Актуальність теми дослідження. При шліфуванні циліндричних деталей на фінішних операціях через нерівномірний знос інструмента відбувається погіршення вихідної точності обробки. Постановка проблеми. Кінцева точність деталей забезпечується доводочними операціями. При використанні схеми круглого шліфування спостерігаються значні температурні навантаження та нераціональне розподілення зрізуваного шару вздовж кромки інструмента та його нерівномірний знос. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Відомі способи глибинного шліфування зі схрещеними осями інструмента та циліндричної деталі, де кут орієнтації інструмента вибирається з умови досягнення найбільшої продуктивності обробки. З огляду на великі припуски на обробку температура в зоні шліфування досягає значних величин, що викликає зміну фізико-механічних властивостей поверхневого шару деталі. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Нині не розроблено метод однопрохідного доводочного шліфування циліндричних деталей, що забезпечує необхідну точність фінішної обробки одночасно з досягненням максимальної продуктивності. Постановка завдання. Розроблення нового способу однопрохідного доводочного шліфування циліндричних деталей орієнтованим інструментом. Створення загальної модульної 3D моделі різальної поверхні шліфувального круга, процесу формоутворення та зняття припуску. На базі запропонованої моделі визначити основні характеристики процесу обробки. Виклад основного матеріалу. Розроблено новий спосіб однопрохідного доводочного шліфування циліндричної поверхні орієнтованим шліфувальним кругом. При цьому орієнтація інструмента визначається з умови повного завантаження різальної кромки та переважно залежить від припуску на обробку й висоти шліфувального круга. Оптимальна осьова подача вибирається з умови досягнення необхідної геометричної точності поверхні, а збільшення продуктивності обробки досягається за рахунок підвищення швидкості обертання деталі. Для нового способу однопрохідного доводочного шліфування розроблені модульні 3D моделі процесу формоутворення та зняття припуску. Запропонована методика визначення одиничних сил різання та питомої продуктивності обробки. Висновки відповідно до статті. Запропоновано новий спосіб однопрохідного доводочного шліфування поверхні циліндричного валика орієнтованим абразивним інструментом. Розроблені модульні 3D моделі зняття припуску та формоутворення.

Об'єктом дослідження є процес фрезерування зі схрещеними осями циліндричної поверхні та інструмента. Під час проведення досліджень були застосовані загальні модульні тривимірні моделі інструментальної поверхні, процесів зняття припуску та формоутворення циліндричної поверхні на базі трьох уніфікованих модулів: інструментального, формоутворення та орієнтації. Також використовувалось комп'ютерне моделювання для побудови тривимірної моделі процесу фрезерування циліндричної поверхні орієнтованим інструментом. Створена графічна схема фрезерування циліндричної поверхні орієнтованим інструментом. Розроблені циліндричний модуль формоутворення поверхні інструменту, який описується добутком матриць переміщень вздовж відповідних осей, та поверхня обробленої деталі, представлена добутком радіуса вектора інструмента та модуля її орієнтації в системі координат вала. Отримано графік розподілу питомої продуктивності процесу фрезерування вздовж профілю зуба інструмента при обробці зі схрещеними осями фрези та деталі. Аналіз вказаного графіка показав, що спосіб фрезерування орієнтованим інструментом дає можливість підвищити точність процесу формоутворення за рахунок рівномірного зносу інструмента. Також було визначено кут схрещення циліндричної поверхні та інструмента, величина якого приймається із умови забезпечення максимального зняття шару матеріалу при рівномірному завантаженні торцевої частини фрези. Для цього розроблено тривимірну модель процесу фрезерування циліндричної поверхні зі схрещеними осями інструменту та деталі, при якому чорнове фрезерування здійснюється торцевою частиною інструмента, а чистове -периферійною. В ході проведених досліджень визначено, що при чистовому фрезеруванні величина кута повороту фрези приймається із умови забезпечення повного завантаження периферійної частини фрези. Підвищення ефективності обробки досягається за рахунок схрещення осей інструмента та деталі, що дає можливість програмувати точку схрещення, та рівномірного зносу фрези, що підвищує якість обробленої поверхні. Також для забезпечення підвищення продуктивності обробки можливе застосування високошвидкісного фрезерування. Ключові слова: фрезерування зі схрещеними осями, орієнтована фреза, модульне тривимірне моделювання, кут схрещення, циліндрична деталь.

No abstract

Актуальність теми дослідження. Під час процесу шліфування орієнтованим кругом на інструмент діють сили різання від абразивних зерен. Визначення сил різання в зоні шліфування дає можливість вибирати оптимальні режими обробки. Постановка проблеми. На кінцевий результат обробки циліндричної поверхні вала впливають різноманітні фактори, які, у свою чергу, залежать від абразивного круга. Орієнтація абразивних зерен в інструменті впливає на величину та напрямок сил різання під час обробки. Під час круглого шліфування розподіл зрізуваного матеріалу вздовж кромки круга та його знос відбуваються не раціонально. Аналіз останніх досліджень та публікацій. Існують способи глибинного шліфування зі схрещеними осями абразивного круга та деталі, в яких кут орієнтації різального інструменту вибирається залежно від найбільшої продуктивності процесу шліфування. Для визначення сил різання застосовують два методи: емпіричний та розрахунково-експериментальний. Створено метод однопрохідного чистового шліфування гладких циліндричних поверхонь, який забезпечує високу точність обробки. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Відсутність дослідження сил різання, що виникають у процесі чистового шліфування циліндричної поверхні вала. Постановка завдання. Розробка загальної модульної 3D моделі поверхонь шліфувального круга та деталі, процесу формоутворення та заняття припуску, при шліфуванні циліндричної поверхні вала. Створення 3D моделі процесу різання деталі одиничним абразивним зерном при чистовому шліфуванні. Визначення розподілу сил різання від різальних та деформуючих кромок у відповідних площинах абразивного зерна. Виклад основного матеріалу. Для способу чистового шліфування циліндричної поверхні вала орієнтованим шліфувальним кругом розроблені математичні 3D моделі поверхні шліфувального круга та деталі. Створені моделі зняття припуску та формоутворення. Створено 3D модель процесу різання деталі одиничним абразивним зерном. Визначено розподіл сил різання від різальних та деформуючих кромок у відповідних площинах абразивного зерна. Висновки відповідно до статті. Створені модульні 3D моделі поверхонь шліфувального круга та деталі, зняття припуску та формоутворення при чистовому шліфуванні циліндричної поверхні вала. Розроблена 3D модель процесу різання одиничним абразивним зерном та визначено розподіл сил різання від різальних та деформуючих кромок у відповідних площинах абразивного зерна.