The effect of the circular feed on the surface roughness and the machining time

Abstract

The surface roughness is analysed in different feeds and turning procedures (rotational and conventional) in this paper. Cutting experiments were made on different cutting speeds and feed rates with 2 cutting tool with helical edge geometry and 1 traditional turning tool. The measured 2D surface roughness values were compared between the different cutting tools. The benefit of the circular feed application is showed by the decrease of roughness parameters and machining time.

Метою даної роботи є аналіз значень шорсткості і часу обробки при різанні циліндричних поверхонь з різною кінематикою і геометрією крайок (обертальне і поздовжнє точіння). В даному дослідженні експериментальні роботи проводилися на обробному центрі Perfect-Jet MCV-M8. Різальний інструмент затискається на столі верстата, а експериментальна заготовка фіксується в тримачі інструменту. Швидке обертання шпинделя забезпечувало основний рух різання, в той час як керований ЧПУ круговий рух інструменту навколо заготовки, що обертається під час обробки, здійснював рух вторинної подачі. Порівняння різних інструментів дозволяє зробити наступні висновки. Обробка з подачею 0,1 мм дала майже однакові значення Ra для трьох різальних інструментів, проте виміряні параметри Rz показали відмінності. Середня висота профілю від піку до западини була найменшою при традиційному точінні, а після обробки з обертальним точінням результати були в 1,5 рази вище. Цей результат було отримано тому, що на цій подачі важлива не геометрія різального інструменту в створенні текстури поверхні, а вторинні деформації, структура матеріалу і т.п. Однак порядок різальних інструментів змінюється при подачі 0,2 мм. Найменша шорсткість була досягнута інструментом B, а інструмент C -– найгіршим. З цієї подачі геометрія різальної крайки починає грати більш важливу роль в текстурі поверхні. На 0,4 мм, 0,6 мм і 0,8 мм припадають найнижчі значення шорсткості, виміряні на поверхнях, оброблених за допомогою інструменту A, в той час як найвища шорсткість досягається за допомогою інструменту C. Також можна бачити, що результати обробки за допомогою інструменту C можуть бути досягнуті з подачі майже в 2 рази вище для інструменту B і в 3 рази вище для інструменту A. Це означає, що обертальне точіння більш ефективне: за той же період можна обробити більше поверхонь. Видно, також, що для виготовлення особливо гладких поверхонь (Ra <0,4 мкм, Rz <3,5 мкм) потрібно більше часу (таким чином, подача 0,1 мм). Однак для отримання чистової поверхні (Ra <1,0 мкм, Rz <6,0 мкм) обертальне точіння вимагає вдвічі менше часу обробки, ніж традиційне. Різниця між співвідношенням подач і часом обробки викликана більш високим необхідним часом припрацювання і вибігання при круговій подачі.