Актуальные проблемы в машиностроении том 4 №4

45 / 146

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 4. № 4. 2017 Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
45
УДК 621.9.06:678.5
ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ
ФРЕЗЕРОВАНИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
А.М. МАРКОВ, доктор техн. наук, профессор
П.О. ЧЕРДАНЦЕВ, канд. техн. наук, доцент
С.В. ГАЙСТ, аспирант
А.О. ЧЕРДАНЦЕВ, аспирант
Е.Ю. ЛАПЕНКОВ, магистрант
И.С. ПОТАПОВ, студент
(АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Барнаул)
Лапенков Е.Ю. – 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46,
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова,
e-mail:
Одной из проблем, сдерживающих применение высокоскоростной обработки
композиционных материалов в производстве, является отсутствие нормативной базы для
проектирования технологических операций. Описанная в данной работе методика
исследования силы резания при высокоскоростном фрезеровании композиционных
материалов в зависимости от режимов резания и состояния режущего инструмента позволяет
выявить закономерности процесса резания и провести его оптимизацию. Проводится
описание экспериментальной установки, в составе которой используется
многокомпонентный динамометр оригинальной конструкции. В качестве измерительных
элементов динамометра применены пьезоэлектрические датчики, позволяющие фиксировать
переменную составляющую силы резания. На основе полнофакторного эксперимента
получены математические выражения для расчета выходных параметров операции
высокоскоростного фрезерования. Зависимости могут найти применение для расчета
режимов фрезерования деталей из стеклопластика косослойной продольно-поперечной
намотки.
Ключевые слова: стеклопластики, высокоскоростное фрезерование, сила резания,
динамометр, пьезоэлектрический датчик, режимы резания, факторный эксперимент
Введение
В настоящее время в механической обработке находит все более широкое применение
высокоскоростная обработка, существенно повышающая производительность и
обеспечивающая высокое качество изготовления деталей [1, 2]. Высокоскоростная обработка
обладает рядом особенностей, таких как снижение сил резания в определенном диапазоне
скоростей и иное, по сравнение с традиционным резанием, распределение тепла в зоне
обработки. Данные факторы дают возможность применять ее для обработки закаленных
сталей и труднообрабатываемых материалов [3 - 6].
При этом имеющиеся в литературе нормативные данные для выбора конструктивно-
геометрических параметров инструмента и назначения режимов высокоскоростного
фрезерования [2, 3, 5, 6] практически неприменимы для композиционных полимерных
материалов. В первую очередь это связано с тем, что физико-механические свойства
композиционных материалов существенно отличаются от свойств обычных
конструкционных материалов. Композиционные материалы имеют значительно более
низкую теплопроводность, при обработке оказывают абразивное воздействие на режущее