Повышение ресурса твердосплавных концевых фрез при обработке литейных сталей аустенитного класса

Abstract

У роботі розглянуто вплив початкового радіуса округлення різальної кромки кінцевої твердосплавної фрези на її працездатність під час фрезерування пазів у заготовках із ливарної сталі аустенітного класу. Встановлено та експериментально підтверджено характер зміни радіуса округлення різальної кромки кінцевої твердосплавної фрези під час обробки ливарної аустенітної сталі. Теоретично отримана залежність початкового радіуса округлення різальної кромки, який забезпечує максимальну працездатність інструмента, від режимів фрезерування. Отримані результати дозволяють встановити поєднання швидкості рі- зання, подачі та початкового радіуса округлення різальної кромки, які забезпечать найбільший ресурс інструмента, а також скорегувати режими різання залежно від стану різальної кромки, який змінюється у процесі різання. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/33955

В диссертации представлено решение повышения работоспособности твердосплавных концевых фрез при обработке литейных сталей за счет определения начального радиуса округления режущей кромки, который обеспечивает наибольшую стойкость инструмента. Радиус округления режущей кромки определялся расчетным путем из имитационного моделирования процесса резания. Представленное решение учитывает усталостную и статическую прочность режущей кромки, интенсивность изнашивания, прочность рабочей части концевой фрезы и динамику фрезерования.Предложено определять механические свойства обрабатываемого материала, необходимые для определения коэффициентов определяющего уравнения, из экспериментов по сжатию с воздействием повышенных температур, характерных для процесса резания. Такой подход предоставляет возможность определять механические свойства обрабатываемого материала в условиях, близких к процессу резания. Для задания исходных данных определены коэффициенты определяющего уравнения и уравнения пластичности стали 12Х18Н12М3ТЛ и трибологические свойства стали 12Х18Н12М3ТЛ в паре с инструментальным материалом ВК8. Моделирование процесса резания, предложенное в 2D - постановке, учитывает изменение толщины срезаемого слоя, что характерно для процесса фрезерования. Такой подход позволяет определять показатели процесса резания в условиях нестационарного резания. Для сокращения времени расчета предложено выполнять моделирование в два подхода: сначала производится моделирование с абсолютно жестким инструментом и с крупным размером конечных элементов, затем в интересующих точках производится расчет с деформируемым инструментом и меньшим размером конечных элементов, на которые наложены поля температур и деформаций, полученные из укрупненного расчета. Представленная модель процесса резания позволяет определять напряжения в объеме лезвия в любой момент цикла резания зуба концевой фрезы, что позволяет определять наиболее опасные моменты процесса резания зуба фрезы. Разработанная методика позволяет оценить влияние радиуса округления режущей кромки на процесс стружкообразования, контактные напряжения, силу резания, температуру резания, статическую прочность, усталостную прочность. Используя полученные данные о контактных напряжениях и температуре резания, предоставляется возможным определить интенсивность изнашивания режущего лезвия концевой твердосплавной фрезы, а соответственно установить влияние радиуса округления режущей кромки на интенсивность изнашивания. Информация о статической и усталостной прочности позволяет установить влияние радиуса округления режущей кромки на коэффициент запаса прочности в объеме режущего лезвия в любой интересующий момент времени. Установлен и экспериментально подтвержден характер изменения радиуса округления режущей кромки концевой твердосплавной фрезы при обработке литейной аустенитной стали. Теоретическое исследование влияния скорости резания и подачи на радиус округления режущей кромки концевой твердосплавной фрезы для обработки нержавеющей стали аустенитного класса позволило получить зависимость влияния этих режимов на оптимальную величину радиуса округления режущей кромки. Такой подход позволяет определить сочетание режимов фрезерования и радиуса округления режущей кромки твердосплавной концевой фрезы, которые обеспечат максимальную стойкость инструмента. Полученная зависимость позволяет корректировать режимы резания в зависимости от состояния режущей кромки в процессе резания, что позволяет повысить ресурс инструмента. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/33955

In this work the influence cutting edge radius of carbide end- mill on its performance in milling grooves into the workpiece from austenitic stainless steel, determined and experimentally verified nature of the cutting edge radius of carbide end-mill in the mashining of austenitic steel. Theoretically obtained dependence on milling cutting edge radius, which ensures maximum efficiency tool. The results allow to establish a combination cutting speed, filing and cutting edge radius, which will provide the greatest resource tool, and adjust the modes depending on the cutting edge of that change in the process of cutting. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/33955