izvestswsuИзвестия Юго-Западного государственного университетаProceedings of the Southwest State University2223-15602686-6757ЮЗГУ10.21869/2223-1560-2020-24-1-23-34izvestswsu-716Research ArticleМашиностроение и машиноведениеMechanical engineering and machine scienceМоделирование и исследование стойкостных характеристик сборной дисковой фрезы с конструктивной радиальной подачей при обработке протяженных РК-профильных валовModeling and Research of Resistance Characteristics of an Interlocking Side Milling Cutter with a Constructive Radial Feed When Processing Extended RK-profile Shaftshttps://orcid.org/0000-0002-3244-1359КуцВ. В.KutsV. V.

Куц Вадим Васильевич, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры машиностроительных технологий и оборудования

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Vadim V. Kuts, Dr. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Professor, Engineering Technology and Equipment Department

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

kuc-vadim@yandex.ruПономаревВ. В.PonomaryovV. V.

Пономарев Василий Владимирович, старший преподаватель кафедры машиностроительных технологий и оборудования

ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040

Vasiliy V. Ponomaryov, Senior Lecturer, Engineering Technology and Equipment Department

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040

ponomarev@ascon.ruФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»Southwest State University2020230620202412334Copyright © Куц В.В., Пономарев В.В., 20202020Куц В.В., Пономарев В.В.Kuts V.V., Ponomaryov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/716Цель исследования

Цель исследования. Исследование посвящено повышению стойкостных характеристик сборной дисковой фрезы с конструктивной радиальной подачей при обработке РК-профильных валов при сохранении требуемого качества обработки поверхности.

Методы

Методы. Формообразование РК-профилей методом фрезерования дисковой фрезой с конструктивной радиальной подачей позволяет получить необходимое качество поверхности при высокой производительности обработки. Вследствие того, что условия обработки для каждой режущей пластины различны, необходимо проведение исследований стойкости сменных многогранных пластин (СМП) и поиск конструктивных решений для сокращения диапазона изменения стойкости, при сохранении качества обработки поверхности РК-профиля. Исследовано влияние применения неравномерного шага расположения как на качество обработки, так и на стойкость каждой отдельной режущей пластины.

Результаты

Результаты. В работе представлен метод расчета величин стойкости СМП сборной дисковой фрезы при обработке протяженных РК-профиля вала с учетом индивидуальных условий их работы, а именно: скорость резания, подачи на зуб, ширины фрезерования и диаметрального положения СМП. Выполнен анализ влияния конструктивных параметров фрезы на изменение диапазона значений стойкости СМП и предложены рекомендации по его уменьшению. Также определены основные конструктивные параметры, влияющие на изменение диапазона стойкости.

Заключение

Заключение. Разработанная методика позволяет определить параметры сборного режущего инстру-мента для обработки РК-профиля с требуемой точностью и приемлемым диапазоном изменения стойкости. Полученные результаты позволяют спроектировать инструмент с прогнозируемым периодом стойкости, соответствующим принятым минимальным значениям.

Purpose of research

Purpose of research. The study is devoted to improving the resistance characteristics of an interlocking side milling cutter with a constructive radial feed when processing extended RK profile shafts while maintaining the required quality of surface treatment.

Methods

Methods. Forming of RK profiles by milling with a disk cutter with a constructive radial feed allows you to obtain the required surface quality with high processing productivity. Due to the fact that the processing conditions for each cutting insert are different, it is necessary to study the resistance of interchangeable polyhedral inserts (IPI) and to search for structural solutions to reduce the range of change in resistance, while maintaining the quality of surface treatment of the PK profile. The influence of the use of an uneven pitch of location both on the quality of processing and on the resistance of each individual insert is studied.

Results

Results. The paper presents a method for calculating the resistance of an IPI of a interlocking side milling cutter during processing of an extended RK profile of a shaft, taking into account the individual conditions of their operation, namely: cutting speed, feed to the tooth, milling width and the diametrical position of the IPI

Conclusion

Conclusion. The analysis of the influence of the structural parameters of the cutter on changing the range of values of the resistance of IPI is made, and recommendations for its reduction are proposed. The main design parameters that affect the change in the resistance range are also identified.

РК – профильфрезаматематическая модельформообразованиеотклонение профилясменная многогранная пластинастойкость режущего инструментаRK-profilemilling cuttermathematical modelshapingprofile deviationinterchangeable polyhedral insertcutting tool resistanceReferencesRazumov M.S., Gladyshkin A.O., Pykhtin A.I. Evaluation of rational quantity of profile moment-transferring joints sides. Source of the Document Tehnicki Vjesnik. 2016. № 23 (2). Р. 575 -577.Razumov M.S., Gladyshkin A.O., Pykhtin A.I. Evaluation of the rational quantity of profile moment-transferring joints sides. Source of the Document By Tehnicki Vjesnik, 2016, no. 23 (2), pp. 575 -577.Емельянов С.Г., Гладышкин А.О., Разумов М.С. Автоматизация технологической подготовки производства профильных валов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1. Ч.1. С. 164-168.Emelyanov S.G., Gladyshkin A.O., Razumov M.S. Avtomatizatsiya tekhnologicheskoi podgotovki proizvodstva profil'nykh valov [Automation of technological preparation of the production of profile shafts]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University, 2012, no. 1-1, pp. 164-168 (In Russ.).Барботько А.И., Понкратов П.А., Разумов М.С. Анализ погрешности формы профильного вала при обработке фасонным долбяком // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. №2. Ч.1. С. 54-57.Barbotko A.I., Ponkratov P.A., Razumov M.S. Analiz pogreshnosti formy profil'nogo vala pri obrabotke fasonnym dolbyakom [Analysis of the error of the shape of the profile shaft in the treatment of the style-style dolbyak]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Tekhnika i tekhnologii = Proceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technologies, 2012, no.2-1, pp. 54-57 (In Russ.).Барботько А.И., Понкратов П.А., Разумов М.С. Аспекты контроля профильных соединений на базе треугольника РЕЛО // Сборник научных трудов Sworld. 2013. Т. 4. № 2. С. 92-94.Barbotko A.I., Ponkratov P.A., Razumov M.S. Aspekty kontrolya profil'nykh soedinenii na baze treugol'nika RELO [Aspects of control of profile connections on the basis of the triangle RELOT]. Sbornik nauchnykh trudov Sworld = Sworld's collection of scientific works, 2013, vol. 4, no 2, pp. 92-94 (In Russ.).Барботько А.И., Понкратов П.А., Разумов М.С. Метод генераторной обработки профильных валов долбяками // Машиностроение -основа технологического развития России (ТМ-2013): материалы V Международной науч.-практ. конф. Курск, 2013. С. 440-442.Barbotko A.I., Ponkratov P.A., Razumov M.S. [Method of generator processing of profile shafts by dolbyaks]. Materialy V Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Mashinostroenie -osnova tekhnologicheskogo razvitiya Rossii (TM-2013)" [Materials V international scientific and practical conference "Mechanical Engineering -the basis of technological development of Russia (TM-2013)"]. Kursk, 2013, pp. 440-442 (In Russ.).Пат. 2463129 Российская Федерация, МПК В23В 5/44. Способ обработки профильного вала со сторонами равной ширины / Барботько А.И., Понкратов П.А., Разумов М.С.; заявитель и патентообладатель Юго-Западный государственный университет. № 2011110843/02; заявл. 22.03.2011; опубл. 10.10.2012, Бюл. №28.Barbotko A.I., Ponkratov P.A., Razumov M.S. Sposob obrabotki profil'nogo vala so storonami ravnoi shiriny. [How to handle a profile shaft with sides of equal width]. Patent RF, no. 2463129, 2011A (In Russ.).Барботько А.И., Понкратов П.А., Разумов М.С. Особенности изготовления долбежного инструмента для обработки профильных соединений // Техника и технологии: Пути инновационного развития: материалы 2-й Междунар. науч.-практ. конф. Курск, 2012. С. 36-39.Barbotko A.I., Ponkratov P.A., Razumov M.S. [Features of manufacturing slotting tools for processing profile joints]. Materialy 2-i Mezhdunar. nauch.-prakt. konfi. "Tekhnika i tekhnologii: Puti innovatsionnogo razvitiya" [Materials 2nd Internar. science.-practical confit. "Technology and Technology: Ways of Innovation Development"]. Kursk, 2012, pp. 3639 (In Russ.).Определение положения зубьев охватывающей фрезы с радиальной конструктивной подачей для обработки РК-профильных валов / А.В. Исаев, В.В. Куц, М.С. Разумов, А.Н. Гречухин, М.А. Сидорова // Вестник МГТУ Станкин. 2018. № 3 (46). С. 112-115.Isaev A.V., Kuts V.V., Razumov M.S., Grechukhin A.N., Sidorova M.A. Opredelenie polozheniya zub'ev okhvatyvayushchei frezy s radial'noi konstruktivnoi podachei dlya obrabotki RK-profil'nykh valov [Determining the position of teeth covering the cutter with a radial constructive supply for processing RK-profile shafts]. Vestnik MGTU Stankin = Vestnik MSTU "STANKIN", 2018, no. 3 (46), pp. 112-115 (In Russ.).Разумов М.С., Гречухин А.Н., Пыхтин А.И. Определение погрешности формы при полигональном точении многогранников с нечетным количеством граней // Электротехника. Энергетика. Машиностроение: сборник научных трудов I Международной научной конференции молодых ученых. Новосибирск, 2014. С. 137 -140.Minds M.S., Grechukhin A.N., Pykhtin A.I. [Determining the error of form at polygonal reading of polygonal dots with an odd number of faces]. Elektrotekhnika. Energetika. Mashinostroenie. Sbornik nauchnykh trudov I Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii molodykh uchenykh [Electrotechnics Electrical engineering. Energy. Mechanical engineering: collection of scientific papers of the I International scientific conference of young scientists]. Novosibirsk, 2014, pp. 137-140 (In Russ.).Барботько А.И., Понкратов П.А., Разумов М.С. Метод генераторной обработки профильных валов долбяками // Машиностроение – основа технологического развития России (ТМ-2013): материалы V Международной научно-практической конференции. Курск, 2013. С. 440-442.Barbotko A.I., Poncrates P.A., Razumov M.S. [The method of generator processing of profile shafts by the Lobbys]. Materialy V Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Mashinostroenie - osnova tekhnologicheskogo razvitiya Rossii (TM-2013)" [Materials V of the International Scientific and Practical Conference "Mechanical engineering - the basis of technological development of Russia (TM-2013)"]. Kursk, 2013, pp. 440-442 (In Russ.).Шитиков А.Н. Анализ методов изготовления РК-профильных валов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2005. № 4. С. 54-56.Shitikov A.N. Analiz metodov izgotovleniya RK-profil'nykh valov [Analysis of the methods of making RK-profile shafts/devices and systems]. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol', diagnostika = Instruments and Systems: Monitoring, Control and Diagnostics, 2005, no. 4, pp. 54-56 (In Russ.).Шитиков А.Н. Обеспечение качества изготовления РК-профильных валов методом фасонного фрезерования. Курск, 2015.Shitikov A.N. Obespechenie kachestva izgotovleniya RK-profil'nykh valov metodom fasonnogo frezerovaniya [Ensuring the quality of production of RK-profile shafts by the method of shaped milling]. Kursk, 2015 (In Russ.).Боголюбов А.В. Геометрические характеристики РК-профиля и эквидистантные профили // Фундаментальные физикоматематические проблемы и моделирование технико-технологических систем: сб. научн. тр. Вып. 4. М.: Изд.-во «Станкин», 2001. С. 208-213.Bogolyubov A.V. [Geometric characteristics of RK-profile and ecvidistic profiles]. Sb. nauchn. tr. "Fundamental'nye fizikomatematicheskie problemy i modelirovanie tekhnikotekhnologicheskikh sistem". [Fundamental physical problems and modeling of technical and technological systems], Moscow, Stankin Publ., 2001, vol. 4, pp. 208-213 (In Russ.).Куц О.Г., Агеев Е.В., Мальнева Ю.А. Оценка погрешности положения и ориентации сменных многогранных пластин дисковой фрезы для обработки РКпрофильного вала // Прогрессивные технологии и процессы: сборник научных статей 2-й Международной молодежной научно-практической конференции (24-25 сентября 2015 года): в 3 т. Курск, 2015. Т. 2. С.130-138.Kutz O.G., Ageev E.V., Malneva Y.A. [Assessment of the error of position and orientation of interchangeable multifaceted plates of disk cutter for processing the RK-profile shaft]. Progressivnye tekhnologii i protsessy. Sbornik nauchnykh statei 2-i Mezhdunarodnoi molodezhnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Progressive Technologies and Processes. Collection of scientific articles of the 2nd International Youth Science and Practical Conference]. Kursk, 2015, vol. 2, pp.130-138 (In Russ.).Куц О.Г., Агеев Е.В. Выполнение синтеза структур в рамках методологии структурно-параметрического синтеза металлорежущих систем // Прогрессивные технологии и процессы: сборник научных статей 2-й Международной молодежной научно-практической конференции (24-25 сентября 2015 года): в 3 т. Курск, 2015. Т. 2. С.139-146.Kutz O.G., Ageev E.V. [Performing the synthesis of structures within the framework of the methodology of structural and parametric synthesis of metal cutting systems]. Progressivnye tekhnologii i protsessy. Sbornik nauchnykh statei 2-i Mezhdunarodnoi molodezhnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Progressive Technologies and Processes. A collection of scientific articles of the 2nd International Youth Science and Practical Conference]. Kursk, 2015, vol. 2, pp.139-146 (In Russ.).Куц В.В., Мальнева Ю.А., Горохов А.А. Способы обработки профильных валов фрезами с радиальной конструктивной подачей // Проблемы и достижения в инновационных материалах и технологиях машиностроения: материалы Международной научно-технической конференции. Курск, 2015. С. 156-158.Kuts V.V., Malneva J.A., Gorokhov A.A. [Ways of processing profile shafts with radial constructive supply "Text"]. Problemy i dostizheniya v innovatsionnykh materialakh i tekhnologiyakh mashinostroeniya. Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii. [Problems and achievements in innovative materials and technologies of mechanical engineering. Materials of the International Science and Technology Conference]. Kursk, 2015, pp. 156-158 (In Russ.).Куц В.В., Ивахненко А.Г., Сторублев М.Л. Синтез производящих поверхностей фрез - протяжек для обработки валов с равноосным контуром // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. № 8. С. 42-48.Kuts V.V., Ivacahnenko A.G., Storublev M.L. Sintez proizvodyashchikh poverkhnostei frez - protyazhek dlya obrabotki valov s ravnoosnym konturom [Synthesis of the surface-producing cutters - lengths for the processing of shafts with an equal-egalitated contour]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = News of the Tula State University. Technical Sciences, 2012, no. 8, pp. 42-48 (In Russ.).Куц В.В., Пономарев В.В. Построение модели формообразования длинных валов с РК-профилем сборной дисковой фрезой // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2017. № 2(322). С.110-115Kuts V.V., Ponomarev V.V. Postroenie modeli formoobrazovaniya dlinnykh valov s RK-profilem sbornoi diskovoi frezoi [Building a model of forming long shafts with a RKprofile of the national disc cutter]. Fundamental'nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologi = Fundamental and Applied Problems of Technology and Technology, 2017, no. 2(322), pp.110-115 (In Russ.).Куц В.В., Пономарев В.В. Метод определения положения зубьев сборной дисковой фрезы с конструктивной радиальной подачей // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2017. Т. 13. № 6. С. 81-85.Kuts V.V., Ponomarev V.V. Metod opredeleniya polozheniya zub'ev sbornoi diskovoi frezy s konstruktivnoi radial'noi podachei [The method of determining the position of the teeth of the national disc cutter with a constructive radial supply]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of Voronezh State Technical University, 2017, vol. 13, no 6, pp. 81-85 (In Russ.).Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. М.: Машиностроение, 2003. 694 с.Kosilova A.G. Spravochnik tekhnologa-mashinostroitelya [The handbook of the machine-builder]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2003, 694 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.