Повышение точности резьбофрезерования на основе снижения силового взаимодействия инструмента и заготовки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Карельский Александр Сергеевич

• Карельский Александр Сергеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Карельский Александр Сергеевич

Перечень принятых обозначений

Введение

Глава 1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования

1.1. Способы изготовления внутренних резьб

1.2. Проблемы, возникающие при резьбофрезеровании

1.3. Геометрические характеристики резьбовых гребенчатых фрез

1.4. Модели силы резания при резьбофрезеровании

1.5. Анализ исследований, посвященных силе резания

1.6. Анализ характеристик равномерного резьбофрезерования

Выводы по главе

Глава 2. Методы и средства проведения экспериментальных

исследований и обработки экспериментальных данных

2.1. Подготовка экспериментальных исследований

2.1.1. Исследование по моделированию резьбофрезерования резцом

2.1.2. Обработка результатов экспериментального исследования

2.1.3. Измерительный стенд по определению податливости инструментальной наладки

2.2. Обрабатываемый материал

2.3. Режущий инструмент

2.4. Параметры режима резания

2.5. Планирование экспериментов

Заключение

Глава 3. Расчет и анализ конусности резьбы на основе разработки

модели составляющих силы резания при резьбофрезеровании

3.1. Основные положения резьбофрезерования

3.2. Определение конусности при резьбофрезеровании

3.2.1. Анализ конусности получаемой резьбы

3.2.2. Определение перемещения инструментальной наладки

3.3. Разработка модели силы резания при резьбофрезеровании

3.3.1. Концепция модели силы резания при резьбофрезеровании

3.3.2. Составляющие силы резания при резьбофрезеровании

3.3.3. Определение геометрических параметров зуба однодисковой

фрезы

3.3.4. Геометрическая модель определения параметров срезаемого

слоя при резьбофрезеровании

3.3.5. Математическая модель для определения параметров

срезаемого слоя при резьбофрезеровании

3.3.6. Влияния радиуса округления режущей кромки на геометрические параметры резьбообразующего профиля

3.3.7. Определение составляющих силы при резьбофрезеровании, действующих на переднюю и заднюю поверхности лезвия

3.3.8. Расчет составляющих силы резания при использовании гребенчатых резьбовых фрез

3.4. Разработка критерия равномерности резьбофрезерования

3.4.1. Критерий равномерности резьбофрезерования по силе резания

3.4.2. Критерий равномерности резьбофрезерования по площади

сечения срезаемого слоя

Выводы по главе

Глава 4. Экспериментальные исследования элементов системы

повышения точности резьбы при резьбофрезеровании

4.1. Экспериментальное исследование силы резания при

резьбофрезеровании однодисковой фрезой

4.1.1. Составление плана экспериментального исследования

4.1.2. Анализ результатов экспериментального исследования

4.1.3. Исследование угловых параметров однодисковой фрезы

4.1.4. Исследование влияния факторов модели на составляющие

силы резания для однодисковой резьбовой фрезы

4.1.5. Пример расчета по разработанной модели составляющих силы резания однодисковой фрезой

4.1.6. Анализ модели силы при резьбофрезеровании с использованием результатов экспериментального исследования

по моделированию процесса однодисковой фрезой

4.2. Исследование модели составляющих силы резания при

резьбофрезеровании гребенчатой фрезой

4.2.1. Расчет модели силы резания при резьбофрезеровании гребенчатыми резьбовыми фрезами

4.2.2. Анализ модели силы при резьбофрезеровании с использованием результатов экспериментального исследования

по моделированию процесса гребенчатой фрезой

4.2.3. Исследование влияния параметров модели на составляющие

силы резания для гребенчатой резьбовой фрезы

4.3. Расчетное исследование по определению конусности резьбы при

резьбофрезеровании гребенчатыми фрезами

4.3.1. Экспериментальное исследование перемещения инструментальной наладки под действием нагружающей силы

4.3.2. Анализ результатов расчета конусности получаемой резьбы

при резьбофрезеровании

4.4. Исследование критерия равномерности резьбофрезерования

4.4.1. Пример расчет критерия равномерности резьбофрезерования

4.4.2. Исследование геометрической модели срезаемого слоя

4.4.3. Определение угла наклона стружечных канавок гребенчатой резьбовой фрезы на основе критерия равномерности резьбофрезерования

Выводы по главе

Глава 5. Разработка рекомендаций и апробация по использованию системы расчета для повышения точности резьбы при фрезеровании гребенчатыми резьбовыми фрезами

5.1. Методика расчета конусности резьбы на основе моделирования

силы при резьбофрезеровании

5.2. Разработка рекомендаций по определению параметров

резьбовой гребенчатой фрезы для фрезерования резьб М8х1,25-4И5И, М10х1,25-6Н, М12х1,25-6Н

5.3. Испытания резьбовой гребенчатой фрезы для фрезерования

резьбы М8х1,25-4Н5Н, М10х1,25-6Н, М12х1,25-6Н

Выводы по главе

Общие выводы и заключение

Список литературы

Приложение

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Ла1, Ла2, Ла3, - плоскости, касательные задней поверхности лезвия зуба на каждой стороне резьбообразующего профиля;

Лу - плоскость, касательная передней поверхности зуба; а - коэффициент температуропроводности обрабатываемого материала, м2/с; аг, а.2 - толщина срезаемого слоя на боковых сторонах резьбообразующего профиля в главной секущей плоскости Рт, мм;

Ааг, Аа2 - изменение толщины срезаемого слоя на боковых сторонах резьбообразующего профиля, мм;

аз - толщина срезаемого слоя на фаске резьбообразующего профиля в главной секущей плоскости Рт, мм;

а.с1, а.с2, а.сз - толщина срезаемого слоя на сторонах резьбообразующего профиля в секущей плоскости схода стружки Рс, мм;

атш - минимальная толщина срезаемого слоя, мм; ар - длина впадины резьбы по ГОСТ 24705-2004, мм; артах - максимальная длина впадины резьбы, мм;

Ьг, Ь2 - ширина срезаемого слоя на боковых сторонах резьбообразующего профиля в главной секущей плоскости РТ, мм;

Ьз - толщина срезаемого слоя на фаске резьбообразующего профиля в главной секущей плоскости РТ, мм; с- конусность резьбы;

с1' - ширина профиля при внедрении первого положения резьбовой фрезы,

мм;

с2 - ширина профиля при внедрении второго положения резьбовой фрезы,

мм;

Б - номинальный наружный диаметр внутренней резьбы, мм; Б1 - номинальный внутренний диаметр внутренней резьбы, мм; Э2 - номинальный средний диаметр внутренней резьбы, мм; Ботв - диаметр отверстия под резьбу, мм;

£к - диаметр контактного сечения конуса шпинделя станка, мм;

йр - диаметр рабочей части гребенчатой резьбовой фрезы, мм;

йс - диаметр сердцевины гребенчатой резьбовой фрезы, мм;

йх - диаметр хвостовика гребенчатой резьбовой фрезы, мм;

е - радиус траектории движения оси резьбовой фрезы (эксцентриситет), мм;

Е - модуль Юнга для материала резьбовой фрезы, МПа;

Ек - модуль Юнга для материала патрона, МПа;

О - модуль сдвига для материала резьбовой фрезы, МПа;

Ок - модуль сдвига для материала патрона, МПа;

f - площадь сечения срезаемого слоя, мм2;

А/Х, А/у - линейное перемещение оси резьбовой фрезы под действием силы резания вдоль осей X и У, мм;

А/нр - максимальное линейное перемещение оси фрезы под действием силы резания, мм;

Б1, Б2, Б3 - касательные составляющие силы стружкообразования Рс на передней поверхности на каждой стороне резьбообразующего профиля, Н;

Би, Бг2, - касательные составляющие касательной силы Б на передней поверхности, Н;

Бт, Бт, Бю - нормальные составляющие касательной силы Б на передней поверхности, Н;

F'1, F'2, F'3 - касательная составляющая силы трения на задней поверхности на каждой стороне резьбообразующего профиля, Н;

Ы - высота профиля при внедрении первого положения резьбовой фрезы, мм;

й2 - высота профиля при внедрении второго положения резьбовой фрезы, мм; йз1, йз2, - износ по задней поверхности на каждой стороне резьбообразующего профиля, мм;

Ай - параметр, характеризующий изменение диаметра рабочей части в двух соседних положениях инструмента за счет радиального биения, мм; ¡к - момент инерции сечения патрона, мм4;

¡п - момент инерции сечения хвостовика гребенчатой резьбовой фрезы, мм4; ¡р - момент инерции сечения рабочей части гребенчатой резьбовой фрезы, мм4;

¡рк - полярный момент инерции круглого сечения патрона, мм4; ¡рп - полярный момент инерции круглого сечения хвостовика гребенчатой резьбовой фрезы, мм4;

¡кр - момент инерции кручения сечения рабочей части гребенчатой резьбовой фрезы, мм4;

/ - длина резьбы, мм;

11 - смещение ближайшего к торцу резьбообразующего профиля зуба гребенчатой резьбовой фрезы, мм;

¿вых - длина выхода стружечной канавки гребенчатой резьбовой фрезы, мм; 1п - длина части гребенчатой резьбовой фрезы с покрытием, мм; /р - длина рабочей части гребенчатой резьбовой фрезы, мм; /стр - длина стружечной канавки гребенчатой резьбовой фрезы, мм; 1х - длина хвостовика гребенчатой резьбовой фрезы, мм; / - длина фаски резьбообразующего профиля гребенчатой резьбовой фрезы, мм;

1к - длина патрона от торца шпинделя станка, мм; 1„ - длина от торца патрона до режущей части резьбовой фрезы, мм; Iе - суммарная длина инструментальной наладки от торца шпинделя станка до торца фрезы, мм;

Ь - длина габаритная гребенчатой резьбовой фрезы, мм; М1 - изгибающий момент от единичной силы, Н^мм; Мкр1 - крутящий момент от единичной силы, Н^мм; Мкр - крутящий момент от касательной составляющей силы Рг, Н^мм; Мх, Му - изгибающие моменты от проекций составляющих силы резания Рх и Ру, Н^мм;

Мху - изгибающий момент от равнодействующей составляющей силы резания Рху, Н-мм;

п - частота вращения инструмента, об/мин;

N1, N2, N3 - нормальная составляющая силы стружкообразования Pс на передней поверхности на каждой стороне резьбообразующего профиля, Н;

N1, N2, N3 - нормальная составляющая силы трения на задней поверхности, Н

Р - шаг резьбы, мм;

Pст - сила стружкообразования, Н;

Pр - шаг резьбообразующих профилей гребенчатой резьбовой фрезы, мм;

Pr - радиальная составляющая силы резания при резьбофрезеровании, Н;

Pt - касательная составляющая силы резания при резьбофрезеровании, Н;

Pz - осевая составляющая силы резания при резьбофрезеровании, Н;

Pv - основная плоскость;

Pnl, Pn2, Pnз - плоскости резания на каждой стороне резьбообразующего профиля;

Pт1, Pт2, Pт3 - главные секущие плоскости лезвия на каждой стороне резьбообразующего профиля;

Pн1, Pн2, Pн3 - нормальные секущие плоскости лезвия на каждой стороне резьбообразующего профиля;

Pс1, Pс2, Pс3 - секущие плоскости схода стружки на каждой стороне резьбообразующего профиля;

Px, Py - проекции составляющих силы резания на оси X и У, Н;

Pxy - равнодействующая составляющая силы резания от проекций составляющих силы резания Px и Py, Н;

RpRО - программируемый радиус гребенчатой резьбовой фрезы, мм;

р1, р2, р3 - радиусы округления режущих кромок каждой стороны резьбообразующего профиля, мм;

Sz - подача на зуб, мм/зуб;

Тв1 - поле допуска на номинальный внутренний диаметр внутренней резьбы (ГОСТ 16093-2004), мкм;

Тв2 - поле допуска на номинальный средний диаметр внутренней резьбы (ГОСТ 16093-2004), мкм;

q - число резьбообразующих профилей на зубе гребенчатой резьбовой фрезы;

2 - число зубьев гребенчатой резьбовой фрезы;

Аг - смещение между соседними положениями инструмента вдоль оси резьбы, мм;

V - скорость резания, м/мин;

ат - задний угол зуба гребенчатой резьбовой фрезы в торцовом сечении, град;

ан1, ан2, ан3 - задний угол в нормальной секущей плоскости Рн лезвия на каждой стороне резьбообразующего профиля, град;

ас1, Ос2, Ос3 - задний угол в секущей плоскости схода стружки Рс лезвия на каждой стороне резьбообразующего профиля, град;

Р - угол заострения режущего лезвия, рад;

Р' - угол наклона плоскости сдвига, град;

Дь Р2 - углы наклона боковых сторон резьбы, град;

Д1', Д2' -углы наклона боковых сторон в сечении профиля первого положения инструмента, град;

7т - передний угол зуба гребенчатой резьбовой фрезы в торцовом сечении, град;

Уь у2, Уз - передний угол в главной секущей плоскости Рт лезвия на каждой стороне резьбообразующего профиля, град;

Ун1, Ун2, Унз - передний угол в нормальной секущей плоскости Рн лезвия на каждой стороне резьбообразующего профиля, град;

Ус1, Ус2, Усз - передний угол в секущей плоскости схода стружки Рс лезвия на каждой стороне резьбообразующего профиля, град;

Я - коэффициент теплопроводности обрабатываемого материала, Дж/(мхС°);

Я1, Я2, Я3 - угол наклона режущих кромок на каждой стороне резьбообразующего профиля, град;

Яр - коэффициент теплопроводности инструментального материала, Дж/(м-с-С°);

П, П2, Пз - угол схода стружки по передней поверхности Лт на каждой стороне резьбообразующего профиля, град;

V, V., V - угол наклона плоскости схода стружки Pс на каждой стороне резьбообразующего профиля, град;

ввн' - угол контакта резьбовой фрезы с заготовкой, град; в! - угловой параметр вдоль угла контакта резьбовой фрезы с заготовкой в геометрической модели срезаемого слоя, град;

в/ - угловой параметр вдоль угла контакта резьбовой фрезы с заготовкой в математической модели срезаемого слоя, град;

Ав - угловой шаг дискретизации вдоль угла контакта, град;

е - угол при вершине резьбообразующего профиля в плане, рад;

т - угловой шаг зубьев резьбовой гребенчатой фрезы в торцовом сечении,

град;

Ат - абсолютная разница угловых шагов соседних зубьев резьбовой гребенчатой фрезы в торцовом сечении, град; 5тz - погрешность углового шага, град;

фк - угловое перемещение инструментальной наладки под действием силы резания, град;

Фк> - угловое перемещение инструментальной наладки при кручении под действием силы резания, град;

Фъ ф2 - углы в плане на боковых сторонах резьбообразующего профиля,

град;

^ - угловое смещение двух соседних положений инструмента, град; ш - угол наклона стружечных канавок гребенчатой резьбовой фрезы, град; Хи - угловая координата и-го резьбообразующего профиля, град; Ах - угловое смещение двух соседних резьбообразующих профилей, град.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение точности резьбофрезерования на основе снижения силового взаимодействия инструмента и заготовки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В современной промышленности практически все изделия представляют собой сборочные единицы, где одним из основных видов разъемных соединений является резьбовое соединение. Резьбофрезерование наиболее гибкий процесс, исключающий множество проблем, возникающих при обработке другими способами и не уступающий им по производительности. С переходом производств на станки с ЧПУ возросла и доля использования фрезерования. Наряду с большим числом преимуществ резьбофрезерование обладает рядом недостатков, среди которых наличие конусности резьбы из-за использования кинематической схемы с параллельными осями резьбы и инструмента, что негативно сказывается на точности резьбы и требует дополнительных исследований. Производители режущего инструмента выделяют эту проблему, как основную для цельных гребенчатых резьбовых фрез, наиболее распространенных на производстве. Наличие конусности связано с изгибом инструмента под действием силы резания, поэтому возможность прогнозировать силы при резьбофрезеровании позволит минимизировать конусность резьбы и улучшить условия фрезерования. Анализ исследований по резьбофрезерованию позволил сформировать условия, которые должны быть учтены при разработке модели силы резания при резьбофрезеровании, такие как условия косоугольного несвободного резания, наличие радиуса округления режущих кромок, радиальное биение резьбообразующих профилей, неравномерного окружного шага зубьев фрезы и угла наклона стружечных канавок. Кроме того, разрабатываемая модель должна учитывать сложную форму срезаемого слоя, образуемую за счет фасонной режущей кромки и сложного движения инструмента. Прогнозирование конусности резьбы по такой модели силы резания позволит учитывать ее при определении геометрических параметров вновь разрабатываемого инструмента и назначении параметров режима резания для обеспечения резьбы требуемого класса точности, что является актуальной задачей в силу современной тенденции импортозамещения и ухода крупных зарубежных инструментальных компаний с российского рынка.

Цель работы - Повышение точности внутренних резьб при фрезеровании на основе исследования влияния силового взаимодействия инструмента и заготовки на конусность получаемой резьбы.

Основные задачи исследования:

1. Разработать теоретическую модель составляющих силы резания при резьбофрезеровании и исследовать влияние на силу резания геометрических параметров резьбовых фрез, формируемой резьбы и параметров режима резания.

2. Разработать математические зависимости для определения конусности резьбы, как показателя точности резьбы, с использованием моделирования силы резания при резьбофрезеровании гребенчатыми фрезами и определить значимые входные параметры для расчета конусности резьбы.

3. Разработать критерий равномерности резьбофрезерования гребенчатыми фрезами для обеспечения возможности регулирования величины силы резания.

4. Провести экспериментальные исследования для подтверждения теоретической модели силы резания, регулирования ее величины и расчета конусности.

5. Разработать и внедрить научно-обоснованные рекомендации по назначению и расчету геометрических параметров гребенчатых резьбовых фрез и параметров режима резания.

Объект исследования -гребенчатые резьбовые фрезы, резьбофрезерование, сила резания, точность резьбы.

Предметная область - теоретическая модель силы резания при резьбофрезеровании однодисковыми и гребенчатыми резьбовыми фрезами, теоретические основы обеспечения точности при резьбофрезеровании.

Научная новизна.

1. Предложена система расчета конусности резьбы с использованием моделирования силы резания, которая учитывает возникающую неравномерную

нагрузку по углу контакта в условиях резьбофрезерования гребенчатыми фрезами и податливость инструментальной наладки.

2. Разработана и подтверждена теоретическая модель для расчета силы резания при резьбофрезеровании однодисковыми и гребенчатыми фрезами на основании расчета параметров срезаемого слоя, с учетом износа инструмента, радиуса округления режущих кромок, биения инструмента и неравномерного углового шага зубьев.

3. Разработана и подтверждена теоретическая модель определения радиального и углового перемещения инструментальной наладки с учетом ее податливости, которая позволяет определить конусность внутренней резьбы и ее точность при обработке гребенчатыми фрезами с винтовыми стружечными канавками.

4. Определено понятие критерия равномерности резьбофрезерования на основании расчета силы резания и площади сечения срезаемого слоя для уменьшения силы резания. Установлены зависимости влияния геометрических параметров на угол наклона стружечных канавок при условии равномерности резьбофрезерования.

Методы исследования и достоверность. Теоретические исследования проведены с использованием основных положений теории резания материалов, аналитической геометрии и теории сопротивления материалов. При планировании экспериментальных исследований использованы методы теории вероятностей и математической статистики. Геометрические модели выполнялись и проверялись при помощи программы Autodesk Inventor 2018 и Компас-3D. Расчеты проводились в программе PTC Mathcad Prime 3.1. Достоверность результатов подтверждается сходимостью расчётных и экспериментальных результатов, апробацией результатов работы на спроектированных, изготовленных и испытанных опытных образцах концевых гребенчатых резьбовых фрез.

Практическая значимость работы.

1. Предложена методика расчета радиального и углового перемещения

инструментальной наладки с использованием моделирования силы резания при резьбофрезеровании гребенчатыми фрезами, которая позволила определить конусность и точность получаемой резьбы.

2. Предложена экспериментальная зависимость для определения силы резания однодисковой резьбовой фрезой, позволяющая оценить максимальную нагрузку при обработке и использовать ее при переходе на конструкцию гребенчатой резьбовой фрезы.

3. Предложена экспериментальная зависимость для расчета угла наклона стружечных канавок, которая позволяет определить его при условии обеспечения равномерного фрезерования с учетом влияния диаметра и шага резьбы, диаметра рабочей части, длины рабочей части и числа зубьев резьбовой фрезы, а также подачи при обработке.

4. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по назначению и расчету геометрических параметров гребенчатых резьбовых фрез и процесса резьбофрезерования для обеспечения требуемого класса точности резьбы.

5. Проведена апробация разработанных рекомендаций на основе разработки и испытаний опытных образцов гребенчатых резьбовых фрез на предприятии ООО «СПЕЦИНСТРУМЕНТ» (г. Серпухов).

Апробация работы. Результаты были представлены на научно-технических конференциях: Всероссийская конференция молодых учёных и специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва, 2016-2021); Всероссийская научно-техническая конференция студентов «Студенческая научная весна: Машиностроительные технологии» (Москва, 2016-2018); 7-th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021) (Челябинск, 2021); 43 и 46 Академические чтения по космонавтике им. С.П. Королева (Москва, 2019 и 2021); Международная научно-техническая конференция, посвящённая 150-летию факультета «Машиностроительные технологии» и кафедры «Технологии обработки материалов» (Москва, 2019); Всероссийская научно-методическая конференция, посвященная 100-летию со дня рождения Н.П. Малевского (Москва,

2020); Международный конгресс «Моделирование сложных технических систем»: конференция «Моделирование в инженерном деле» (Москва, 2020).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 17 научных работ, в том числе 2 работы, входящих в перечень ВАК РФ, 3 работы, входящих в список изданий, рецензируемых в SCOPUS. Общий объем 2,42 п.л.

Личный вклад. Все результаты диссертационной работы получены лично автором и при его непосредственном участии в экспериментальных и расчётных работах.

На защиту выносятся:

1. Система повышения точности внутренних резьб при фрезеровании на основе исследования влияния силового взаимодействия инструмента и заготовки на конусность получаемой резьбы с учетом податливости инструментальной наладки, включающая модель силы резания при резьбофрезеровании однодисковыми и гребенчатыми фрезами.

2. Методика расчета конусности внутренней резьбы для обеспечения принятого класса ее точности с использованием моделирования силы резания при резьбофрезеровании гребенчатыми фрезами с учетом износа инструмента, радиуса округления режущих кромок, биения инструмента и неравномерного углового шага зубьев.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Диссертация соответствует следующим пунктам паспорта специальности 2.5.5 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки: пункту 2 - моделирование процесса резьбофрезерования; пункту 4 - создание инструмента, обеспечивающего фрезерование резьбы принятого класса точности.

Реализация работы. По результатам работы была спроектирована гребенчатая резьбовая фреза диаметром 6 мм для обработки резьб М8x1,25-4H5H, МЮх!^^^ М12х1,25-6H в заготовках из стали 40Х и алюминиевого сплава

Д16Т, которая была изготовлена на базе ООО «СПЕЦИНСТРУМЕНТ» (г. Серпухов). Инструменты прошли производственные испытания, показали свою работоспособность, обеспечили заданную точность изготовленных резьб и внедрены в производственную программу предприятия.

Результаты работы использованы в учебном процесс кафедры инструментальной техники и технологий МГТУ имени Н.Э. Баумана в дисциплинах «Основы теории резания», «Научно-исследовательская работа», «Основы проектирования режущих инструментов», «Основы расчета и проектирования специальных режущих инструментов» для студентов, обучающихся по специальностям 15.05.01 и 15.04.02.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Все современные изделия машиностроительной, аэрокосмической и других отраслей промышленности представляют собой сложные сборочные единицы, в конструкции которых используются различные способы соединения деталей между собой и разделяются, в частности, на разъемные и неразъемные. Использование разъемных соединений упрощает процесс сборки изделий и увеличивает их ремонтопригодность. Среди них большую часть составляют резьбовые соединения.

Согласно ГОСТ 11708-82 резьба является одним или несколькими равномерно расположенными выступами резьбы постоянного сечения, образованных на боковой поверхности прямого кругового цилиндра или прямого кругового конуса. Другими словами, резьба является сложной поверхностью, образованной при перемещении одного или нескольких резьбовых профилей по винтовой линии на цилиндрической или конической поверхности.

В зависимости от функционального назначения и расположения резьбовых элементов (внутренних и наружных) на детали, выбирают наиболее подходящие методы формирования резьбы и место операции в технологическом процессе. Нарезание резьбы является завершающим процессом, особенно на корпусных деталях, что требует дополнительного внимания, во избежание брака детали. Наиболее сложным является получение внутренней резьбы в отличие от наружной, что приводит к ряду проблем:

1. Пространство под обработку ограничено, свободные полости заполняются стружкой при нарезании резьбы, что приводит к попаданию стружки под инструмент и ухудшению шероховатости, а также может служить причиной заклинивания и поломки инструмента.

2. Диаметр инструмента должен быть меньше или равен диаметру резьбы в зависимости от типа обработки, что сказывается на жесткости инструмента и приводит к отгибу инструмента, вследствие чего на резьбе образуется конусность.

3. Затруднение проникновения СОЖ в зону резания, что ухудшает стружкообразование и стружкоотвод.

С учетом этих проблем при обработке внутренней резьбы существует риск получения резьбы неудовлетворительного качества, имеется возможность поломки инструмента небольших диаметров (до М6) из-за низкой прочности, а также заклинивания и поломки зубьев при попадании стружки под задние поверхности. В этом случае возникает риск испортить деталь при извлечении обломков инструмента. При обработке наружных резьб таких проблем не возникает, вследствие открытой поверхности обработки и возможности использования инструмента большего диаметра, обладающего большей прочностью и жесткостью.

Стоит отметить, что внутренняя резьба в корпусных деталях используется существенно чаще, чем наружная [1].

Исходя из вышеизложенного, исследование фрезерования внутренней резьбы является актуальной задачей с целью уменьшения брака на производстве, особенно при изготовлении дорогостоящих корпусов из труднообрабатываемых материалов.

1.1. Способы изготовления внутренних резьб

В современном производстве резьбу получают разными способами в зависимости от типа изделия, материала и способа изготовления заготовки. Основными методами формирования резьбы в настоящее время являются механические: нарезание и накатывание. Редко встречаются электрохимическая и электрофизическая обработка, формообразующие технологические процессы (литье и прессование) [1, 2].

Методы получения внутренней резьбы были структурированы в работе [1] и представлены на Рисунке 1.1.

По представленной структуре видно, что внутренние резьбы в 99,5 % случаев обрабатываются механическими технологическими процессами. Среди таких процессов чаще всего используют обработку резанием.

Рисунок 1.1.

Технология обработки внутренних резьб [1]

Точение резьбы является самым универсальным способом из перечисленных выше, так как позволяет одним инструментом обработать резьбы разные по шагу и по диаметру в достаточно широком диапазоне, левые и правые резьбы, а также однозаходные и многозаходные на универсальных токарно-винторезных станках, у которых ходовой винт позволяет связать вращение заготовки и перемещение инструмента, а также на токарных станках с ЧПУ. Изготовление резьбы точением на фрезерных станках с ЧПУ возможно с использованием расточной головки с резьбовым резцом. Для повышения производительности способа возможно использование гребенок или набора резцов. Основными преимуществами токарной

обработки резьбы являются универсальность, простая реализация (два рабочих движения), возможность получения резьбы несимметричного профиля.

При токарной обработке внутренних инструмент крепится консольно, и его размер должен быть меньше диаметра резьбы, что негативно сказывается на его жесткости и, следовательно, приводит к отгибу инструмента и уменьшению диаметра резьбы, поэтому для получения качественной резьбы уменьшают подачу, а припуск разбивают на большее число проходов, что отрицательно сказывается на производительности. Это и является основным недостатком точения, особенно при обработке мелкоразмерных резьб.

В настоящее время на производствах в качестве основного способа получения внутренней резьбы используют обработку метчиками. Существует два основных вида работы метчиков: на проход (для гаечных метчиков); за один рабочий ход одним метчиком или комплектом метчиков с выведением инструмента на реверсивном движении. Все описанные виды реализуются посредством двух схем - основной и токарной [1]. Основная схема подразумевает вращение метчика, как главное движение резания и позволяет производить обработку на сверлильном и фрезерном оборудовании. При токарной схеме обработки метчик устанавливается неподвижно, а вращается заготовка, что реализуется на токарных станках.

В настоящее время большое количество производителей, такие как: Sandvik Coromant, Iscar Cutting Tools, Gtihring KG, VARGUS Ltd., Emuge Corporation и др., изготавливают метчики. Почти у каждого производителя метчики представлены в широкой номенклатуре и подходят для обработки широкого спектра типоразмеров резьб и материалов.

Основными преимуществами использования метчиков являются:

+ Простота реализации процесса - возможно использовать на относительно простом оборудовании в автоматическом и ручном режиме.

+ Высокая производительность процесса - при работе современными метчиками из быстрорежущей стали или твердого сплава с

покрытиями, готовая резьба в большинстве случаев получается за один рабочий ход-инструмента.

+ Точность получаемой резьбы достигается метчиками и не требуются дополнительные технологические операции регулировки и подналадки инструментов.

К недостаткам можно отнести следующее:

- Увеличение времени обработки за счет вывода инструмента на реверсе.

- Необходимость использования дополнительного специализированного вспомогательного инструмента.

- Необходимость дополнительных операций для извлечения метчика в случае его поломки.

- Плотное пакетирование стружки в канавке метчика и попадание ее под заднюю поверхность инструмента.

- При обработке резьбы в заготовке из труднообрабатываемых материалов необходимо производить многопроходную обработку комплектом из нескольких метчиков.

Также стоит отметить, что метчики формируют резьбу по генераторной схеме, тем самым на получаемом резьбовой профиле на одной стороне появляются дополнительные неровности, что также ухудшает качество резьбы.

Как отдельные вид метчиков, широко используются бесстружечные метчики, схожие по конструкции, но имеющие другой принцип работы. Бесстружечными метчиками получают резьбу в пластичных материалах методом пластической деформации при вдавливании формирующих кромок в материал и вытеснении его в резьбовые профили. Их режущая часть, в отличие от метчика работает по профильной схеме, улучшает качество поверхности.

Такой тип обработки решает проблемы с расположением стружки в канавках метчика, возникающие при работе метчиков, так как при работе отсутствует стружка. Стоит отметить, что боковые поверхности резьбы упрочняются в процессе обработки, однако образуется специфическая форма вершины резьбы (в

виде «рыбьего рта»), что не позволяет использовать способ при ограничениях по форме резьбы.

Из недостатков стоит отметить, что такой тип обработки требует большого усилия для обработки и использования более мощных станков. Данный способ применяется для пластичных материалов.

Нарезание внутренней резьбы головками используется в массовом производстве для получения резьб с диаметрами в диапазоне от 36 до 200 мм.

Вихревая обработка резьб является высокопроизводительным методом обработки резьб диаметром в диапазоне от 30 до 350 мм и шагом до 8 мм. Для данного метода характерны высокие скорости резания.

Как показано выше, представленные методы нарезания резьбы головками и вихревой обработкой используются для крупногабаритных отверстий.

Протягивание используется для получения резьбы с крупным шагом в сквозных отверстиях для резьб, у которых длина значительно превышает их диаметр. Протягивание используется в крупносерийном и массовой производстве и требует специализированного оборудования и дорогостоящего инструмента.

Шлифование резьбы применяют как точный метод получения резьбы при изготовлении инструментов, калибров и точных деталей машин в малосерийном производстве.

Фрезерование резьбы достаточно давно используется, но до распространения станков с ЧПУ требовало специализированных станков и использовалось, в основном, в массовом производстве, в том числе для удаления больших объемов материала, например при изготовлении червячных фрез. Связано это со сложным движением фрезы для формирования резьбовой поверхности. Сложность движения заключается в одновременном перемещении фрезы вдоль оси отверстия и планетарном движении относительно оси резьбы.

Рассмотрены исследования [3 - 47], посвященные резьбофрезерованию, в том числе силам резания при резьбофрезеровании. Вклад в разработку механических моделей описания процесса фрезерования резьбы внесли Барбашов Ф.А., Виксман Е.С., Гречишников В.А., Древаль А.Е., Зорохович А.А., Косарев В.А., Косарев Д.В.,

Левицкий М.Я., Литвиненко А.В., Мальков О.В., Махров С.А., Никитин В.К., Сайкин С.А., Шашков Е.В., Этин А.О., Araujo A.C., Fromentin G., Poulachon G., Sharma V.S., Lee S.W. и др.

Фрезерование резьбы конкурирует с нарезанием резьбы метчиками благодаря следующим преимуществам [12]:

• обработка отверстий различных диаметров при постоянном шаге нарезаемой резьбы, что сокращает номенклатуру применяемых инструментов;

• использование одного инструмента для нарезания резьбы в глухих и сквозных отверстиях, правой и левой, одно- или многозаходной;

• для обработки внутренней и наружной резьбы, для получения фрезерованием (кроме резьбы) различных фасок в отверстии;

• фрезерование резьбы в большинстве обрабатываемых материалов, в том числе термообработанных (< 60 HRC);

• возможность осуществления обработки без СОЖ;

• повышение стойкости инструмента;

• большая надежность процесса в результате, во-первых, получения мелкой стружки, которая избавляет от решения проблемы ее эвакуации, способствует снижению силы резания и снижению вибраций, что особенно критично при обработке резьбы большого диаметра и резьбы в труднообрабатываемых материалах; во-вторых, возможности корректировки положения инструмента; в-третьих, возможности легкого извлечения сломанного инструмента из отверстия;

• изготовление резьбы полного профиля вплотную к уступу или дну глухого отверстия (без сбега);

• обработка резьбы в асимметричных, невращающихся заготовках;

• высокое качество обработанной резьбы;

• обработка резьбы в тонкостенных деталях, а также при невозможности обеспечения жесткого закрепления;

• возможность комбинирования в пределах одной конструкции различных инструментов с резьбовой фрезой;

• кинематически не связанная с обеспечением шага резьбы частота вращения инструмента, что позволяет назначать необходимую скорость главного движения резания для обеспечения возможности обработки и заданной производительности;

• использование стандартного вспомогательного инструмента (как для обычных фрез);

• отсутствие необходимости в реверсе шпинделя, что снижает вспомогательное время обработки.

В настоящее время широко используются резьбовые фрезы, работающие по кинематической схеме с параллельными осями фрезы и резьбы, реализованные на современных обрабатывающих центрах с ЧПУ. Такая схема описывается программой на станке в несколько этапов, представленных на Рисунке 1.2.

а

б

в

г

д

Рисунок 1.2.

Этапы фрезерования резьбы: а - ускоренный подвод инструмента на длину резьбы; б - подача инструмента в исходную точку траектории резания; в -врезание; г - получение резьбы за один оборот инструмента; д - отвод инструмента на ось резьбы; е - ускоренный вывод инструмента (Вг - главное движение резания; - движение подачи; Ви -движение вдоль оси отверстия)

Представленная схема показывает обработку резьбы на примере работы концевой резьбовой гребенчатой фрезы. Такие фрезы являются наиболее производительными, так как позволяют обработать резьбу на всю длину за один

е

оборот фрезы вокруг оси отверстия, поэтому на этапе подвода инструмента (Рисунок 1.2, а) фреза опускается на всю длину резьбы.

На представленной схеме фреза врезается на глубину фрезерования по круговой траектории (Рисунок 1.2, в). Для этого фреза предварительно смещается в начальную точку траектории (Рисунок 1.2, б). При таком типе врезания дополнительно производят смещение вдоль оси отверстия. Такой тип траектории позволяет избежать резкого увеличения силы в начале резания, что исключает дефекты на получаемой резьбе.

Обработка резьбы производится при одновременном круговом движении фрезы вокруг оси отверстия и смещении вдоль оси отверстия на величину шага резьбы (Рисунок 1.2, г). Выход фрезы осуществляется на представленной схеме, как врезание, по круговой траектории (Рисунок 1.2, д).

Классификация современных резьбовых фрез представлена в Таблице 1.1 на примере фрез из каталога производителя Emuge Corporation.

Таблица 1.1. Типы резьбовых фрез

Цельные фрезы

Сборные фрезы

2

3

4

5

6

8

9

1

По конструкциям режущей части резьбовые фрезы разделяют на однодисковые (Таблица 1.1, 4 и 9) и гребенчатые (Таблица 1.1, 1-3 и 5-8). Однодисковые фрезы производят резьбу в отверстии за несколько оборотов, тем самым являются менее производительными по сравнению с гребенчатыми. Однако

основное преимущество таких фрез - возможность обработки резьб с разными шагами одним инструментом.

Цельные фрезы используют для обработки резьб до М30. Для больших диаметров используют сборные фрезы.

Для уменьшения числа технологических переходов изготавливают комбинированные инструменты, такие как сверло-резьбофрезы (Таблица 1.1, 6) и резьбовые фрезы с вспомогательными кромками для обработки фасок (Таблица 1.1, 5).

Фрезы (Таблица 1.1, 2) служат для обработки конических резьб, а фрезы 3 и 4 используют для обработки глубоких отверстий малых диаметров.

Представленный обзор видов обработки резьбы показал преимущества использования резьбофрезерования на современном производстве и позволил определить основные конструкции резьбовых фрез. Среди видов резьбовых фрез наиболее востребованы твердосплавные гребенчатые концевые фрезы, позволяющие обработать резьбу на всю глубину резьбы за один оборот вокруг оси отверстия.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Карельский Александр Сергеевич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Якухин В.Г. Оптимальная технология изготовления резьб. М.: Машиностроение, 1985. 184 с.

2. Якухин В.Г., Ставров В.А. Изготовление резьбы: Справочник. М.: Машиностроение, 1989. 192 с.

3. Барбашов Ф.А. Резьбофрезерные работы. 2-е изд. Москва: Высшая школа, 1969. 256 с.

4. Древаль А.Е., Мальков О.В., Малькова Л.Д. Резьбообразующий инструмент. Москва: МГТУ имени Н.Э.Баумана, 2016. 54 с.

5. Древаль А.Е., Мальков О.В., Павлюченков И.А., Виноградов Д.В. Определение диаметра резьбообразующей части резьбовых фрез // Наука и образование, № 10, Сентябрь 2015. С. 74-87.

6. Виксман Е.С. Скоростное нарезание резьб и червяков. Москва: Машиностроение, 1966. 83 с.

7. Мальков О.В., Литвиненко А.В. Выбор наружного диаметр резьбовой части сверло-резьбофрезы // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, № 3, Март 1997. С. 79-84.

8. Гречишников В.А, Косарев В.А., Дымов М. С., Косарев Д. В. Математическая модель по оценке исходной инструментальной поверхности при обработке внутренней резьбы // Вестник МГТУ "Станкин". - 2009. - № 4(8). - С. 82-89.

9. Шашков Е.В. Исследование метода резьбофрезерования охватывающими гребенчатыми фрезами: Автореферат дис.. канд. техн. наук. Москва. 1973. 23 с.

10. Никитин В.К., Шведков Л.К., Скородумов Б.А. Вихревое нарезание резьбы в гайках. Москва: Машгиз, 1956. 42 с.

11. Махров С.А. Режущие инструменты с планетарным движением для обработки комбинированных резьбовых отверстий: Автореферат дис.. канд. техн. наук. Москва. 2003. 19 с.

12. Мальков О.В. Основные направления исследования резьбофрезерования и проектирования резьбовых фрез // Инженерный журнал: наука и инновации, МГТУ им. Н.Э. Баумана, №4, Апрель 2016. С. 1-18.

13. Лагойский И. Д. Конусность резьбы при резьбофрезеровании. [Электронный ресурс] // Всероссийская научно-техническая конференция «Студенческая научная весна: Машиностроительные технологии»: материалы конференции, 8-12 апреля, 2019, Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана. - М.: ООО «КванторФорм», 2019.- № гос. регистрации 0321900970.- URL: studvesna.ru?go=articles&id=2456 (дата обращения: 27.09.2022)

14. Головко И. М., Мальков О.В. Моделирование силы резания при резьбофрезеровании // Будущее машиностроения России: сборник трудов Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов, Москва, 2629 сентября 2012 года. - Москва: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 2012. - С. 24-25.

15. Сайкин С.А. Повышение эффективности фрезерования внутренней резьбы в деталях из труднообрабатываемых материалов: Автореферат дисс.... канд. техн. наук. Рыбинск. 2009. С. 16.

16. Araujo A.C., Silveira J.L. A model for micro thread milling operation (MTMO) // CSME FORUM, 2010, PP.1-8.

17. Araujo A.C., Silveira J.L., Jun M.B., Kapoor S.G. and DeVor R. A model for thread milling cutting forces // International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2006, Vol.46 (15), PP.2057 - 2065.

18. Jun M.B.G., Araujo A.C., Modeling of the thread milling operation in a combined thread/drilling operation: Thrilling // Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2010, Vol.132, PP.1-6.

19. Araujo A.C., Fromentin G., Poulachon G. Analytical and experimental investigations on thread milling forces in titanium alloy // International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol.67, 2013, PP.28-34.

20. Araujo A.C., Silveira J.L., Kapoor S. Force prediction in thread milling // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, Vol.26, 2004. №1, PP.82-88.

21. Dornelles dos Santos G., Cardoso F.G., Araujo A.C., Fromentin G. Analysis of the effects on thread milling parameters for internal threads in titanium alloy // CONEM, 2012.

22. Kline W.A., DeVor R.E. The effects of run-out on cutting geometry and forces in end milling // Int. J. of Machine Tool Design and Research, Vol.23, 1983, PP.123140.

23. Lee S.W., Kasten A., Nestler A. Analytic mechanistic cutting force model for thread milling operations // 14th CIRP Conference on Modeling of Machining Operations (CIRP CMMO). Procedia CIRP, 2013, Vol.8: PP.546-551.

24. Lee S.W., Nestler A. Simulation-aided design of thread milling cutter // Procedia CIRP 1, 2012, PP.120-125.

25. Мальков О. В., Головко И.М. Экспериментальное определение модели силы при резьбофрезеровании // Инновации в машиностроении: Сборник трудов Международной молодежной конференции, Юрга, 27-29 августа 2012 года. - Юрга: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2012. - С. 73-77.

26. Wan M., Altintas Y. Mechanics and dynamics of thread milling process //International Journal Of Machine Tools And Manufacture, 2014, Vol.87, PP.1626.

27. Hu Z., Qin. Ch., Shi Z., Tang Y., Zhang X., Zou Y. An effective thread milling force prediction model considering instantaneous cutting thickness based on the cylindrical thread milling simplified to side milling process // The International journal of advanced Manufacturing technology, 2020, Vol. 110, PP. 1275-1283.

28. Matsui Sh., Ozaki N., Hirogaki T., Aoyama E. Investigation of influence of pilot hole on thread mill process based on monitoring results with wireless monitoring holder system // Journal of the Japan society for precision engineering, 2021, Vol.87, № 8, PP.691-697.

29. Moetakef Imani B.M., Abdollahzadeh H., El-Mounayri H. Prediction of thread milling instantaneous cutting forces // CIRP 2nd International Conference on Process Machine Interactions, 2010.

30. Wada T. Tool wear of aluminum/ chromium/ tungsten/ silicon-based-coated solid carbide thread milling cutters in thread tapping of chromium-molybdenum steel // 7th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering, 2016, PP.219-223.

31. Fromentin G., Poulachon G. Geometrical analysis of thread milling-Part 1: Evaluation of tool angles // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2010. Vol.49(1-4), PP.73-80.

32. Fromentin G., Poulachon G. Geometrical analysis of thread milling - Part 2: Calculation of uncut chip thickness // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2010. Vol.49(1-4), PP.81-87.

33. Fromentin G., Poulachon G. Modeling of interferences during thread milling operation // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2010. Vol.49(1-4), PP.81-87.

34. Fromentin G., Araujo A.C., Poulachon G. Geometrical modelisation of thread milling process // M'ecanique & Industries, 2011, Vol.12, PP.469-477.

35. Sharma V.S., Fromentin G., Poulachon G., Brendlen R. Investigation of tool geometry effect and penetration strategies on cutting forces during thread milling // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol.74, 2014, PP.963-971.

36. Левицкий М.Я. Основы резьбофрезерования. Киев: Машгиз. Украинское отд-ние, 1953. 156 с.

37. Левицкий М.Я. Резьбофрезерование. Москва-Киев: Машгиз, 1950. 192 с.

38. Зорохович А.А. Резьбофрезерование и резьбофрезерные станки. Москва: Оборонгиз, 1940. 147 с.

39. Этин А.О. Кинематический анализ методов обработки металлов резанием. Москва: «Машиностроение», 1964. 322 с.

40. Мальков О. В., Головко И. М., Карельский А.С. Теоретический расчет параметров сечения срезаемого слоя при резьбофрезеровании // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2018. - № 10(703). - С. 2436.

41. Косарев В.А. Разработка сборного инструмента для планетарного формообразования отверстий на основе исследования и моделирования процесса. Автореферат дисс.... докт. техн. наук. Москва, 2012. 38 с.

42. Косарев Д.В. Повышение точности формообразования внутренних резьб фрезами с твердосплавными пластинами при планетарном движении инструмента. Автореферат дисс.. канд. техн. наук. Москва, 2010. 23 с.

43. Косарев В.А. Исследование величин срезаемого слоя при планетарном внутреннем резьбофрезеровании // Вестник МГТУ «Станкин», - 2012, -№1(19), - С.32-35.

44. Kosarev V.A, Grechishnikov V.A, Kosarev D.V. Milling internal thread with planetary tool motion // Russian Enginiring research, 2009, Vol.29, № 11, PP.1177-1179.

45. Волков Д.И., Сайкин С.А. Расчет силы резания при фрезеровании внутренней резьбы в жаропрочных сплавах // Вестник Рыбинской Государственной Авиационной Технологической Академии Им. П.А. Соловьева, - 2010, -№1(16), - С.145-150.

46. Сайкин С.А. Технологические возможности метода резьбофрезерования внутренней резьбы гребенчатыми фрезами // Технология машиностроения, -2009, - №8, - С.15-18.

47. Сайкин С.А. Моделирование процесса фрезерования внутренней резьбы в жаропрочных сплавах // Справочник. Инженерный журнал, - 2009, -№4(145), - С.43-47.

48. Полетаев В.А., Волков Д.И. Повышение эффективности обработки цилиндрических поверхностей многолезвийным инструментом // Справочник. Инженерный журнал, - 2001, - №2, - С.25-28.

49. Павлюченков И.А. Разработка системы проектирования резьбовых фрез с учетом обеспечения технологичности их изготовления. Автореферат дисс.... канд. техн. наук. Москва, 2022. 16 с.

50. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Том. 2. Четвертое издание, переработанное и дополненное. Под редакцией кандидатов технических наук А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение. 1986. Т.2. 496 с.

51. Резание металлов / Г.И.Грановский, П.П.Грудов, В.А.Кривоухов и др.; Под ред. В.А.Кривоухова. М.: Машгиз, 1954. 472 с.

52. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2 т. / А.Д.Локтев [и др.]. М.: Машиностроение, 1991. Т.1. 640 с.172

53. Dieter Blank. Verfahren zum Berechnen der Schnittkrafte im theoretischen Vergleich // Maschinenmarkt. 1984. Vol.90, №26. PP.662-663.

54. Зорев Н.Н. Расчет проекций силы резания. М.: Машгиз, 1958. 56 с.

55. Garant Справочник по обработке резанием. Hoffman Group, 2012, 857 c.

56. Ящерицын П.И., Еременко М.Л., Жигалко Н.И. Основы резания материалов и режущий инструмент. Минск, Вышэйшая школа, 1981. 560 с.

57. Кишуров В.М., Криони Н.К., Постнов В.В., Черников П.П. Резание материалов. Режущий инструмент, 3-е изд., перераб и доп. — М.: Машиностроение, 2009. — 492 с.

58. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов - М.: Машиностроение, 1975, 342 с.

59. Филиппов Г.В. Режущий инструмент. Ленинград: Машиностроение, 1981. 392 с.

60. Гурин В.Д. Графическое моделирование составляющих силы резания на ПЭВМ при фрезеровании // Вестник Машиностроения, - 2008, - №211, - С.58-61.

61. Грановский Г.И. Обработка результатов экспериментальных исследований резания металлов. М.: Машиностроение, 1982. 112 с

62. Altintas Y. Manufacturing Automation: Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations, and CNC Design. Cambridge, Cambridge University Press, 2000. 286 P.

63. Lacerda H.B., Lima V.T. Evaluation of cutting forces and prediction of chatter vibrations in milling. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2004, Vol.26, №1, PP.74-81.

64. Y. Altintas, M. Weck, Chatter Stability of Metal Cutting and Grinding, Annals of the CIRP, Vol.53, №2, 2004, PP.619-642

65. J.W. Sutherland, A dynamic model of the cutting force system in the end milling process, Sensors and Controls for Manufacturing, ASME Bound Volume - PED, Vol.33,1988, PP.53-62.

66. S. Smith, J. Tlusty, Update on High-Speed Milling Dynamics, ASME Journal of Engineering for Industry, Vol112, 1990, PP.142-149.

67. J. Tlusty, P. MacNeil, Dynamics of cutting forces in end milling, Annals of the CIRP, Vol. 24, 1975, pp. 21-25.

68. J. Tlusty, F. Ismail, Basic Non-Linearity in Machining Chatter, CIRP Annals, 1981, PP.299-304.

69. A. C. Araujo, P. M. L. C. Pacheco, M. A. Savi, Dynamical analysis of an end milling process, 20th International Congress of Mechanical Engineering, November 15-20, 2009, Gramado, Brazil.

70. Тейлор Ф. Искусство резать металлы. перевод под ред. Панкина А.В. и Левенстрена Л.А. Берлин: Бюро иностранной науки и техники, 1922. 356 с.

71. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностроительных и приборостроительных специальностей ВУЗов. М.: Высшая школа, 1985. 304 с.

72. Бобров В.Ф. Многопроходное нарезание резьб резцом. М.: Машиностроение, 1982. 104 с.

73. Бобров В.Ф. Влияние угла наклона главной режущей кромки инструмента на процесс резания металлов. М.: Машгиз, 1952. 152 с.

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

Ю.А. Розенберг, С.И. Тахман Силы резания и методы их определения. Часть 1. Общие положения. // Курган, 1995. 130 с.

Тиме И.А. Сопротивление металлов и дерева резанию - Санкт-Петербург: Горноучеб. ком., 1870. 143 с.

А.М.Розенберг, Л.А. Хворостухин Твердость и напряжение в пластически деформированном теле // Журнал техн. физики - 1955, - №25(1), С.313-322 Зворыкин К.А. Работа и усислие, необходимые для отделения металлических стружек. М.: «Русская» типо-литография, 1893, 80 с.

Зорев Н.Н. Главная сила резания и новая методика ее расчета - Новые исследования в области резания металлов - М.: Машгиз, 1948, 56 с. Т.Н.Лоладзе Стружкообразование при резании металлов - М.: Машгиз, 1952, 200 с.

M.E. Merchant Mechanics of the Metal cutting process. - Journal of applied Physics 267 (1945), № 6, Vol.1, 16 p.

Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях

инструмента. - Москва.: Машиностроение, 1969. - 148 с.

Окушима, Хитоми. Анализ механики прямоугольного резания и приложения

его к образованию стружки скалывания.//Конструирование и технология

машиностроения, М.: Мир, Серия В, № 4, 1963, - С. 135

Резание металлов (строгание) / сост. А. Брикс, 1896. - 163 с.

Оксли П.Б. Механизм резания металла с переменным напряжением текучести

// Конструирование и технология машиностроения: Труды

Америк.общ.инж.механиков, 1962. № 4. - С. 25-32.

А.М. Розенберг. Резание металлов и инструмент - М.:Машиностроение -1967, - 320 с.

Розенберг А.М., Еремин А.Н. Элементы теории процесса резания металлов -Москва ; Свердловск : Машгиз. [Урало-Сиб. отд-ние], 1956. - 319 с. Силин С.С. Метод подобия при резании металлов - М.:Машиностроение, 1979, 152 с.

88. Г. Л. Куфарев, К. Б. Окенов, В. А. Говорухин. Стружкообразование и качество обработанной поверхности при несвободном резании. - Фрунзе: Мектеп, - 1970, - 170 с.

89. Грубый С.В. Расчет сил резания при обработке пластичных материалов в широком диапазоне толщин срезаемого слоя // Известия вузов. Машиностроение. 2018. №2 (695). URL: https://cyberleninka.ru/artide/n/ raschet-sil-rezaniya-pri-obrabotke-plastichnyh-materialov-v-shirokom-diapazone-tolschin-srezaemogo-sloya (дата обращения: 27.09.2022).

90. Грубый С. В. Расчетные параметры стружкообразования при несвободном косоугольном резании пластичных материалов // Известия вузов. Машиностроение. 2017. №1 (682). URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/raschetnye-parametry-struzhkoobrazovaniya-pri-nesvobodnom-kosougolnom-rezanii-plastichnyh-materialov (дата обращения: 27.09.2022).

91. Ю.А. Розенберг, В.П. Пономарев Резание металлов и технологическая точность в машиностроениии. Часть 1. - Курган: издательсво Курганского Машиностроительного института, 1968, 236 с.

92. Старков В.К. Физика и оптимизация резания материалов. М.: Машиностроение, 2009, 640 с.

93. Рыкунов А.Н. Повышение эффективности тонкого точения исходя из достижимых показателей качества деталей и технологических возможностей процесса. Автореферат дисс.... докт. техн. наук. Рыбинск, 1999. 38 с.

94. Рыкунов А.Н. Триботехнические особенности чистовой лезвийной обработки и их влияние на силу резания // ФИЗИКА, ХИМИЯ И МЕХАНИКА ТРИБОСИСТЕМ - Ивановский государственный университет, 2011, №11, С.123-131.

95. A.G. Mamalis, M. Horvath, A.S. Branis, D.E. Manolakos, Finite element simulation of chip formation in orthogonal metal cutting, Journal of Materials Processing Technology, 2001, Vol.110, PP.19-27.

96. M.H. Dirikolu, T.H.C. Childs, K. Maekawa, Finite element simulation of chip flow in metal machining, Int. J. of Mechanical Sciences, 2001, Vol.43, PP.2699-2713.

97. K. Li, X.L. Gao, J.W. Sutherland, Finite element simulation of the orthogonal metal cutting process for qualitative understanding of the effects of crater wear on the chip formation process, Journal of Materials Processing Technology, Vol.127, 2002, PP.309-324.

98. H. Chandrasekaran, A. Thuvander, Modelling tool stresses and temperature evaluation in turning using finite element method, Machining Science and Technology, Vol.2, PP.355-367.

99. Y.B. Guo, D.W. Yen, A FEM study on mechanisms of discontinuous chip formation in hard machining, Journal of Materials Processing Technology, Vol.155-156, 2004, PP. 1350-1356.

100. J.C. Aurich, H. Bil, 3D Finite Element Modelling of Segmented Chip Formation, CIRP Annals, Manufacturing Technology, Vol.55, №1, 2006, PP.47-50.

101. Малькова Л.Д Разработка научно-методической базы управления энергопотреблением при механической обработке резанием. Автореферат дисс.... канд. техн. наук. Москва, 2019. 16 с.

102. Мальков О.В., Карельский А.С. Моделирование срезаемого слоя при резьбофрезеровании // Известия Вусших Учебных Заведений. Машиностроение, 2017, №9(690), С. 54-64.

103. C. Constantin, E. Strajescu Revision of actual stage in modeling of cutting processes // Proceedings in Manufacturing System, Vol.6, №1, 2011, PP. 11-24.

104. Крагельский И.В. Трение и износ. Изд. 2-е перераб. И доп. М.: Машиностроение, 1968, 480 с.

105. Андреев В.Н. Инструмента для высокопроизводительного и экологически чистого резания. М.: Машиностроение, 2010. - 479 с.

106. Аршинов В.А. Резание металлов и режущий инструмент. М.: Машиностроение, 1964. - 544 с.

107. Кувшинский В.В. Фрезерование. М.: Машиностроение, 1977. - 240 с.

108. Виноградов Д.В. Равномерность фрезерования фрезами с волнистой режущей кромкой // Будущее машиностроения России : Сборник докладов Двенадцатой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов

(с международным участием), Москва, 24-27 сентября 2019 года. - Москва: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет), 2019. - С. 38-41.

109. Баласанян Б.С. Управление переменность силы резания материалов многолезвиным инструментом // Известия Челябинского научного центра, Челябинск, 2002, №4(17), С.72-76.

110. Адмакин М.А.,Баранов М.А., Быченко Д.А. Колебания силы резания при фрезеровании концевыми фрезами // Научный потенциал молодежи и технический прогресс: Материалы II международной научно-практической конференции. - Санкт-Петербург: СПбФ НИЦ МС, 2019. С.21-23.

111. Древаль А.Е., Васильев С.Г., Виноградов Д.В., Мальков О.В. Контрольно-измерительный диагностический стенд для экспериментальных исследований в технологии механической обработки 2014. URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/kontrolno-izmeritelnyy-diagnosticheskiy-stend-dlya-eksperimentalnyh-issledovaniy-v-tehnologii-mehanicheskoy-obrabotki/pdf (дата обращения: 27.09.2022).

112. Мальков О. В. Профилирование зубьев резьбовых фрез с винтовыми стружечными канавками // Машиностроение и компьютерные технологии. 2013. №06. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ profilirovanie-zubiev-rezbovyh-frez-s-vintovymi-struzhechnymi-kanavkami (дата обращения: 27.09.2022).

113. Мальков О.В. Разработка и исследование комбинированного режущего инструмента для обработки отверстий сложного профиля : автореферат дисс.... канд. техн. наук : 05.03.01. - Москва, 1999. - 16 с.

114. Мальков О.В., Павлюченков И.А. Способ формообразования задней поверхности зубьев резьбовых фрез, Патент на изобретение 2732871, Сентябрь 24, 2020.

115. Маслов А.Р., Тивирев Е.Г. Проектирование модульных инструментальных наладок с заданными точностью и жесткостью // Станкоинструмент. - 2022. - № 2(27). - С. 82-86.

116. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М., 1965, 856 с.

117. Мальков О.В. Обеспечение точности резьбы при фрезеровании на этапе проектирования инструмента // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2018. №3 (120). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ obespechenie-tochnosti-rezby-pri-frezerovanii-na-etape-proektirovaniya-instrumenta (дата обращения: 27.09.2022).

118. Карельский А.С. Анализ механики процесса резьбофрезерования // Будущее машиностроения России: Двенадцатая Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов. Сборник трудов. - Москва, 24-27 сентября 2019 г. / Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019. - С.62-63.

119. Выгодский М.Я. Спраочник по высшей математике, издание 12, стереотипное. М.: Наука, 1977, 872 с.

120. Мальков О.В., Степанова М.Ю. Анализ конструктивных параметров резьбовых фрез // Машиностроение и компьютерные технологии. 2015. №7. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-konstruktivnyh-parametrov-rezbovyh-frez (дата обращения: 27.09.202

ПРИЛОЖЕНИЕ

П.1. Эксперимент по резьбофрезерованию гребенчатыми фрезами [49]

Таблица 20. Протокол измерения резьбовых фрез

Маркировка мм /р, мм ^стр мм мм ¿п,мм

К217.15С100200ДК30К 84 29,8 40 0,999 42,278

Я217.15-140100ЛС26К

Я217.14С060125ЛК17К 65,793 18,088 27,166 0,584 -

Я217.14С045100ЛС13К 58,214 13,522 23,872 0,496 21,915

18СЛЯ МТЕС 0807С24 75,952 24,014 33,606 0,18 38,619

1.5180

Уагёех Б2Ь06040Ь154-1 76,485 1,518 2,607 0

0,8180 ТМ УТИ

Маркировка Резьбовой профиль

Рр, мм а, мм Ь, мм Я, мм йх, мм 01,°

Я217.15С100200ЛК30К 1,994 0,183 0,535 1,083 10,02 30,092 30,415

Я217.15-140100ЛС26К

Я217.14С060125ЛК17К 1,246 0,1 0,314 0,731 6 31,02 31,357

Я217.14С045100ЛС13К 1 0,094 0,256 - 5,965 30,497 30,659

18СЛЯ МТЕС 0807С24 1,558 0,3 0,65 1,7 7,972 31,15 29,733

1.5180

Уагёех 82Ь06040Ь154-1 0,809 0,074 0,165 - 5,848 30,497 30,659

0,8180 ТМ УТИ

Маркировка мм а о а, о ^ шт т,°

(вершина) (впадина)

Я217.15С100200ЛК30К 9,501 6,55 8,248 6,088 5 71,36

Я217.15-140100ЛС26К

Я217.14С060125ЛК17К 5,649 9,35 6,385 5,312 4 89,8

Я217.14С045100ЛС13К 4,094 8,55 8,158 7,401 4 90,035

18СЛЯ МТЕС 0807С24 6,389 18,2 9,27 3 71,36

1.5180 3

Уагёех 82Ь06040Ь154-1 3,924 8,55 8,507 7,402 4 90,035

0,8180 ТМ УТИ

Таблица 21. Результаты эксперимента по резьбофрезерованию

ю Составляющие силы резания Угол конусности резьбы

№ г ^ со 2 а "С /), мм Р, мм 1, мм ртах о град » п гтах о "тан > п ртах о гху ср» п 0РЛ Примечания

1 13,9036 129,3481 248,5664 271,4336 — — — —

2 о 16 1 10 132,1631 239,8841 263,4627 — — — —

3 137,3432 260,3004 281,1865 — — — —

4 13,9036 121,8822 228,1541 247,4197 — — — —

5 о" 16 1 10 112,6565 232,5340 247,3302 — — — —

6 104,0687 209,1170 225,2802 — — — —

7 0,047 13,9036 155,2334 261,7054 291,8286 — — — —

8 16 1 10 153,7015 253,7421 287,4535 — — — —

9 121,3014 240,0420 259,3099 — — — —

10 0,062 СП о 148,2955 280,2520 305,6253 — — — —

11 16 1 10 133,6156 261,5487 286,1060 — — — —

12 со 159,4174 266,0430 294,7186 — — — —

№ VO 00 г ^ s S а D, мм Р, мм 1, мм Составляющие силы резания Угол конусности резьбы Примечания

птах о град » п птах о "тан > п птах о гху ср» п 0РЛ в?

13 0,074 13,9036 16 1 10 158,9617 265,3083 287,3643 — — — —

14 146,6310 266,7989 296,3401 — — — —

15 132,0800 265,3829 282,3084 — — — —

16 0,086 13,9036 16 1 10 194,9908 311,3699 352,3782 — — — —

17 155,9908 296,4174 321,2730 — — — —

18 153,0939 294,1716 315,9386 — — — —

19 0,068 13,9036 16 1 4 60,3836 130,3305 136,5158 — — — —

20 57,0905 132,7987 136,9538 — — — —

21 44,2713 133,3649 135,2020 — — — —

22 0,068 13,9036 16 1 14 158,5028 333,7157 353,1460 — — — —

23 112,9849 339,0849 348,8642 — — — Вибрации 360° ...450°

24 103,9155 338,8172 343,2306 — — — Вибрации 180°... 270°

25 0,068 13,9036 16 1 18 164,7478 480,3621 490,8014 — — — Вибрации 180°... 270°, 360°...450°

26 190,3165 475,0324 482,9256 — — —

27 146,2223 399,8677 413,7199 — — —

VO 00 S S Составляющие силы резания Угол конусности резьбы

№ S S г ^ £ а S Q Р, ММ 1, мм ртах о "рад > п ртах о "тан > п ртах о гху ср» п 0РЛ Примечания

28 109,0611 280,4563 287,2330 -0,436 0,251 -0,184 —

29 in о ю со о 16 1 10 92,2306 261,5182 286,8340 -0,28 0,923 0,643 —

30 о" со" 91,2850 271,2649 276,7285 -0,093 0,122 0,029 —

31 95,3932 279,5986 282,1791 0,057 0,115 0,172 —

32 On in О 104,8637 300,4503 303,5919 0,01 0,079 0,089 —

33 о 16 1 10 106,0685 310,4112 313,9492 0 0,279 0,279 —

34 100,9460 299,4756 303,4407 -0,15 0,208 0,057 —

35 123,5287 324,8338 328,9130 0,537 0,014 0,551 Вибрации 180°... 270°

36 00 ю ю со о 16 1 10 140,7966 341,8370 350,6842 0,136 0,15 0,286 —

37 о^ о" со" 137,0969 361,1476 365,7004 0,523 0,05 0,574 —

38 109,5857 342,6121 344,2045 -0,007 -0,115 -0,122 Вибрации 360° ...450°

39 120,8020 337,3640 339,8143 0,229 -0,143 0,085 Вибрации 180°... 270°

40 с-с- ю со о 16 1 10 125,8306 356,1694 360,3194 0,073 -0,043 0,03 —

41 о^ о" со" 130,4889 359,1712 361,4767 0,022 -0,021 0 —

42 134,5747 370,3665 373,4353 0,352 0,022 0,373 Вибрации 360° ...450°

ю

U) Ul

№ VO 00 г ^ Со s S а D, мм Р, мм 1, мм Составляющие силы резания Угол конусности резьбы Примечания

ртах о "рад > п ртах о "тан > п ртах о гху ср» п 0РЛ

43 0,086 13,9036 16 1 10 153,8717 372,3274 379,7901 0,093 -0,072 0,021 Вибрации 180°... 270°

44 136,6893 368,2557 374,5476 0,129 -0,05 0,079 —

45 142,7388 374,2116 378,7072 0,288 -0,458 -0,17 —

46 123,6542 367,6698 370,1882 0,179 0,014 0,193 —

47 0,062 13,9036 24 1 10 121,8494 534,0135 537,0256 0,086 0,15 0,236 —

48 136,4382 586,6592 589,1214 -0,029 0,222 0,193 —

49 151,1324 583,6453 586,6158 0,201 0,072 0,273 —

50 0,062 13,9036 36 1 10 142,1034 679,3254 685,9435 -0,165 0,244 0,08 —

51 138,5553 671,4191 684,2686 0,029 0 0,029 —

52 140,7146 665,5121 679,1882 0,672 0,221 0,893 —

53 0,062 13,9036 16 1 10 246,6400 413,5302 443,0906 0,036 0,05 0,086 —

54 208,0774 383,3228 418,6705 0,201 -0,194 0,007 —

55 197,4943 379,7074 406,4166 0,311 0,043 0,353 —

56 0,062 13,9036 20 1 10 207,1095 549,9530 559,7352 0,193 0,15 0,343 —

57 213,8635 567,4327 577,4995 0,108 0,057 0,165 —

58 198,7098 537,8705 545,4063 0,229 0,057 0,286 —

№ VO 00 S г ^ s s а D, мм Р, мм 1, мм Составляющие силы резания Угол конусности резьбы Примечания

ртах о "рад > п ртах о гтан » п ртах о гху ср» п 0РЛ

59 0,062 13,9036 16 1 5 220,5640 223,4536 293,2489 0,014 0,342 0,356 —

60 218,5114 221,2585 294,8582 0 0,342 0,342 —

61 226,1608 214,0451 293,4141 0,057 -0,038 0,019 —

62 0,062 13,9036 16 1 14 517,0183 435,0005 622,8879 -0,035 0,215 0,18 Вибрации 270° ...360°

63 474,5568 405,0155 559,1012 0,238 0,11 0,348 Вибрации 180° ...270°

64 446,5065 406,3018 544,5072 0,158 од 0,258 Вибрации 180° ...360°

65 378,5149 307,9091 454,6409 -0,339 0,091 -0,249

66 577,1491 552,6907 724,9747 0,124 0,124 0,248

67 0,062 13,9036 16 1 18 591,5501 552,9350 738,2822 0,072 0,082 0,154

68 755,0735 703,8794 927,2184 0,283 0,032 0,315

69 727,6674 662,4443 893,0243 0,204 0,118 0,322

70 0,062 13,9036 16 1 22 733,1949 701,4826 925,5203 0,134 0,096 0,229 Вибрации 90°... 360°

71 0,062 13,9036 30 1 10 127,1891 442,3182 446,1584 0 0,179 0,179

72 121,0952 430,0863 430,5592 0,086 0,113 0,199

73 143,5765 497,3731 498,8504 0,107 0,337 0,444

ю

U)

о

ю 00 Составляющие силы резания Угол конусности резьбы

№ Е г ^ Со £ а "С /), мм Р, мм 1, мм ртах о "рад > п ртах о гтан » п ртах о гху ср» п 0РЛ Примечания

74 сч с- 694,2697 374,0452 790,6645 — — —

75 гч 1Г) о 16 1 10 615,1826 313,6370 692,1151 0,057 0,278 0,336 Попутное фрезерование

76 о 1Г) 436,0979 452,6305 628,4348 0,022 0,057 0,079

77 0,062 с- 132,0811 68,1384 664,5187 -0,04 0,129 0,088

78 гч 1Г) о 16 1 10 98,1173 163,9422 619,4381 -0,194 0,036 -0,158 Встречное фрезерование

79 1Г) 195,7952 94,1090 715,4821 0,207 -0,194 0,013

80 сч о 88,3661 166,7961 499,3935 0,172 -0,022 0,15

81 ю о ю о 16 1 10 113,3082 137,0829 540,4428 — — — Встречное фрезерование

82 о с- 96,4895 156,0890 536,6130 — — —

83 сч о 430,7500 358,3982 478,2725 -0,143 -0,014 -0,157

84 ю о ю о 16 1 10 231,2361 417,1169 472,6285 -0,179 -0,093 -0,272 Попутное фрезерование

85 о с- 193,2485 406,8375 446,6547 — — —

86 гч 1Г) 146,6536 280,9830 295,2480 — — —

87 ю о 00 о 16 1 10 199,9017 249,0211 308,2251 — — — Попутное фрезерование

88 о о 211,2175 224,5978 295,9641 — — —

89 0,062 1Г) 19,1834 92,8662 332,0538 — — —

90 1Г) 00 оГ 16 1 10 24,0278 89,6706 332,1968 Встречное фрезерование

ю 00 2 Составляющие силы резания Угол конусности резьбы

№ Т. г ^ Со £ а /), мм Р, мм 1, мм ртах о "рад > п ртах о "тан > п ртах о гху ср» п 0РЛ Примечания

91 сч о 148,2273 1,3322 718,3687 — — —

92 ю о о о 16 1,5 10 37,8121 -6,2256 658,1889 — — — Встречное фрезерование

93 о 8,6665 26,1602 653,3721 — — —

94 0,062 611,2747 225,4567 640,9026 — — —

95 о о 16 1,5 10 584,1666 315,7518 618,4835 Попутное фрезерование

ю и)

П.2 Экспериментальные данные по моделированию резьбофрезерования

расточной головкой

Таблица 22. Результаты эксперимента по фрезерованию резьбы резцом

№ й1 й Ф Р V ш Pt Pr Pz

1 66 68 48 2 0,04 90 0 45,18754 42,23644 -26,8208

40,64627 40,47427 16,12952

52,32275 50,74613 -13,1155

2 66 68 48 2 0,08 90 0 41,99882 61,71439 15,98028

59,33013 40,34636 8,61591

3 66 68 48 2 0,12 90 0 92,58812 53,36149 8,436806

81,95929 54,00094 7,315897

77,80545 51,5206 8,529865

4 66 68 48 2 0,16 90 0 132,2466 69,12612 8,67561

98,79454 52,89115 7,241746

91,23726 51,79859 5,928568

5 66 68 48 2 0,2 90 0 137,9286 83,79904 7,139478

112,0172 66,16315 5,91874

121,3686 64,75303 9,793272

6 66 68 48 2 0,12 30 0 116,5926 71,28395 14,11937

50,6302 45,78667 16,4899

139,9298 81,10956 19,17986

7 66 68 48 2 0,12 60 0 95,55056 60,10928 8,551237

88,35305 50,74075 4,901305

107,7672 72,81644 8,917967

8 66 68 48 2 0,12 90 0 80,88767 55,8675 10,51726

81,18697 48,43315 10,86254

90,14498 60,88141 9,605

9 66 68 48 2 0,12 120 0 67,3551 38,8076 10,90476

77,11729 50,78766 10,62632

76,26074 51,07883 2,585143

10 66 68 48 2 0,12 150 0 88,19549 59,98838 7,982374

73,72731 64,46282 8,059834

№ Э1 Ф Р V ш Pt Рг Рг

21 50 52 48 2 0,12 90 0 92,58812 53,36149 8,436806

114,0575 84,00393 25,77827

107,0561 59,32325 27,8936

22 58 60 48 2 0,12 90 0 102,2736 70,06914 23,46654

109,1899 80,39467 40,13258

93,26219 63,78053 26,92267

23 66 68 48 2 0,12 90 0 90,40915 62,7908 10,62226

90,33207 55,07624 13,60036

107,0154 94,03614 25,43311

24 74 76 48 2 0,12 90 0 108,9471 122,2955 15,06129

88,56849 60,45644 13,50498

93,07844 84,47295 18,79075

25 83 85 48 2 0,12 90 0 103,0113 66,50058 8,199083

101,7818 71,14111 19,9921

100,9443 88,77735 35,82333

26 67 68 48 1 0,12 90 0 69,96573 59,07473 43,41234

57,12009 44,1242 25,97429

74,29929 71,86961 68,68145

27 66,5 68 48 1,5 0,12 90 0 67,29289 40,38539 11,41458

67,81413 41,67678 15,58197

71,05859 45,39282 16,90588

28 66 68 48 2 0,12 90 0 106,2485 89,07113 38,01361

87,14811 61,13317 9,507576

29 65 68 48 3 0,12 90 0 153,6456 78,5718 17,70115

140,7872 74,91843 17,12767

144,3703 76,60252 17,10359

30 64 68 48 4 0,12 90 0 172,6544 94,77715 14,6516

192,8416 89,28369 29,81903

186,8195 114,8948 32,43997

№__о_ф_р_Бг_V_ш_pt_рг_рг

41 66 68 36 2 0,12 90 0 128,142 78,24717 11,43998

134,9844 103,0191 17,83373

141,1229 101,4573 10,97234

42 66 68 42 2 0,12 90 0 101,3255 69,8879 8,45736

104,6714 67,95529 5,738349

109,4799 70,51693 7,630003

43 66 68 48 2 0,12 90 0 89,72992 49,1346 6,745904

44 66 68 54 2 0,12 90 0 78,67118 57,6959 7,306745

77,09102 53,31652 8,732063

76,2113 51,81653 8,944574

45 66 68 60 2 0,12 90 0 58,84 29,10208 0,607396

59,97831 29,37623 6,135772

58,39489 28,72878 2,335044

46 66 68 48 2 0,12 90 -30 95,97871 65,91805 30,88157

96,23055 68,66387 37,13666

103,1801 76,57846 43,65632

47 66 68 48 2 0,12 90 -15 94,84791 55,05683 22,10796

92,12082 55,21948 22,30837

93,62837 58,0817 20,13326

48 66 68 48 2 0,12 90 0 92,58812 53,36149 8,436806

92,58812 53,36149 8,436806

92,58812 53,36149 8,436806

49 66 68 48 2 0,12 90 15 91,70791 47,05395 -12,6725

90,04217 50,44373 -13,5786

89,61056 54,40456 -17,8792

50 66 68 48 2 0,12 90 30 126,054 41,92191 -43,4002

94,67814 54,04435 -47,2995

101,5952 54,66848 -49,3603

П.3 Акт внедрения резьбовых фрез на ООО «СПЕЦИНСТРУМЕНТ»

Настоящим актом удостоверяется, что резьбовые фрезы диаметром 6 мм с шагом 1,25 мм, изготовленные из твердого сплава, предназначенные для изготовления внутренней резьбы повышенной степени точности М8х1,25-4Н5Н, разработанные в МГТУ им. Н.Э.Баумана и изготовленные в ООО «Специнструмент», внедрены в номенклатуру выпускаемого предприятием резьбовых фрез. Конструкции присвоена маркировка ТМ8х 1,25-6-65.

Расчет геометрических и конструктивных параметров конструкции резьбовой фрезы производился в МГТУ им. Н.Э. Баумана (кафедра «Инструментальная техника и технологии» (МТ2)). Технологическая подготовка и производство резьбовых фрез (в количестве двух экземпляров) производилась на базе ООО «Специнструмент». Испытания резьбовых фрез проведены с использованием технологической базы ООО «КЛиМИН» совместно с МГТУ имени Н.Э. Баумана.

На основании данных предприятия фреза ТМ8х1,25-6-65 позволяет расширить номенклатуру выпускаемых резьбовых фрез в области фрезерования резьбы повышенной степени точности.

МГТУ им. Н.Э. Баумана не имеет финансовых претензий к результатам проведенной работы.

внедрения резьбовых фрез

П.4 Акт производственных испытаний резьбовых фрез на ООО

«СПЕЦИНСТРУМЕНТ»

производственных испытаний резьбовых фрез

Комиссия в составе от ООО «Специнструмент»: начальника цеха ТОЙ Козеева А.Ю., начальника планово-технического отдела Минайлова C.B., старшего контролера ОТК Гуркина P.P. с одной стороны и от МГТУ им. Н.Э. Баумана доцента Малькова О.В., ассистента Павлюченкова И.А., аспиранта Карельского A.C. (кафедра "Инструментальная техника и технологии" (МТ2)) составили настоящий акт испытаний резьбовых фрез.

Цель испытаний: оценка работоспособности и эффективности внедрения резьбовых фрез диаметром 6 мм с шагом 1,25 мм, изготовленных из твердого сплава, в количестве 2 штук в соответствии с рабочим чертежом и предназначенных в соответствии с техническим заданием для обработки внутренней резьбы М8х1,25-4Н5Н в заготовках, изготовленных из стали 40Х.

Коллективом МГТУ им. Н. Э. Баумана в составе доцента Малькова О.В., ассистента Павлюченкова И.А., аспиранта Карельского A.C. (кафедра "Инструментальная техника и технологии" (МТ2)) проведен расчет и проектирование резьбовой фрезы, подготовлена конструкторская документация. В ООО «Специнструмент» проведена технологическая подготовка и производство резьбовых фрез. Испытания резьбовых фрез проведены с использованием технологической базы ООО «КЛиМИН» сотрудниками Мельниковым О.Г. (программист) и Ипатовым М.Р. (наладчик станков с ЧПУ) совместно с МГТУ имени Н.Э. Баумана.

Критерием работоспособности являлась комплексная оценка параметров полученной резьбы резьбовыми калибрами ПР М8х1,25-4Н5Н, НЕ М8х1,25-5Н, ПР-НЕ М8х1,25-6Н, ПР-НЕ М10х1,25-6Н и ПР-НЕ М12х1,25-6Н. Испытания на работоспособность резьбовых фрез проводились с учетом требований ГОСТ 1336-77 па вертикально-фрезерном обрабатывающем центре Haas VF-2SS.

Протокол испытаний резьбовых фрез представлен в приложении 1. Протокол измерений ряда параметров резьбовых фрез представлен в приложении 2.

1. После испытаний на режущих кромках резьбовой фрезы отсутствуют следы выкрашивания, и она пригодна для дальнейшей работы.

2. Резьбовая фреза обеспечивает изготовление внутренней резьбы М8х1,25 при сохранении точности (степени точности - 4Н5Н и 6Н).

3. Испытания показали возможность формирования резьбовых отверстий большего размера (М1 Ох 1,25, М 12x1,25) при сохранении точности 6Н.

4. Точность обработанных отверстий удовлетворяет требованиям ГОСТ 16093-2004.

5. В результате испытаний получено количество резьб в заготовке из Д16Т - 6 шт. (3 шт. при попутном фрезеровании, 3 шт. при встречном фрезеровании), в заготовке из стали 40Х - 7 шт. (3 шт. при попутном фрезеровании, 4 шт. при встречном фрезеровании).

6. Испытания показали, что резьбовая фреза ТМ8х1,25-6-65 является перспективным инструментом для обработки резьбы повышенной степени точности (4Н5Н) и рекомендуется к внедрению в номенклатуру выпускаемых в ООО «Специнструмент» резьбовых фрез для расширения области их использования.

Ч.Э. Баумана

Выводы:

Мальков О. В. Павлюченков И. А. Карельский А. С.