Ерзин Олег Александрович, к.т.н., доцент кафедры «Промышленная автоматика и робототехника»
300012, г. Тула, пр. Ленина, 92
Oleg A. Erzin, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Industrial Automation and Robotics
92, Lenina pr., Tula 300012
Васин Сергей Александрович, д.т.н., профессор, профессор-консультант кафедры «Технология машиностроения»
300012, г. Тула, пр. Ленина, 92
Sergey A. Vasin, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor-Consultant of the Department of Mechanical Engineering Technology
92, Lenina pr., Tula 300012
Клентак Анна Сергеевна, к.т.н., доцент, доцент кафедры «Теплотехника и тепловые двигатели»
443086, г. Самара, Московское шоссе, 34
Anna S. Klentak, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Thermal Engineering and Heat Engines
34, Moskovskoye shosse, Samara 443086
Цель – оптимизация условий резания путем управления кинематическими углами режущего инструмента при обработке фасонных поверхностей и технологически обусловленном изменении режимных параметров процесса резания. Объектом исследований явились условия резания при обработке фасонных поверхностей, их влияние на режимные параметры процесса резания, кинематические углы режущего инструмента (передний и главный в плане) и наклона режущей кромки. При построении математических моделей использовались методы теории резания, теоретической механики и термодинамики. Проведенный анализ геометрии лезвия режущего инструмента как в статике, так и в кинематике показал, что изменение угловых координат передней поверхности лезвия при различных условиях резания в процессе выполнения технологических операций требует внедрения управляемых осей поворота. Эти оси должны регулировать основные углы лезвия: главный, передний и угол наклона режущей кромки. При заглублении инструмента более 85% кинематические углы интенсивно изменяются даже при относительно небольших погрешностях его установки. Предложено ввести управляемые оси поворота передней поверхности лезвия режущего инструмента по ее основным углам: главному, переднему и углу наклона режущей кромки. Показано, что кинематические углы интенсивно изменяются даже при относительно небольших погрешностях его установки. Выявлено, что данные углы конструктивно ограничивают диапазон регулирования переднего угла режущего инструмента в связи с недопустимым уменьшением заднего угла, необходим их учет при расчете силовых характеристик процесса резания. Таким образом, для решения проблемы стабилизации кинематических углов режущего инструмента нужно разрабатывать новые методы и технологии, которые позволят более точно контролировать кинематические параметры в процессе резания. Важно учитывать влияние различных факторов, таких как материал обрабатываемой детали, тип режущего инструмента и режимы резания.
This study aims to optimize cutting conditions by controlling the working angles of cutting tools when machining shaped surfaces and changing operating parameters of the cutting process for technological reasons. The study object includes cutting conditions for machining shaped surfaces, their influence on the operating parameters of the cutting process, the working angles of cutting tools (rake angle and lead angle), and cutting edge inclination. When developing mathematical models, we used methods of the theory of cutting, analytical mechanics, and thermodynamics. Static and kinematic geometry analysis of a blade in a cutting tool showed that changes in the angular coordinates of the front surface of a blade require the introduction of controlled rotation axes when conducting technological operations under different cutting conditions. These axes should control the main blade angles, i.e., lead angle, rake angle, and cutting edge inclination. With more than 85% of the tool penetration, the working angles considerably change even when its installation errors are relatively small. It is proposed to introduce controlled rotation axes of the front surface of a blade in a cutting tool by its main angles, i.e., lead angle, rake angle, and cutting edge inclination. It is shown that working angles considerably change even when its installation errors are relatively small. The study revealed that these angles constructively limit the regulation range of the rake angle of a cutting tool due to the impermissible reduction of the back relief angle; these angles should be taken into account when calculating the power characteristics of the cutting process. Thus, in order to solve the problem of stabilizing the working angles of cutting tools, new methods and technologies should be developed, which would make it possible to control kinematic parameters in the cutting process more accurately. It is important to take into account the influence of various factors such as workpiece material, cutting tool type, and cutting conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.