Computer modelling power load of face mills with cylindrical rake face of inserts in machining difficult-to-cut materials

Abstract

Вирішено задачу визначення силових характеристик процесу торцевого фрезерування шляхом комп’ютерного моделювання в середовищі DEFORM 3D. Досліджено вплив форми передньої поверхні круглих ножів торцевих фрез на площу контакту стружки з передньою поверхнею ножа, умови стружковідведення, динамічні силові навантаження як під час входу ножів у заготовку, так і після врізування. Підтверджується доцільність використання ножів із циліндричною передньою поверхнею в конструкції торцевих фрез, оскільки це зумовлює зменшення площі контакту стружки з передньою поверхнею ножа та покращення умов стружковідведення, в результаті чого забезпечується зменшення динамічного силового навантаження на ножі, як у момент врізування в заготовку, так і під час різання. Оскільки застосування генераторної схеми різання для торцевих фрез з циліндричною передньою поверхнею ножів накладає обмеження по глибині різання, то для умов оброблення з глибиною різання понад 1 мм запропоновано ступінчасту схему різання. За допомогою комп’ютерного моделювання процесу фрезерування плоских поверхонь деталей із загартованої високоміцної сталі й титанового сплаву визначаються силові характеристики для умов роботи ступінчастою торцевою фрезою з циліндричною передньою поверхнею ножів та стандартною фрезою з круглими пластинами. Для ступінчастої фрези підтверджується зменшення як ударних навантажень під час врізування ножа, так і середніх значень складової Pz сили різання порівняно зі стандартною фрезою для різних оброблюваних матеріалів. Зменшення крутного моменту від дії складової Pz створює передумови до зменшення ефективної потужності привода головного руху верстата, що може бути використане для оброблення зі збільшеними глибинами різання на верстатах малої потужності. Це може бути ще одним напрямом підвищення ефективності торцевого фрезерування важкооброблюваних матеріалів.