Ту хабаршысы
жүктеу/скачать 43,12 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 3 Cutting forces in the hole-making operations
- Физические явления в зоне резания при обработке отверстий сборной резцовой развёрткой Резюме.
- Physical phenomena in the tool zone during the hole-making operations of the tool slide built-up reamer Summary.
- Key words: cutting, strength, direction, distribution, holes, friction, design, geometry, accuracy and quality. УДК 622.2 Л.С. Шамганова
● Технические науки №1 2014 Вестник КазНТУ 130 The theoretical determination of the normal force, as the studies show, is determined by the complexity of the calculations. In the General case for the determination of the cutting forces it must be known the characteristics of the plastic deformation of the material being processed, the parameters of the cut section, coefficients of friction and shrinkage of the chip and the angles of the cutting tool. The complexity and discrepancy of theoretical calculations are the interdependence of the chip’s shrinkage and a number of factors. And it influences the cutting forces. Moreover, in determining the characteristics of the processed material, it is not possible to create such conditions, which really comes down taken chips. So for engineering calculations the empirical dependencies of the cutting forces on the conditions of processing are more often used. The most part of the cutting forces, on the basis of direct measurements with the help of special devices are determined. There are a large number of devices for measuring cutting forces. They are called the dynamometers. Regardless of the structures they consist of the following main parts: - the load receivered transmitter; - the load registrated receiver; - subsidiary links that connect the transmitter to the receiver. Dynamometers are divided into three groups: hydraulic, mechanical and electrical. It is impossible to use dynamometers in a production environment for the determination of the cutting forces, to be calibrated, the use of expensive and sensitive measuring devices frequently or each time. Therefore, or taking an account of interdependences cool ИН M x y z К C C a b f P P P , , , , , , , , , in practise using data and simple formulas, it is usually detected in advance, what parameters and in what measure them of the process can affect to the cutting forces. The nature of these dependencies, is found out after carrying out the experiments and mathematical processing of the received data [13-18]. 3 Cutting forces in the hole-making operations For processing holes it is proposed the tool slide built-up reamer with unpicked teeth [19]. There is no pick on the teeth-cutters of the instrument; cutting edge is executed in an arc of a circle with inclination of the plane of the main cutting edge relative to the plane perpendicular to the axis of the sweep. Power and thermal voltage on the cutting edge is reduced, it reduces running out and increases the resistance, improves the quality of the processed surface on a number of parameters, including the roughness decreases due to the change of conditions and shave appeared kinematics. For processing holes the reamers’ teeth-cutters (their number preferably four) are located on the permanent displacement along the axis, so that the appropriate point tooth-cutters are on a spiral. In some cases, to improve the quality of the treatment, alternating angular step between the teeth of the sweep is performed. For the same purpose, non-uniform axial step sweep is performed to. All teeth-cutters are cutting edges, formed as an arc of a circle, the plane of which is inclined at an angle to the axis of rotation (holes). On a circular area teeth-cutters excluded the top, and improvement of conditions of cutting. All teeth-cutters are of the same size in height, i.e. are adjusted to the processing of the same diameter of the hole. Minimum beats cutting tooth provide high accuracy of processing. To improve the accuracy of processing on the housing reamer there are guiding elements. Mount teeth-cutters on the unfolding is performed with the help of special clamps and screws. Teeth-cutters are made of high-speed steel or equipped with plates of hard alloy. The scheme of processing of tool slide built-up reamer with unpicked teeth is presented in figure 3. In figure 3 are designated: 1, 2, 3, 4 – the ordinal number of the tooth-cutters reamer; 5 – housing reamer; 6 – four are displaced relative to each other cutter reamer; 7 – mounting screws; 8 – clamp; 9 – piece of work; 10 – a flat compensation plate with holes for mounting screws; 11 – rails on the frame reamer; D – diameter of the reamer (holes); D n – neck diameter, L – is the length of the work piece; ℓ r – length of working part of the scan; ℓ n – neck length; S – axial feed the tool; V – speed of rotation of the tool; V e – is the total speed, t 1 – allowance, your first tooth-cutter; t i – allowance, the second and the third-tooth- cutters. ● Техникалыќ єылымдар ЌазЎТУ хабаршысы №1 2014 131 Figure 3. Scheme of processing of the hole team scan ● Технические науки №1 2014 Вестник КазНТУ 132 The processing of the holes on the national team sweep of the cutting forces (figure 4). Figure 4. The force of tool slide built-up reamer ● Техникалыќ єылымдар ЌазЎТУ хабаршысы №1 2014 133 4 Results and discussion During the processing holes of the tool slide built-up reamer the first tooth-cutter removes all of the allowance for processing, and the rest - gauge the hole, which reduces the roughness of the surface and increases accuracy. The main job of cutting performs the first tooth-cutter. The rest of the series gauge the hole. Chips, the first tooth-cutting, build a broader, and the second and third build narrow one. Thus, the investigations for determining the actions and direction of the cutting forces in the processing of holes, developed by the original design of metal-cutting tool were conducted. As can be seen from figure 4, in the cutting process during the turning on of the fourth tooth-cutter in the work, there is balancing of the radial component of the cutting force, hence, stability of processing and decrease in the pressing, vibrations, thereby the accuracy and quality of processing of apertures is increases. 5 Conclusion On the basis of the above-mentioned material it is possible to formulate the following conclusions: 1. The mechanism of action, and distribution of cutting forces in the hole-making operations of the tool slide built-up reamer will allow make the theoretical model and the mathematical description of the process of cutting. 2. In the process of the operation is balancing of the radial component of the cutting force, hence, stability of processing, decrease in the pressing, vibrations, thereby the accuracy and quality of processing of apertures is increased. 3. On the basis of the theoretical model of the process of cutting the numerical values of the cutting forces and an optimum modes of cutting should be determined. REFERENCES 1. Fleischer J. et al. The manipulation of the workpiece and the tool in metal-cutting machines // Annals of CIRP. – Vol. 55. – № 2. – 2006. – P. 817-840. 2. Klocke F., et al. Modern geometry of cutting edge of instrument // Annals of CIRP. –Vol. 54. – № 1. – 2005. – P. 47-50, ill 6. 3. Kim J. et al. Assessment of forces of the cutting at milling // Annals of CIRP. – Vol. 54. – № 1. – 2005. – P. 67-70, ill. 8. 4. Cоlding B. Prognostication of the ratios between the efforts acting on the tool, quality of its surface and firmness // Annals CIRP. – Vol. 53. – № 1. – 2004. – P. 85-90, ill. 8. 5. Byrne G. et al. Modern status of technology of cutting different materials and areas of their practical implementation // Annals CIRP. – Vol. 52. – № 2. – 2003. – P. 483-507, ill. 34. 6. Webzell S. Analysis of factors influencing on firmness of instrument // Metalworking Production. – Vol. 150. – № 8. – 2006. – P. 65, 66, ill. 3 7. Wang Y.J; Zhang D.H.; Wu F.J.; Yao K.; Hou Z.M. // Simulation of Cutting Force Based on Software Deform ICICTA: 2009 second international conference on intelligent computation technology and automation. – Vol. 44. – 2009. – P. 224-227. 8. Bakanov А.А. Determination of the cutting force when drilling by drills with SMP // Fundamental research. – № 6. – 2006. – P. 49-49 9. Lim C. Y. H., Lau P. P. T., Lim S. C. Work material and the effectiveness of coated tools. Surf. Coatings Technol., 2001, – P. 146-147, 298-304. 10. Mativenga P. T., Hon K. K. B. A study of cutting forces and surface finish in high-speed machining of AISI H13 tool steel using carbide tools with TiAlN based coatings. Proc. Instn Mech. Engrs, Part B: J. Engineering Manufacture, 2003, 217(B2), – P. 143-151. 11. Yashchericin P.I. Cutting theory: book / P.I. Yashchericin, Е.E. Feldshtein, М.А. Kornievich. – 2 izd., corr. and augm. – Minsk: New knowledge, 2006. – 512 p. 12. Oteny J.N., Nikiforov N.I. To the question about forces and voltages acting on the surfaces of the cutting blades at cutting metals // Directory. Engineering magazine with the application. – № 1. – 2013. – P. 34-36. 13. Yurkevich V.V., Mitropolsky A.A. Measuring cutting forces on a lathe // Chief mechanic. – № 7. – 2012. – P. 31-33. 14. Yurkevich V.V. Measurement of cutting forces on the basis of the trajectories of intermutation // Vestnik mashinostroeniya. – № 11. – 2011. – P. 62-63. 15. Lipatov A.A., Chigirinsky Yu.L., Kormilicyn S.I. Method of determination cutting forces acting on the back surfaces of the cutting tool // STIN. – № 8. – 2010. – P. 6-8. ● Технические науки №1 2014 Вестник КазНТУ 134 16. Neumoina N.G., Ivashchenko A.P. Method of measurement of friction forces and lengths of contacts on a front side of the cutting tool at cutting materials // Izvestiya of the Samara centre of science of the Russian academy of sciences. – Vol. 11. – № 5-2. – 2009. – P. 313-315. 17. Trilissky V.O., Bolshakov G.S. Calculation of cutting forces for the tool with rounded cutting edge // News the higher educational establishments. The Volga region. Technical science. – № 3. – 2007. – P. 116-122. 18. Bykov G.T., Malikov A.A. Mathematical model of dynamic constituent of the cutting force into account elastic fluctuations // Izvestiya of the Tula state university: Technical science. – № 3. – 2008.– P. 117-119. 19. Taskarina A.Zh., Dudak N.S., Kasenov A.Zh. Incisal compiled reamer with peakless teeth // Scientific journal MES «Search» №1(2). – 2012. – P. 274-279. LITERATURA 1 Fleischer. J. et al. Manipuljacii s obrabatyvaemoj detal'ju i instrumentom na metallorezhushhih stankah // Annals of CIRP. – Vol. 55. – № 2. – 2006. – S. 817-840. 2 Klocke F., et al. Sovremennaja geometrija rezhushhej kromki instrumenta // Annals of CIRP. – Vol. 54. – № 1. – 2005. – S. 47-50. – ill. 6. 3 Kim J. et al. Ocenka sil rezanija pri frezerovanii // Annals of CIRP. – Vol. 54. – № 1. – 2005. – S. 67-70. – ill. 8. 4 Colding B. Prognozirovanie sootnoshenij mezhdu usilijami, dejstvujushhimi na instrument, kachestvom ego poverhnosti i stojkost'ju // Annals CIRP. – Vol. 53. – № 1. – 2004. – S. 85-90, ill. 8. 5 Byrne G. et al. Sovremennoe sostojanie tehnologij rezanija razlichnyh materialov i oblasti ih prakticheskogo primenenija // Annals CIRP. – Vol. 52. – № 2. – 2003. – S. 483-507, ill. 34. 6 Webzell S. Analiz faktorov, vlijajushhih na stojkost' instrumenta // Metalworking Production. – Vol. 150. – № 8. – 2006. – S. 65, 66, il. 3 7 Wang Y.J., Zhang D.H., Wu F.J., Yao K., Hou Z.M. // Simulation of Cutting Force Based on Software Deform ICICTA: 2009 second international conference on intelligent computation technology and automation. – Vol. 44. – 2009. – S. 224-227. 8 Bakanov A.A. Opredelenie sily rezanija pri sverlenii sverlami s smp // Fundamental'nye issledovanija. – № 6. – 2006. – S. 49-49. 9 Lim C. Y. H., Lau P. P. T., Lim S. C. Work material and the effectiveness of coated tools. Surf. Coatings Technol., 2001. – S.146-147, 298-304. 10 Mativenga P. T., Hon K. K. B. A study of cutting forces and surface finish in high-speed machining of AISI H13 tool steel using carbide tools with TiAlN based coatings. Proc. Instn Mech. Engrs, Part B: J. Engineering Manufacture, 2003, 217(B2). – S. 143-151. 11. Jashhericyn P.I. Teorija rezanija: ucheb. / P.I. Jashhericyn, E.Je. Fel'dshtejn, M.A. Kornievich. – 2-e izd., ispr. i dop. – Mn.: Novoe znanie, 2006. – 512 s. 12 Otenij Ja.N., Nikiforov N.I. K voprosu o silah i naprjazhenijah, dejstvujushhih na poverhnostjah rezhushhego lezvija pri rezanii metallov // Spravochnik. Inzhenernyj zhurnal s prilozheniem, 2013. – № 1. – S. 34-36. 13 Jurkevich V.V., Mitropol'skij A.A. Izmerenie sily rezanija na tokarnom stanke // Glavnyj mehanik, 2012. – № 7. – S. 31-33. 14 Jurkevich V.V. Izmerenie sily rezanija na osnove traektorij formoobrazovanija // Vestnik mashinostroenija. – № 11. – 2011. – S. 62-63. 15 Lipatov A.A., Chigirinskij Ju.L., Kormilicyn S.I. Metodika opredelenija sil rezanija, dejstvujushhih na zadnej poverhnosti rezhushhego instrumenta // STIN. – № 8. – 2010. – S. 6-8. 16 Neumoina N.G., Ivashhenko A.P. Metodika izmerenija sil trenija i dlin kontaktov na perednej grani rezhushhego instrumenta pri rezanii materialov // Izvestija Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. – Vol. 11. – № 5-2. – 2009. – S. 313-315. 17 Trilisskij V.O., Bol'shakov G.S. Raschet sil rezanija dlja instrumenta so skruglennoj rezhushhej kromkoj // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Povolzhskij region. Tehnicheskie nauki. – № 3. – 2007. – S. 116-122. 18 Bykov G.T., Malikov A.A. Matematicheskaja model' dinamicheskoj sostavljajushhej sily rezanija s uchetom uprugih kolebanij // Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tehnicheskie nauki. – № 3. – 2008. – S. 117-119. 19 Taskarina A.Zh., Dudak N.S., Kasenov A.Zh. Rezcovaja sbornaja razvertka s bezvershinnymi zub'jami // Nauchnyj zhurnal MON «Poisk» №1(2)/ 2012. – S. 274-279. Таскарина А.Ж., Мендебаев Т.М., Дудак Н.С., Итыбаева Г.Т., Мусина Ж.К., Касенов А.Ж. Тесіктерді құрастырылған кескішті ұңғылағышпен өңдеу кезіндегі кесу аумағындағы физикалық көріністері Түйіндеме. Мақалада дəлдігі жоғары тетіктердің ішкі беттің өндеуге арналған жаңа құрылымды металл кескіш болғандықтан тесіктерді құрастырылған кескішті ұңғылағышпен өңдеу процесіндегі кесу күш реттеуі жəне олардын бағыттары, кесу аумағындағы физикалық көріністері туралы сұрақтар қарастырылған. Тесіктерді өңдеу кезінде кесу күштерді анықтау бойынша зерттеулер орындалды, бет сапасы жəне өңдеу дəлдігі жоғары ● Техникалыќ єылымдар ЌазЎТУ хабаршысы №1 2014 135 тесіктерді ұңғылау үшін төбесіз тістерімен құрастырылған кескішті ұңғылағыштын өзіндік құрылымы құрастырылды. Негізгі сөздер: кесу, күштер, бағыт, үлестірім, тесіктер, үйкеліс, құрылым, геометриясы, дəлдік, сапа. Таскарина А.Ж., Мендебаев Т.М., Дудак Н.С., Итыбаева Г.Т., Мусина Ж.К., Касенов А.Ж. Физические явления в зоне резания при обработке отверстий сборной резцовой развёрткой Резюме. В статье рассмотрены вопросы физических явлений в зоне резания, распределения сил резания и направления их действий в процессе обработки отверстий сборной резцовой развёрткой, т.к. металлорежущий инструмент является новой конструкцией для обработки внутренних поверхностей высокоточных деталей. Выполнены исследования по определению сил резания при обработке отверстий, разработанной оригинальной конструкцией металлорежущего инструмента – сборной резцовой развёртки с безвершинными зубьями для разворачивания отверстий высокого качества поверхности и точности обработки. Ключевые слова: резание, силы, направление, распределение, отверстия, трение, конструкция, геометрия, точность, качество. Taskarina A.Zh., Mendebaev T.M., Dudak N.S., Itybaeva G.T., Musina Zh.K., Kasenov A.Zh. Physical phenomena in the tool zone during the hole-making operations of the tool slide built-up reamer Summary. In the given article questions of physical phenomena in the tool zone, distribution of the cutting forces and directions of their actions during the hole-making operations of the tool slide built-up reamer are considered because the metal-cutting tool is a new construction for inner surfacing of high-precision parts. The investigation of cutting force during the hole-making operations and the slide built-up reamer with peakless teeth for rolling-out high- quality surfaced and accuracy worked bores, which was developed as original designed of metal-cutting tool were executed. Key words: cutting, strength, direction, distribution, holes, friction, design, geometry, accuracy and quality. УДК 622.2 Л.С. Шамганова 1 , Ю.И. Чабдарова 1 , С.К. Джапаев 2 , А.Б. Кайранбаева 2 ( 1 Институт горного дела им. Д.А. Кунаева, 2 Казахский национальный технический университет им К.И. Сатпаева, Алматы, Республика Казахстан) УСТОЙЧИВОСТЬ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КАМЕРНО-СТОЛБОВОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОТРАБОТКЕ НАКЛОННЫХ ЗАЛЕЖЕЙ Аннотация. Рассмотрено геомеханическое обоснование отработки участков наклонных залежей видоизмененными вариантами камерно-столбовой системы, где подрабатываемая толща пород поддерживается междукамерными целиками, расположенными по определенной схеме, панельными и барьерными, размещенными на границах очистных панелей обширных залежей или междукамерных целиков и кромками залежей при их ограниченных размерах, вопрос устойчивости конструктивных элементов камерно-столбовой системы разработки. В результате исследований получен коэффициент, учитывающий влияние угла наклона и в соответствии с этим введены поправки на касательные напряжения при различном боковом давлении на целики. Проведены исследования по расчетам высоты потолочины-моста, обеспечивающего устойчивость всей конструктивной системы при двухъярусной отработке. Ключевые слова: целик, наклонная залежь, устойчивость, боковое давление Отработка первых панелей и блоков Анненского района Жезказганского месторождения выявила необходимость существенной корректировки технологических схем отработки, применяемых в измененных условиях и, в частности, при выемке запасов наклонных залежей мощностью более 18 м с углом падения 25-35 0 . Согласно методическим указаниям и рекомендациям по выемке запасов руды из свиты залежей Анненского рудника, на участках залежей указанного типа сконцентрировано 9,3% общих запасов [1]. «ПТЭ рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов» ограничивают применение камерно- столбовой системы на залежах мощностью не более 18 м и углами падения 25-35 0 [2]. Переход на системы другого типа и класса потребует время на их освоение, изменения сети подготовительных, ● Технические науки №1 2014 Вестник КазНТУ 136 нарезных выработок, а в некоторых случаях порядка отработки и взаимоувязки его со смежными отрабатываемыми панелями или блоками. Предварительные изыскания и опыт отработки мощных залежей центрального рудного поля показал целесообразность выемки запасов на мощных залежах 30-35 м с разделением их на верхнюю и нижнюю части и оставлением между ними потолочины- «моста». Тогда обе части рассматриваются как залежи средней мощности. При выборе технологии отработки наклонных залежей, кроме установления основных конструктивных элементов системы (ширины панели очистного пространства, пролетов очистных камер, сетки размещения целиков) требуется определение размеров междукамерных, панельных и барьерных целиков с учетом специфики морфологии наклонных залежей, сопутствующих геомеханических процессов, соблюдения технологических требований к оформлению элементов системы. Подрабатываемая толща пород при отработке участков наклонных залежей средней мощности видоизмененными вариантами камерно-столбовой системы поддерживается междукамерными целиками (МКЦ), расположенными по определенной схеме, панельными (ПЦ) и барьерными (БЦ), размещенными на границах очистных панелей обширных залежей или МКЦ и кромками залежей при их ограниченных размерах. Целики являются ответственными горнотехническими сооружениями, обеспечивающими устойчивость выработанного пространства при выемке камерных запасов очистных панелей эксплуатационного горизонта и на перекрывающихся залежах. Междукамерные целики, расположенные на наклонных залежах, испытывают не только вес налегающей толщи пород, который определяет основную нагрузку на целики, но и силы бокового давления, составляющие которых на контакте «целик-кровля» формируют нормальные и касательные напряжения (рисунок 1). В зависимости от угла наклона залежи совместное действие либо обеспечивает устойчивость целиков, либо обуславливает сдвиг по наклонной разнопородной поверхности контакта «МКЦ- кровля». Схема распределения сил, приведенная на рисунке 1, формирует следующие нагрузки на МКЦ, расположенных вертикально на наклонной залежи: жүктеу/скачать 43,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|