Настроювання збірних торцевих фрез із похилими рiзальними вставками

Орлов, Роман Олександрович; Кушніров, Павло Васильович; Думанчук, Михайло Юрійович; Динник, Оксана Дмитрівна; Приходько, Олександр Миколайович; Басов, Андрій Сергійович; Orlov, R. O.; Kushnirov, P. V.; Dumanchuk, M. Yu.; Dynnyk, O. D.; Prykhodko, O. M.

Настроювання збірних торцевих фрез із похилими рiзальними вставками

Орлов, Роман Олександрович; Кушніров, Павло Васильович; Думанчук, Михайло Юрійович; Динник, Оксана Дмитрівна; Приходько, Олександр Миколайович; Басов, Андрій Сергійович; Orlov, R. O.; Kushnirov, P. V.; Dumanchuk, M. Yu.; Dynnyk, O. D.; Prykhodko, O. M.

URI: https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/15556

Дата: 2025

Короткий опис(реферат):

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.

Суть розробки, основні результати:

The article deals with the problems of increasing the efficiency of adjustment prefabricated face mills containing inclined cylindrical cutting inserts. Rotation around its own axis is the main cutting motion during the operation of the face mill. When the mill rotates, centrifugal forces try to push the cutting inserts out of the mounting holes of the tool body. The influence of the number of revolutions of the mill on the magnitude of the centrifugal force that occurs during rotation is studied. Since the mill is equipped with cutting inserts with superhard material, the possible spindle rotation speeds during the operation of the mill are in the range from 850 to 2200 rpm, or (14 – 37) revolutions per second. As a result, diagrams of the desired dependencies were constructed for the face mill with a diameter of 315 mm, containing 48 cylindrical cutting inserts and having a cylindrical part diameter of D=8 mm, D=10 mm and D=12 mm, as well as a length of L=22 mm, L=35 mm and L=45 mm. The highest value (397 N) of centrifugal forces is reached at 37 revolutions per second for a cutting insert with D=12 mm and L=45 mm. The lowest values (89 N) are for an insert with D=8 mm, L=22 mm. Centrifugal forces can also be used to adjust the amount of protrusion of the cutting elements above the tool body. This can be implemented both for boring bars with a single cutter and for multi–blade metal–cutting tools, for example, single– and multi–stage prefabricated face mills. In this case, to adjust the face mill by centrifugal forces, it is enough to use spindle speeds much lower than the working ones, which is necessary to overcome the friction forces between the cutting inserts and the holes in the cutter body. Therefore, centrifugal forces will also have lower values than those found for the milling process by the tool. A method for adjusting a multi–stage face milling cutter with inclined cutting inserts is proposed, which allows taking into account the features of the functional purpose of different stages of the cutter. Steps on the inner surface of the ring gauge allow adjusting the cutting inserts of each stage to its size, which ensures a stepped distribution of the total machining allowance. Adjusting the cutting inserts of the finishing stage in the axial direction allows reducing the end runout of the cutting edges, which increases the quality of the surface machined with the milling cutter by improving the cleanliness of the machining. Adjusting the cutting inserts of the roughing stages in the radial direction allows reducing the radial runout of the cutting edges, which ensures their uniform wear and increases the durability of the cutting inserts. The proposed method also allows reducing the time for adjusting the face milling cutter containing a large number of cutting inserts.

Показати повний опис матеріалу