Основы разработки методики экспериментального исследования температуры в зоне резания при ротационном точении винтовой поверхности многолезвийным инструментом

Суть модернизации этого устройства состоит в снабжении его механизмом обеспечения движения оси вращения шпинделя инструментальной головки по эквидистантой делительной окружности глобоид-ного червяка.

Библиографические ссылки

1. Трифанов И. В., Малько Л. С., Сутягин А. В. Технология ротационного точения винтовой поверхности деталей машин принудительно вращаемым многолезвийным инструментом : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. 116 с.

2. А. с. №93836 СССР, МКИ В23П13/06. Способ нарезания глобоидных червяков / Г. Н. Сахаров.

3. Пат. 2253545. РФ, МПК В23В5/48. Устройство к токарному станку для обработки винтовой поверхности / Л. С. Малько. Опубл. 10.06.2005. Бюл. №16.

References

1. Trifanov I. V., Malko L. S., Sutyagin A. V. Tehnologija rotacionnogo tochenija vintovoj poverhnosti detalej mashin prinuditel'no vrashhaemym mnogolezvijnym instrumentom: monografija [Engineering rotational turning a screw surface of details machines forcibly rotated multitoothed tool]. Krasnojarsk, SibGAU Publ., 2013. 116 p.

2. Saharov G. N. Sposob narezanija globoidnyh chervjakov [Way of cutting hour-glass worms]. USSR A.S. no. 93836.

3. Malko L. S. Ustrojstvo k tokarnomu stanku dlja obrabotki vintovoj poverhnosti [The device to the lathe for processing of a screw surface] Patent RF, no. 2253545. 2005.

© Сутягин А. В., Загуменных А. А., Малько Л. С., Трифанов И. В., 2014

УДК 621.9.08

ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ ПРИ РОТАЦИОННОМ ТОЧЕНИИ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ МНОГОЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

А. В. Сутягин, Л. С. Малько, И. В. Трифанов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: sibgau-uks@mail.ru

Обоснована актуальность экспериментального исследования температуры в зоне резания при ротационном точении винтовой поверхности деталей машин, приведены основы разработки методики ее экспериментального исследования, а также соответствующее технологическое оснащение и контрольно-регистрирующая аппаратура.

Ключевые слова: температура, зона резания, винтовая поверхность, многофакторный эксперимент, статистический анализ.

DEVELOPMENT FOUNDATIONS OF THE EXPERIMENTAL RESEARCH TECHNIQUE OF TEMPERATURE IN THE CUTTING ZONE AT ROTATIONAL TURNING OF THE SCREW SURFACE BY THE MULTIPOINT TOOL

A. V. Sutyagin, L. S. Malko, I. V. Trifanov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: sibgau-uks@mail.ru

The relevance of experimental research of temperature in a cutting zone at rotational turning of a detail screw surface is proved; bases of development of an experimental research technique, the corresponding technological equipment and control data-acquisition equipment are given.

Keywords: temperature, cutting zone, screw surface, multiple-factor experiment, statistical analysis.

Тепловые явления в зоне резания при лезвийной обработке существенно влияют на качество поверхностного слоя деталей машин, производительность процесса, износ и стойкость инструмента [1].

Вопросы, связанные с установлением влияния технологических факторов на температуру в зоне ре-

зания, наиболее полно отражены в литературных источниках только для традиционного способа резания, для которого характерно контактное взаимодействие режущего клина с материалом заготовки в виде скольжения, и это взаимодействие является постоянным. Применительно к этому виду взаимодействия

Технология и мехатроника в машиностроении

режущего клина известны как теоретические, так и эмпирические зависимости для определения ожидаемого значения температуры в зоне резания [2].

Однако такие зависимости для ротационного точения наружной винтовой поверхности (НВП) многолезвийным инструментом в литературе отсутствуют.

При ротационном точении НВП многолезвийным инструментом взаимодействие режущего клина инструмента характеризуется качением со скольжением и имеет прерывистый характер [3; 4]. Различие в характере контактного взаимодействия рабочих поверхностей инструмента с обрабатываемым материалом не позволяет напрямую использовать известные теоретические и эмпирические зависимости [2] для определения значения температуры в зоне резания при ротационном точении. Поэтому для установления возможности использования известных зависимостей применительно к ротационному точению НВП явля-

ется актуальной разработка методики экспериментального исследования температуры в зоне резания при ротационном точении НВП.

В методическом плане предлагается измерение температуры осуществлять по методу естественной термопары, обработку результатов измерения производить на основе многофакторного эксперимента типа 23.

Схема установки для измерения температуры на основе использования компьютерной технологии представлена на рис. 1.

Тарирование естественной термопары может быть выполнено как с использованием расплавленного металла [5], так и на основе принципа контактирования тарируемых материалов с нагретым до известной температуры телом [6].

Общий вид устройства для ротационного точения НВП деталей, интегрированного токарно-винторез-ным станом модели 1М65, представлено на рис. 2.

Рис. 1. Схема установки для измерения температуры: 1 - инструмент; 2 - заготовка; 3, 4 - прокладки изоляционные; 5 - аналого-цифровой преобразователь; 6 - крейтовая система; 7- персональный компьютер; 8 - станок 1М65; 9 - устройство для ротационного

точения винтовой поверхности

Рис. 2. Общий вид устройства, интегрированного с токарно-винторезным станком: 1 - гитара сменных зубчатых колес; 2 - вал; 3 - раздаточная коробка; 4 - ходовой вал; 5 - инструментальная головка; 6 - конический редуктор; 7 - многолезвийный инструмент; 8 - обрабатываемая заготовка; 9 - базовая плита; 10 - станок 1М65

Эмпирическая зависимость температуры резания 9(°С) от технологических факторов в общем виде может быть представлена степенным уравнением регрессии

0 = C0VxtySz,

где С0 - коэффициент, зависящей от материала заготовки, материала рабочей части инструмента и условий резания; V - скорость резания, м/мин; t - глубина резания, мм; S - подача, мм/об; х, у, 2 - показатели степеней, зависящие от материала заготовки и рабочей части инструмента, а также условий резания.

Полученную в результате эксперимента модель зависимости температуры резания от технологических факторов надлежит подвергнуть тщательному статистическому анализу [7].

Библиографические ссылки

1. Инженерия поверхности деталей / кол. авторов ; под ред. А. Г. Суслова. М. : Машиностроение, 2008. 320 с.

2. Воронцов А. Л., Султан-Заде Н. М., Албага-чиев А. Ю. Разработка новой теории тепловых процессов резания // Вестник машиностроения. 2010. № 1-12; 2011. № 1-9.

3. Гик Л. А. Ротационное резание металлов. Калининград : Кн. изд-во, 1990. 254 с.

4. Сахаров Г. Н. Обкаточные инструменты. М. : Машиностроение, 1983. 223 с.

5. Слободяник П. Т. Методы и средства контроля температуры при механической обработке. М. : Машиностроение, 1990. 36 с.

6. Безъезычный В. Ф., Тимофеев М. В., Фоменко Р. Н. Экспресс-метод тарирования термопар : справочник // Инженерный журнал. 2010. № 7. С. 38-42.

7. Пляскин И. И. Оптимизация технических решений в машиностроении. М. : Машиностроение, 1982. 176 с.

References

1. Suslov A. G. Inzhenerija poverhnosti detalej [Surface engineering details]. Moscow, Mechanical engineering Publ. 2008. 320 p.

2. Voroncov A. L., Sultan-Zade N. M., Albaga-chiev A. Ju. [Development of the new theory of thermal processes of cutting] Messenger of mechanical engineering. 2010. No. 1-12; 2011. No. 1-9.

3. Gik L. A. Rotacionnoe rezanie metallov [Rotational cutting of metals]. Kaliningrad, Kn. izd-vo, 1990. 254 p.

4. Saharov G. N. Obkatochnye instrument [Rolling tools]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1983. 223 p.

5. Slobodjanik P. T. Metody i sredstva kontrolja temperatury pri mehanicheskoj obrabotke [methods and temperature control devices when machining]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1990. 36 p.

6. Bezezychnyj V. F., Timofeev M. V., Fomenko R. N. [Express-metod calibratuin thermocouples] Spravochnik. Inzhenernyj zhurnal. 2010. № 7, p. 38-42.

7. Pljaskin I. I. Optimizacija tehnicheskih reshenij v mashinostroenii [Optimization of technical solutions in mechanical engineering]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1982. 176 p.

© Сутягин А. В., Малько Л. С., Трифанов И. В., 2014

УДК 621.923.9

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗАНИЯ ОТ ГЕОМЕТРИИ

АБРАЗИВНОГО ЗЕРНА И РЕЖИМОВ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ

АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Л. П. Сысоева, С. К. Сысоев, Д. И. Савин, А. Е. Саклакова, А. С. Сысоев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: sysoeva.tms@mail.ru

Рассмотрены особенности процесса микрорезания и определены геометрические характеристики абразивного зерна, влияющие на эффективность резания. Выявлен параметр для оценки влияния геометрических характеристик абразивных зерен на качество поверхности. Определена зависимость эффективности резания от геометрии абразивного зерна и режимов абразивно-экструзионной обработки.

Ключевые слова: абразивно-экструзионная обработка, рабочая среда, абразивное зерно, микрорезание.

RESEARCH OF CUTTING EFFICIENCY DEPENDENCE FROM THE ABRASIVE GRAIN GEOMETRY AND ABRASIVE FLOW MACHINING MODES OF ALUMINIUM ALLOYS

L. P. Syisoeva, S. K. Sysoev, D. I. Savin, A. E. Saklakova, A. S. Syisoev

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: sysoeva.tms@mail.ru