Микрорельеф поверхности, достигаемый при фрезеровании авиационных материалов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Балла Олег Михайлович

Приведены результаты исследования микрорельефа, формируемого при фрезеровании торцовыми и концевыми фрезами. В результате экспериментальных работ обоснованы требования к инструменту как по точности, так по применяемым инструментальным материалам.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Балла Олег Михайлович

Текст научной работы на тему «Микрорельеф поверхности, достигаемый при фрезеровании авиационных материалов»

Микрорельеф поверхности, достигаемый при фрезеровании авиационных материалов

Для обоснования технических требований к режущему и вспомогательному инструментам для современных станков с ЧПУ были выполнены экспериментальные работы по исследованию шероховатости обработанной поверхности при концевом и торцовом фрезеровании. Экспериментам,ьные работы выполнялись на станке мод. ФП17МН при фрезеровании сплавов В95ПЧ, ВТ20, ВТЗ-1и закаленной ста\и ЗОХГСА (бв=1100. 1300 МПа). В качестве инструмента были использованы специальные торцовые и концевые фрезы. Геометрические параметры фрез соответствовали требованиям обработки указанных материалов. Для уменьшения биения режущих кромок торцовые фрезы были оснащены комплектами селективно отобранных пластин. Торцовое и радиальное биение режущих кромок не превышало 0,015. 0,020 мм. Концевые фрезы после заточки имели биение режущих кромок, в том числе и по радиусу не более 0,01мм. Рабочие поверхности фрез и неперетачивае-мых пластин имели шероховатость обработанной поверхности ^ ==0,8 мкм. Шероховатость обработанной поверхности измеряли на профилографе-профилометре мод. 201. Полученные результаты приведены на рис. 1-6.

Дополнительно были выполнены работы для определения зависимости качества обработанной поверхности от применяемых инструментальных материалов. Полученные результаты приведены на рис. 7, 8,

Рис. 1. Зависимость шероховатости от числа зубьев концевой фрезы: 0=40 мм, 3=60 мм, п=998 мин'1, S¿=0,12 мм/зуб, t=10 мм, обрабатываемый материал В95ПЧ, материал режущей части ВК8, биение режущих кромок 0 fil мм

% торец ««=@=«® радиус -- —цилиндр

Рис. 2. Зависимость шероховатости от числа зубьев концевой фрезы: 0=40 мм, 8=50 мм, п-248 мин1, 8г=0,12 мм/зуб, t=10 мм, обрабатываемый материал ВТ20, материал режущей части ВК8, биение режущих кромок 0 fil мм

Рис. 3. Зависимость шероховатости от биения режущих кромок торцовой фрезы: 0-125 мм, В=50 мм, п=998 мин'1. $¿=0,12 мм/зуб, Ы1 мм, 2=4, обрабатываемый материал В95ПЧ, материал режущей части ВКб ОМ

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

0,15 0,2 0,25 Sz, мм/зуб

Рис. 4. Зависимость шероховатости от подачи на зуб при фрезеровании титановых сплавов: 0=60 мм, В=30 мм, п=362 мин'1, Ы2 мм , г=4,11=4,76 мм, материал режущей части ВК6 ОМ, обрабатываемый материал ВТ20

Рис. 5. Зависимость шероховатости от биения режущих кромок торцовой фрезы: 0=60 мм, В=30 мм,п=362 мин'1,1=2 мм ¿=4, й=4,76 мм, материал режущей части ВК6 ОМ, обрабатываемый материал ВТ20

ОР6М5 ШР18 Р9К5 □ ВК8 Ш В Кб ом ИВП322

Рис. 6. Зависимость шероховатости от материала рабочей части фрезы: 0 = 40 мм, В=60 мм, п=998 мин'1, 52 = 0,10 мм/зуб, 2=3, \=2 мм, обрабатываемый материал В95ПЧ

Рис. 7. Зависимость шероховатости от материала рабочей части фрезы: 0= 60 мм, В=30 мм, п=362 мин'1. \-2 мм ¿=4, и-4,76 мм, обрабатываемый материал ВТ20

ЕЗТ14К8 Ш ВП322 ОВОКбО □ композитЮ

Рис .8. Зависимость шероховатости от материала рабочей части фрезы: 0= 60 мм, В=30 мм, п=362 мин'1, 1=2 мм ¿=4, й=4,76 мм, обрабатываемый материал - ЗОХГСА (6В=1100. 1300МПа)

Экспериментальные работы показали, что повышение точности инструментальных наладок позволяет значительно снизить формируемую высоту микронеровностей и тем самым сократить объемы зачистных работ.

Дополнительно установлено, что при чистовом фрезеровании алюминиевых сплавов увеличение числа зубьев также способствует повышению качества обработанной поверхности за счет повышения равномерности фрезерования. Увеличение числа зубьев при чистовом фрезеровании деталей из алюминиевых сплавов возможно для условий фрезерования когда ш > со'. Для титановых сплавов зависимость шероховатости обработанной поверхности от биения режущих кромок имеет аналогичный характер, но для радиусных режущих кромок носит экстремальный характер, в зависимости от толщины среза, что связано с особенностями работы торцовых фрез с радиусными режущими кромками. Дополнительно была установлена зависимость шероховатости обработанной поверхности от применяемых инструментальных материалов. В целом можно констатировать, что увеличение теплопроводности инструментальных материалов, соотношение твердости инструментального и обрабатываемого материалов, а также применение особомелкозернистых твердых сплавов способствуют повышению качества обработанной поверхности. Необходимо отметить, что результаты экспериментальных работ подтвердили необходимость пересмотра технических требований как к режущему, так и к вспомогательному инструментам, особенно для станков с ЧПУ.