Теоретичне та експериментальне обґрунтування ефективних технологій високошвидкісної механічної обробки

Abstract

Розроблено уточнену математичну модель визначення умовного напруження різання під час лезової обробки на основі встановлення аналітичної залежності для визначення умовного кута зсуву оброблюваного матеріалу. Показано, що у його формуванні переважає радіальна складова сили різання, яка й приводить до його значного зменшення (у 1,5 разів) щодо розрахункових значень, отриманих за відомими аналогічними залежностями. Це дозволило уточнити розрахунок параметрів силової та теплової напруженостей механічної обробки й обґрунтувати умови їх зниження шляхом зниження інтенсивності тертя в зоні різання. На основі проведених експериментальних досліджень технологічних операцій механічної обробки складнопрофільної формуючої оснастки для харчової промисловості встановлено, що в умовах лезової обробки енергоємність та максимальна температура різання приймають значно менші значення, ніж при шліфуванні. Отже можливості підвищення продуктивності за умов забезпечення високої якості обробки при шліфуванні дуже обмежені. Для цього потрібно застосовувати сучасні технології високошвидкісної лезової обробки на високообертових металорізальних верстатах із ЧПУ типу "оброблювальний центр", які, як установлено у роботі, характеризуються надзвичайно високими технологічними можливостями.

A refined mathematical model for determining the conditional cutting stress during blade processing has been developed based on the establishment of an analytical dependence for determining the conditional shear angle of the processed material. It is shown that its formation is dominated by the radial component of the cutting force, which leads to its significant decrease (by 1.5 times) compared to the calculated values obtained according to known similar relationships. This made it possible to clarify the calculation of the parameters of mechanical processing power and thermal stresses and substantiate the conditions for their reduction by reducing the intensity of friction in the cutting zone. On the basis of the conducted experimental studies of the technological operations of mechanical processing of complex-profile forming equipment for the food industry, it was established that in the conditions of blade processing, the energy intensity and the maximum cutting temperature take much lower values than during grinding. Therefore, the possibilities of increasing productivity under the conditions of ensuring high quality processing during grinding are very limited. For this, it is necessary to apply modern technologies of high-speed blade processing on high-speed CNC metal cutting machines of the "machining center" type, which, as established in the robot, are characterized by extremely high technological capabilities.