Experimental study on surface roughness of face milled parts with round insert at various feed rates

Abstract

In the present paper, the variation of surface roughness of machined parts during symmetrical face milling is investigated. During this experimental work, the effect of using a milling insert with a round geometry under various feed rate values on the topography of milled parts is examined. For that purpose, both 2D and 3D surface roughness measurements were performed in three planes parallel to the feed direction, with one of the planes being on the symmetrical plane and the other two being at the same distance from it but in opposite sides. The analysis of the experimental results indicated that although surface roughness increases gradually with increase of feed rate, a considerable increase of surface roughness occurs for feed rate values over 0.4 mm/tooth. Moreover, the overall higher surface roughness values were found to be on the symmetrical plane, which was also more affected by the increase of feed rate than the other two planes.

У даній роботі досліджується зміни параметрів шорсткості поверхні оброблюваних деталей при симетричному торцевому фрезеруванні. В ході цієї експериментальної роботи досліджується вплив використання фрезерної пластини з круглою геометрією при різних значеннях швидкості подачі на топографію фрезерованих деталей. Для цієї мети були виконані як двомірні, так і тривимірні вимірювання шорсткості поверхні в трьох площинах, паралельних напрямку подачі, причому одна з площин перебувала на симетричній площині, а дві інші перебували на тій же відстані від неї, але в протилежних сторонах. Експериментальні випробування в цій статті були проведені відносно торцевого фрезерування заготовок з нормалізованої вуглецевої сталі марки С45, з використанням однієї ріжучої пластини при різних значеннях швидкості подачі. 2D і 3D вимірювання шорсткості були виконані на тривимірному пристрої вимірювання шорсткості поверхні AltiSurf 520, і для виконання вимірювань використовувався конфокальний хроматичний датчик. Відмінності в топографії поверхні фрезерованих заготовок при різних швидкостях подачі полягають в тому, що форма канавок вказує на місце розташування кожного вимірювання, так як канавки у формі дуги зустрічаються на стороні входу і виходу, тоді як на симетричній площині утворюються майже прямі канавки. Однак відмінності в розмірах канавок важливіші для якості поверхні. Різниця між профілями полягає не тільки в висоті профілю, яка значно більше в разі fz = 0,8 мм / зуб, але також в відстані між мікроканавками, сформованими на поверхнях. Кінематика процесу торцевого фрезерування безпосередньо впливає на форму профілю, причому більш висока швидкість подачі призводить до більшої відстані між сусідніми канавками, а також до більшої висоти профілю. У випадку з найнижчою швидкістю подачі тривимірний профіль виглядає менш гладким, оскільки нерівності поверхні можна порівняти з розмірами канавок, тоді як для більш високих швидкостей подачі, коли канавки стають глибшими і відстань між ними збільшується, ці нерівності стати менш значущими.