Preliminary analysis of surface topography in tangential turning

Abstract

Among the productivity-increasing high feed turning procedures, the tangential turning is studied in this paper. Our main focus was a preliminary analysis of the machined surface topography by the DoE method. To achieve this goal 2 kinds of cutting speed, feed and depth of cut were chosen as factors which are influence the surface topography, resulting in 8 experimental setups. After the cutting experiments 2D profile measurements and shape error measurements were done. In this paper the Ra, Rz parameters of the roughness profile, Wa, Wz parameters of the waviness profile and the straightness error were analysed in more depth. We determined their alteration as a function of the studied parameters and designated our further research directions.

Різні цілі можуть бути досягнуті дослідниками та інженерами-розробниками шляхом вивчення та коригування виробничих процесів та систем. При обробці зовнішніх циліндричних поверхонь різними методами та варіантами можна отримати поверхні з використанням великих подач. Серед них у цій статті аналізується тангенціальне точіння, де конструкція ріжучого інструменту та кінематика обробки відрізняються від традиційного поздовжнього точіння. Інструмент рухається по дотичній до заготівки, а лінійна ріжуча кромка нахилена до руху подачі (зазвичай 30-60 °). Тангенціальне точіння дозволяє обробляти обертально-симетричні фасонні поверхні з правильним профілем крайки, у тому числі під час виготовлення зовнішніх циліндричних поверхонь. Стійкість інструменту значно вища, ніж при традиційній токарній обробці завдяки іншій геометрії та кінематиці. Зношування інструменту відбувається по всій ріжучій крайці. Дослідження складалося з двох частин: експериментів з різання та визначення рівнянь, що описують аналізований процес. Робота виконувалася на верстаті, здатному виробляти тангенціальний рух подачі, з використанням методів планування експериментів. Після експериментів було проведено необхідні виміри. У цій роботі автори мали намір проаналізувати профілі шорсткості і хвилястості, і навіть помилку прямолінійності, оскільки ці величини добре описують точність циліндричної поверхні. Дослідження показали, що зменшення вдвічі глибини різання не показує жодних змін у профілі шорсткості. Зменшення вдвічі швидкості різання та подачі у досліджуваному діапазоні призводить до різних профілів, а це означає, що на перший план має вийти інший метод формування поверхні. Зміна швидкості подачі показала менш значну зміну шорсткості поверхні. Це спричинено зміною методу генерації слідів інструменту. Вища подача та швидкість різання призводять до меншої хвилястості. За результатами дослідження автори зробили такі висновки: більш висока швидкість подачі та швидкість різання в аналізованому діапазоні призвели до поліпшення шорсткості поверхні та скорочення часу обробки. Глибина різання переважно впливає на точність форми. Слід вивчити інші параметри помилки форми (наприклад, похибка циліндричності). Необхідні подальші експерименти з вищими швидкостями різання та подачею.