and Lode Dependence. International Journal of Plasticity, 2008, vol. 24, no. 0749-6419, pp. 1071-1096.
  • Didjanin L., Kovac P. Fracture Mechanisms in Chip Formation Processes. Materials Science and Technology, 1997, vol. 13, рp. 439-444.
  • Guo Y.B., Yen D.W. Study of Discontinuous Chip Formation in Had Machining. Journal of Materials Processing Technology, 2004, vol. 155-156, pp. 1350-1356.
  • Vargus. Catalog Lathe Threading Tool. http://www.its77.ru/katalogi-proizvoditelej/vargus-instrument-rezbona eznoj/vargus.html.
  • Иванов В.В., Сорокин Е.В., Павлова Е.В. Сравнение режущих свойств керамики различных марок. СТИН. 2007. № 8. С. 39-40.
  • Денисов В.Г., Федин Е.И., Ямников А.С. Влияние геометрии резьбовых резцов с режущей керамикой на точность профиля резьбы и силы резания. Сб. науч. тр. «Исследования в области технологии механической обработки и сборки». Тула, ТПИ, 1985. С. 69-75.
  • Duan C.Z., Dou T., Wang M. Research on Influence of Material Hardness and Cutting Conditions on Serrated Chip Formation Process during High Speed Machining of AISI 1045 Hardened Steel. Computer Engineering and Technology (ICCET), AMAE Int. J. on Production and Industrial Engineering, June 2011, vol. 02, no. 01, 2nd. рр. 321-324.
  • Hill R. The Mechanics of Machining: a New Approach. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 1954, vol. 3, pp. 47-53.
  • Astakhov V.P., Xiao X. A Methodology for Practical Cutting Force Evaluation Based on the Energy Spent in the Cutting System. Machining Science and Technology, 2008, vol. 12, pp. 325-347.
  • Elices M., Guinea G.V., Gomez J., Planas J. The Cohesive Zone Model: Advantages, Limitations and Challenges. Engineering Fracture Mechanics, 2002, vol. 69, pp. 137-163.
  • Merchant M.E. Mechanics of the Metal Cutting Process. II. Plasticity Conditions in Orthogonal Cutting. Journal of Applied Physics, 1945, vol. 16, pp. 318-324.
  • Бобров В.Ф. Многопроходное нарезание крепежных резьб резцом. М., Машиностроение, 1982. 104 с.
  • Ye G.G., Xue S.F., Ma W., Jiang M.Q., Ling Z., Tong X.H., Dai L.H. Cutting AISI 1045 Steel at Very High Speeds. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2012, vol. 56, pp. 1-9.
  • Abukhshim N.A., Mativenga P.T., Sheikh M.A. Heat Generation and Temperature Prediction in Metal Cutting: A Review and Implications for High Speed Machining. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2006, vol. 46, no. 0890-6955, pp. 782-800.
  • Huq M.Z., Celis J.P. Expressing Wear Rate in Sliding Contacts Based on Dissipated Energy. Wear, 2002, vol. 252, pp. 375-383.
  • Ivanov V.V., Chuprikov A.O. Improving Accuracy of Turning Thin-Walled Parts. Bulletin of Engineering, 2012, № 6, рр. 60-61.
  • Nabhani F. Wear Mechanisms of Ultra-Hard Cutting Tools Materials. Journal of Materials Processing Technology, 2001, vol. 115, no 3, рp. 402-412.
  • Luo S.Y., Liao Y.S., Tsai Y.Y. Wear Characteristics in Turning High Hardness Alloy Steel by Ceramic and CBN Tools. Journal of Materials Processing Technology, 1999, vol. 88, pp. 114-121.
  • D'Errico G.E., Bugliosi S., Calzavarini R., Cuppini D. Wear of Advanced Ceramics for Tool Materials. Wear, 1999, vol. 225-229, рp. 267-272.
  • Schulz H., Reuter U. Wear Mechanism for the High Speed Machining of CGI. Production Engineering, 2000, vol. VII/1, рр. 3-16.
  • Zhao J., Zhang J., Ai X. Relationship Between the Thermal Shock Behavior and Cutting Performance of a Functionally Gradient Ceramic Tool. Journal of Materials Processing Technology, 2002, vol. 129, iss.1-3, рp. 161-166.
  • Шарова Т.В., Гарасев Э.Ю., Шаров С.И. Анализ путей повышения эффективности лезвийной обработки деталей. Вестник Рыбинского гос. авиац. техн. ун-та им. П.А. Соловьева. 2014. № 2 (29). С. 57-64.
  • Волков Д.И., Проскуряков С.Л., Тарасов С.С. Применение инструмента из минералокерамики для окончательной высокоскоростной токарной обработки деталей из жаропрочных литейных сплавов. Вестник Рыбинского гос. авиац. техн. ун-та им. П.А. Соловьева. 2013. № 3 (26). С. 59-65.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp