Обґрунтування параметрів відрізних різців з бічною установкою багатогранних непереточуваних пластин

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-прикладної задачі –підвищення ефективності використання збірних відрізних різців за рахунок упровадження бічної установки БНП, розроблення нових конструкцій різців, пластин, способів та оснащення для їх виробництва й дослідження процесів обробки ними. Розроблено основні принципи класифікації і відбору таких БНП та структурно-математичну модель їх синтезу, за якими синтезовані усі можливі варіанти конструкцій і проведено їх повний аналіз з відбором раціональних варіантів. Теоретично обґрунтовано й отримано нові розрахункові залежності для визначення конструктивних і геометричних параметрів БНП – з лисками, одно- та дворадіусними виїмками на вершинах, виходячи з умов зменшення припуску на їх обробку, забезпечення найбільшої міцності й кращого сходження стружки, а також для визначення бічних піднутрень, з умов рівномірного розподілу поверхонь тертя, та для визначення раціонального кута установки БНП у корпусі відрізного різця й для розрахунку елементів кріплення при бічній установці БНП. На базі експериментальних досліджень отримано емпіричні залежності описування дії сил різання на розроблені різці залежно від режимів і кутів різання. Обґрунтовано рекомендації з заміни пропонованими БНП базових пластин CoroCut XS, CoroCut–3, Multicut 4, PentaCut при збільшенні глибини відрізування з 6...10, до 12...24 мм. У порівнянні з пластинами Q–Cut, CoroCut 2 нові БНП мають більші витрати інструментального матеріалу на 1 різальну кромку, але їх більша маса збільшує теплоємність, що є перевагою при відрізуванні.

Диссертация посвящена решению научно-прикладной задачи повышения эффективности использования сборных отрезных резцов за счет внедрения боковой установки МНП, разработки новых конструкций резцов, пластин, способов и оснастки для их производства и исследование процессов обработки ими. Для этого были разработаны основные принципы классификации и отбора конструкций МНП, а также структурно-математическая модель их синтеза, на базе которой синтезированы все возможные варианты конструкций и проведен их полный анализ с отбором рациональных вариантов из 2178 исходных исполнений. Теоретически обоснованы и получены новые расчетные математические зависимости для определения конструктивных и геометрических параметров МНП боковой установки с дополнительной их заточкой по лыскам, одно- и двухрадиусным выемкам, устраняющим переходные радиусы, полученные при прессовании МНП на вершинах сопряжения боковых сторон. При этом найдены и реализованы условия уменьшения припуска на обработку МНП, обеспечения наибольшей их прочности и улучшения условий схождения стружки по лыскам и выемкам, а также проведены их исследования. Разработаны технологические принципы и новые конструкции заготовок МНП, обеспечивающие уменьшение трудоемкости обработки лысок и выемок за счет выполнения радиусных выступов на боковых гранях МНП и проведены их исследования. Синтезированы 36 вариантов исполнений выступов и выемок на боковых сторонах пластин для обеспечения требуемых условий резания в канавках и при отрезании. Разработана методика определения боковых поднутрений исходя из условий равномерного распределения остаточных выступов-поверхностей трения у вершин и получены расчетные зависимости для их определения. Решена задача определения сил зажима и закрепления предлагаемых МНП в гнезде резца и получены расчетные математические зависимости для их определения. Решена также задача определения рационального угла установки МНП в гнезде корпуса отрезного резца при ее боковой установке, получены расчетные зависимости для ее определения. Исследования статической жесткости данных резцов выполняли методом конечных элементов в универсальной програмной среде. Для этого была смоделирована твердотельная конструкция исследуемого отрезного резца и его конечно-элементная сетка, на базе которой получены результаты расчета перемещений составных элементов конструкции. Проведены экспериментальные исследования жесткости и сил резания при эксплуатации созданных сборных отрезных резцов и МНП боковой установки, на базе которых подтверждена их работоспособность. На базе этих исследований получены эмпирические расчетные зависимости для описания действия сил резания в зависимости от режимов и углов резания. Обоснованы рекомендации по замене предложенными МНП базовых МНП Corocut XS, Corocut-3, Multicut 4, Pentacut при увеличении глубины отрезания с 6…10, до 9…24 мм. По сравнению с пластинами Q-Cut, Corocut 2, предложенные МНП имеют больший расход инструментального материала в пересчете на 1 режущую кромку, но их большая масса увеличивает теплоемкость, что является преимуществом при резании в стесненных условиях.

Dissertation is dedicated to scientific and applied problems of system substantiation on the basis of methods to search for new technical solutions to improve the principles of multifaceted requiring no-sharpening plates (MNP) for cutting blades and methods their attachment, as well as the choice of their structural and geometrical parameters on their conditions of use and production, and the development of methods of their designing. Developed the basic principles classification and selection of MNP, structural and mathematical model of synthesis, in which synthesized all possible structures and their full analysis conducted with the selection of rational choices. Theoretically grounded and found the calculated dependences for the determination of structural and geometrical parameters of the MNP with flats, with single and double radial grooves on the tops from the conditions for reducing the allowance of the processing, ensure maximum durability and better chip flow and to determine the lateral undercuts of the conditions of uniform the distribution of the friction surfaces, and to determine the angle of the rational MNP body seat cutting tool at its side installation, and for calculating the elements of its mounting. On the basis of experimental studies have provided empirical equations to describe the action of cutting forces on the cutting edge data, depending on the modes and corners cut. Based recommendations for the proposed replacement of the MNP plates Corocut XS, Corocut-3, Multicut 4, Pentacut, when the depth intervals from 6… 10 to 12…24 mm. Compared with the plates Q-Cut, Corocut 2 proposed MNP have a greater flow of instrumental material in terms of 1 cutting edge, but their large mass increases the heat capacity, which is an advantage when cutting in confined spaces.