Панданна зона різального інструмента та деталі

У панданной зоні різалього інструменту і деталі спостерігається руйнування надлишкової маси заготівки і торкання деталі вимірювальними інструментами. Обгрунтовано явище виникнення панданной зони різальних інструментів в металообробці....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Скицюк, В.І., Діордіца, І.М., Вайнтрауб, М.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2011
Назва видання:	Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
Теми:	Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63307
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Панданна зона різального інструмента та деталі / В.І. Скицюк, І.М. Діордіца, М.А. Вайнтрауб // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 560-564. — Бібліогр.: 2 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-63307
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-633072014-06-01T03:02:31Z Панданна зона різального інструмента та деталі Скицюк, В.І. Діордіца, І.М. Вайнтрауб, М.А. Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности У панданной зоні різалього інструменту і деталі спостерігається руйнування надлишкової маси заготівки і торкання деталі вимірювальними інструментами. Обгрунтовано явище виникнення панданной зони різальних інструментів в металообробці. В панданной зоне режущего инструмента и детали наблюдается разрушение избыточной массы заготовки и касание детали измерительными инструментами. Обосновано явление возникновения панданной зоны режущих инструментов в металлообработке. The pandanic zone of the pair of cutting tool and detail is the zone of processes of occurring of break-up of excess mass as well as of processes of touching of detail with the measuring instruments. The purpose of this work is substantiation of the event of generation of pandanic zone of typical cutting tools duiring the process of treating metals. 2011 Article Панданна зона різального інструмента та деталі / В.І. Скицюк, І.М. Діордіца, М.А. Вайнтрауб // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 560-564. — Бібліогр.: 2 назв. — укр. 2223-3938 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63307 620.179.14.(088.8) uk Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности
spellingShingle	Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Скицюк, В.І. Діордіца, І.М. Вайнтрауб, М.А. Панданна зона різального інструмента та деталі Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
description	У панданной зоні різалього інструменту і деталі спостерігається руйнування надлишкової маси заготівки і торкання деталі вимірювальними інструментами. Обгрунтовано явище виникнення панданной зони різальних інструментів в металообробці.
format	Article
author	Скицюк, В.І. Діордіца, І.М. Вайнтрауб, М.А.
author_facet	Скицюк, В.І. Діордіца, І.М. Вайнтрауб, М.А.
author_sort	Скицюк, В.І.
title	Панданна зона різального інструмента та деталі
title_short	Панданна зона різального інструмента та деталі
title_full	Панданна зона різального інструмента та деталі
title_fullStr	Панданна зона різального інструмента та деталі
title_full_unstemmed	Панданна зона різального інструмента та деталі
title_sort	панданна зона різального інструмента та деталі
publisher	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63307
citation_txt	Панданна зона різального інструмента та деталі / В.І. Скицюк, І.М. Діордіца, М.А. Вайнтрауб // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 560-564. — Бібліогр.: 2 назв. — укр.
series	Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
work_keys_str_mv	AT skicûkví pandannazonarízalʹnogoínstrumentatadetalí AT díordícaím pandannazonarízalʹnogoínstrumentatadetalí AT vajntraubma pandannazonarízalʹnogoínstrumentatadetalí
first_indexed	2025-07-05T14:07:01Z
last_indexed	2025-07-05T14:07:01Z
_version_	1836816187477983232
fulltext	Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 560 УДК 620.179.14.(088.8) В. І. Скицюк1, канд.техн.наук, І. М. Діордіца1, М. А. Вайнтрауб2, канд. техн. наук. 1Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” 2Інститут професійно–технічної освіти НАПН України, м. Київ ПАНДАННА ЗОНА РІЗАЛЬНОГО ІНСТРУМЕНТА ТА ДЕТАЛІ У панданной зоні різалього інструменту і деталі спостерігається руйнування надлишкової маси заготівки і торкання деталі вимірювальними інструментами. Обгрунтовано явище виникнення панданной зони різальних інструментів в металообробці. Ключові слова: верстат, інструмент, панданная зона. Вступ Панданна зона (ПЗ) різального інструмента і деталі важливий параметр металооброблення. Саме в цій зоні руйнується надлишкова маса заготовки і вимірювальні інструменти торкаються пове- рхні деталі. Отже, від форми панданної зони залежить точність отримуваного виробу. Різальний інструмент, як засіб отримання деталей необхідної форми, виконує специфічні рухи у просторі, знищуючи надлишковий матеріал заготовки. Для того щоб різальний інструмент (РІ) мав можливість реалізувати процес формотворення деталі, він повинен мати відповідний об’єм у просторі верстата. Форма та параметри цього об’єму повинні відповідати технологічним завданням, запланованим для виконання означеним верстатом. Якщо ці умови (об’єм) не виконуються, то верстат або не виконує технологічних завдань, або ство- рюється аварійна ситуація. Мета цієї роботи - показати підґрунтя виникнення панданної зони типових РІ у металообробленні. Постановка завдання про панданну зону інструмента Об’єм, в якому рухається інструмент, становить його панданну зону. Специфіка панданної зони інструмента полягає в тому, що у процесі формотворення вона має дві властивості. По-перше, вона найточніша геометрично, оскільки визначає остаточну точність деталі. По-друге, панданна зона РІ руйнує панданну зону заготовки або деталі та створює нову з новою геометрією. Панданна зона різального інструмента Для того щоб зрозуміти нюанси, наведемо конкретні приклади. Спочатку розглянемо токарне оброблення (рис. 1). При такому оброблені деталь, що обертається, створює навколо себе панданну зону, на товщину якої впливають ексцентриситет кріплення осі, хвилястість та шорсткість поверхні. У процесі різання інструмент, наприклад, проходить відстань l з подачею Si. При цьому він утворює нову поверхню деталі з новою панданною зоною, тобто руйнує первинну панданну зону деталі. Пан- данну зону інструмента визначають за формулою Пі=(l+li)·hi·di+Vоб.і, (1) де Vоб.і – об’єм інструмента (рис.1). За залежністю (1) визначають площу панданної зони інструмента лише за робочого ходу у процесі різання. Але для того щоб потрапити до цієї зони, інструмент повинен виконати складну тра- єкторію руху системи накопичення. Наприклад, якщо інструмент міститься у револьверній головці верстата, він повинен виконати обертальний рух перед тим, як потрапити до робочої панданної зони. Крім того, його панданна зона перетинає панданні зони інших інструментів. Якщо цього не буде вра- хувати, виникне аварійна ситуація. Визначитися з перетином панданних зон можна лише за знання законів руху інструмента, тобто координат миттєвої присутності його маси. Фрезерне оброблення має інший характер і як наслідок специфічні особливості, що стосується стосуються насамперед фрезерного інструмента (рис. 2). На відміну від токарного оброблення у фрезе- рному обертається інструмент, а не деталь, що зазвичай виконує зворотно-поступальні рухи. Зогляду на це фрезерний інструмент створює панданну зону на різальних зубцях. Отже, у фрезерного інструмента вирізняють дві підзони. По-перше, статичну панданну зону, яка посередньо бере участь у силовій конструкції фрези. По-друге, різальні зубці, які зогляду на кон- фігурацію створюють динамічну панданну зону, що безпосередньо бере участь в обробленні деталі. РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 561 а б Рис. 1. Схема панданної зони токар- ного інструмента Рис. 2.Загальний вигляд первинних пан- данних зон фрезерного інструмента: а - паль- цева фреза; б - дискова фреза На утворення геометрії динамічної панданної зони фрези впливають такі самі фактори, як для тіл, що обертаються навколо власної осі. Для фрез це насамперед, точність формоутворення і ексцен- триситет обертання. Для дискових фрез ще додається відхилення з торця. Розрахувати розміри пан- данних зон фрези дуже важко. Можна лише приблизно оцінити. Цю проблему спричиняє емпіричний розрахунок форми інструмента [1], що не піддається опису через сувору математичну залежність. Рух фрез має зворотно-поступальний та плоско-паралельний характер (рис. 3). а б в Рис. 3. Загальний вигляд панданних зон фрезерного інструмента: а, б – пальцевої фрези; в – дискової фрези За плоско-паралельного руху пальцевої фрези (рис. 3, а) загальна площа панданної зони: ф 2 ф ффф 4 П L D DLl ×+××= p , де l – довжина робочого проходу фрези; Lф – загальна довжина фрези; Lф – довжина різальної частини фрези; Dф – діаметр фрези. Площа динамічної панданної зони: рф 2 ф фрфф 4 П L D DLl ×+××= p . За зворотно-поступального руху (рис. 3, б) пальцевої фрези загальна площа панданної зони: ф 2 ф 2 ф ф 44 П L DD l ×+×= pp . Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 562 Для дискової фрези: ф 2 ф фф 4 П H D hlD ф ×+××= p , (2) де hф – товщина фрези. Як і в виразі токарного оброблення формотво- рення деталі відбувається при перетині панданної зони деталі панданною зоною інструмента. Отже, після об- роблення деталь отримує нову панданну зону, що зале- жить від точності виконання її форми та шорсткості поверхні відносно режимів оброблення. Свердлування як різновид механооброблення є найпростіший з огляду на створювану свердлом панданну зону, хоча певною мірою подібне до фрезе- рування (рис. 4, а, б). Як бачимо свердло за конструк- цією схоже на пальцеву фрезу (рис. 3). Як і фреза, свердло має дві підзони. Статична панданна зона, як посередник передання енергії до динамічної панданної зони хоча й не бере безпосеред- ньої участі у формуванні отвору є важливою складо- вою конструкції інструмента. Як і розміри фрези, розміри панданної зони визначаються точністю виконання геометрії та ексцентриситетом осі обертання. Так для панданної зони свердла (рис. 4,): )( 4 П c 2 c с hLlD -+= p . (3) Особливість панданної зони при свердлуванні полягає в тому, що для панданної зони зробле- ного отвору вона збігається з динамічною панданною зоною свердла. Аналогічне явище спостеріга- ється при торцевому фрезеруванні пальцевою фрезою або зенкуванні отворів. Подібних випадків у металообробленні доволі мало. До зазаначеного можна додати ще технологічну операцію з розгортання отворів, що викону- ється розгорткою. У цьому разі спостерігається дуже велика точність геометрії поверхні, яку утворює панданна зона інструмента. Насамкінець зауважимо, що вирази (2), (3) не містять компонента, що описує дефекти геометрії та ексцентриситет інструмента одночасно з шорсткістю. Це спричинено, неможливістю передбачити деякі параметри, а тому, виникають певні утруднення при розрахунках. У такому разі доцільніше розрахунки замінити на експериментальні досліди з подальшим записом ре- зультатів у систему CNC верстата. Розподіл маси технологічного об’єкта в панданній зоні Розподіл маси технологічного об’єкта (ТО) у його панданній зоні складне фізико-технічне явище, оскільки ця маса постійно змінюється. Єдиним явищем, на яке деякою мірою можна спирати- ся, є періодичність появи маси ТО. У загальному випадку таку періодичність наочніше розглянути через об’єкти, що обертаються навколо деякої осі. Зазвичай це центрально-симетричні осі, навколо яких обертається динамічно зба- лансована маса ТО. Орієнтуючись на цю тезу, принагідно зауважимо, що тіло ТО є фізично- ізотропним в усіх напрямках координат. У такому разі можна розглянути найпростіші панданні зони щодо розподілу в них маси ТО залежно від швидкості руху. Конфігураціяю перерізу ТО вибираємо щодо схожості з перерізом реального інструмента. Крім того, середовище, де перебуває панданна зона інструмента, вважатимемо вакуумом з відповідними властивостями. Розглянемо найпростіший випадок: обертання умовного паралелепіпеда навколо своєї осі (рис. 5). При обертанні цього типу ТО навколо своєї осі в центрі утворюється статична панданна зона діаметром d0. Зовнішній діаметр Dз цієї зони дорівнюватиме довжині паралелепіпеда за умови, що його торці відтворюють геометрію кола діаметром Dз (умова умовності). Становить інтерес розподіл маси паралелепіпеда в динамічній панданній зоні. Для цього розглянемо дугу АВ ( радіуса R, яка об- межена боковими стінками паралелепіпеда. Ця дуга повинна мати певний кінцевий переріз та масу. а б Рис. 4. Схеми панданних зон: а - свердла; б - під час руху свердла РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 563 Вважатимемо, що для визначеного матеріалу паралелепіпеду це буде деяка величина S, яка задовольняє встановлені умови. Тоді товщина паралелепіпеду пh S= . Згідно з властивостями трикутника [2] маємо можна записати залежність: 0 р бcos 2 2 2 d R æ ö= -ç ÷ è ø , де кут α, що змінюється у таких межах: 2 2 з 0 0 0 б 2arcctg D d d - £ £ за умови, що α ≤ π. З виразу (8) визначаємо 0 р б2 cos 2 2 dR = é ùæ ö-ç ÷ê úè øë û , при 0 з 2 2 d DR£ £ або 0 б2sin 2 dR = . (4) Оскільки довжина дуги АВ ( [2] р б 180 Rl = , помноживши обидві частини рівняння (4) на α, отримаємо 0 0б arcsin 90 2360sin 2 d dl R R p p= = a . Маса дуги АВ ( розтягнута в площею з перерізу S та радіуса R. Звідси питома маса яка має: R dn SL Sl R m 2 arcsin 90 2 0rr = × ×× =P , де LR – довжина кільця радіуса R; ρ – питома маса матеріалу деталі; n – кількість рухливих елементів ТО (маємо n=2). Залежність питомої маси дуги від її осно- вних параметрів відображена на рис. 6. Швидкість потоку маси в панданній зоні: R dnRVm 2 arcsin 90 0×= rw . Мінливість панданної маси: [ ] R dtnnRM ПЗ 2 arcsin)(sin 90 0jwrw +×= , при n = 1, 2, 3, …< ÷ ø ö ç è æ l DE 3p . Залежність мінливості панданної маси ві- дображено на рис. 7. А В DЗ d0 α● ● ω R 0● Рис. 5. Схема панданної зони умовного паралелепіпеда, що оберта- ється навколо своєї короткої осі Рис. 6. Залежність питомої маси дуги від її основних параметрів Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 564 а б Рис. 7. Залежності мінливості панданної маси: а – - при Д0 1n£ £ ; б – при Д0 1000n£ £ Водночас зауважимо, що розріз ТО (рис. 8) за формою наближається до перерізу розгортки або фрези. Крім того, по- дальше збільшення кількості елементів ТО призводить до того, що розміри ∆CDE, ненасиченого масою, зменшуються. При цьому відповідно зменшується довжина дуги l. В наслідок цього, радіус R0 необмежено наближається до З 2 D . У такому разі маємо модель шорсткості поверхні ТО. Наразі діаметр DЗ можна сприймати як діаметр виступів поверхні, а діаметр 2 R0 – як діаметр западин. Висновки Підбиваючи підсумки зауважимо, що вирази (1), (3) не містять компонента, що описує дефекти геометрії та ексце- нтриситет інструмента одночасно з його шорсткістю. Причина цього, полягає в неможливості передбачити ці параметри, а тому виникають певні утруднення при розрахунках. У такому разі доцільніше замінити на експериментальні досліди з пода- льшим записом результатів у систему CNC верстата. В панданной зоне режущего инструмента и детали наблюдается разрушение избыточной массы заготовки и касание детали измерительными инструментами. Обосновано явление возникно- вения панданной зоны режущих инструментов в металлообработке. Ключевые слова: станок, инструмент, панданная зона. The pandanic zone of the pair of cutting tool and detail is the zone of processes of occurring of break-up of excess mass as well as of processes of touching of detail with the measuring instruments. The purpose of this work is substantiation of the event of generation of pandanic zone of typical cutting tools duiring the process of treating metals. Key words: machine-tool, cutting tool pandanic zone. Література 1. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям «Технология машино- строения», «Металлорежущие станки и инструменты» / Г. Н. Сахаров, О. Б. Арбузов, Ю. Л. Боровой и др. – М.: Машиностроение 1989. – 328 с. 2. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вту- зов. М.: Наука, 1981. 720с. Надійшла 15.06.11 d0 α0 ● ●0 ω α0 α0 R0 C E Ψ=α0 ● ● ● Рис. 8. Схема зменшення динамічної панданної зони внаслідок збільшення кількості технологічних елементів

Панданна зона різального інструмента та деталі

Репозитарії

Схожі ресурси