Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2026

Идентификатор DOI: 10.14529/engin260306

Ключевые слова: coaxial turning milling, carbide end mill, complex-profile surfaces, aluminum alloys, processing quality, surface roughness height parameters, коаксиальное фрезоточение, твердосплавная концевая фреза, сложнопрофильные поверхности, алюминиевые сплавы, качество обработки, высотные параметры шероховатости поверхности

Аннотация: Расчетными и экспериментальными методами исследованы особенности процесса коаксиального фрезоточения контурных поверхностей тел вращения изделий из алюминиевых сплавов. Установлено влияние режимов резания на высотные параметры шероховатости обработанной поверхности <i>Ra,Rz,R</i>max(<i>t,S,V</i>)=C_f∙t^kt∙S^kS∙V^kV , а также на форму и размеры срезаемого слоя материала. Разработана кинематико-геометрическая модель процесса коаксиального фрезоточения, описывающая особенности формообразования обрабатываемой поверхности, и предложена методика расчета высоты остаточной микронеровности. Предложены новые конструкции концевых твердосплавных фрез с повышенной интенсивностью циклов срезания слоя материала заготовки. Показано, что в процессе коаксиального фрезоточения происходит непрерывное обновление участков режущей кромки зубьев фрезы в зоне резания, что способствует улучшению теплоотвода в системе «инструмент - заготовка» и, как следствие, повышению стойкости режущего инструмента. При этом результирующая скорость резания обеспечивается за счет сочетания вращательных движений инструмента и заготовки. По результатам аналитических и экспериментальных исследований установлены рациональные режимы резания при коаксиальном фрезоточении сложнопрофильных контурных поверхностей, обеспечивающие обработку с требуемой шероховатостью поверхности (<i>Ra</i> 0,45-0,8 мкм). Получены эмпирические зависимости, позволяющие прогнозировать значения параметров высотных шероховатостей <i>Ra, Rz</i> и <i>R</i>max при назначении технологических режимов обработки. Для повышения точности изготовления профильных поверхностей разработана оригинальная конструкция концевой фрезы из твердосплавного композита WC-Co-Al₂O₃. Проведенные исследования подтвердили эффективность и перспективность предложенного способа коаксиального фрезоточения, обеспечивающего повышение качества обработки, увеличение стойкости инструмента и возможность рационального выбора режимов резания при обработке сложнопрофильных контурных поверхностей изделий из алюминиевых сплавов. The characteristics of the coaxial milling-turning process for contour surfaces of aluminum alloy bodies of revolution were investigated using computational and experimental methods. The nature of the influence of cutting parameters on the surface roughness of the machined part was determined <i>Ra,Rz,R</i>max(<i>t,S,V</i>)=C_f∙t^kt∙S^kS∙V^kV as well as on the shape and dimensions of the material layer being removed. A kinematic-geometric model of the coaxial mill-turning process has been developed, describing the specifics of workpiece surface formation, and a method for calculating the height of residual surface roughness has been proposed. New designs for carbide end mills featuring an increased frequency of material removal cycles have also been proposed. It was shown that during coaxial turning milling, sections of the cutting edge of the cutter teeth in the cutting zone are continuously renewed, which helps reduce the temperature in the “tool-workpiece” system and, consequently, increases the tool life. The required cutting speed is ensured through a rational combination of rotational movements of the tool and workpiece. Based on the results of analytical and experimental studies, optimal cutting parameters have been established for the coaxial mill-turning of complex-profile contour surfaces, ensuring machining with the required surface roughness (<i>Ra</i> 0.45-0.8 µm). Empirical relationships have been established to predict the roughness parameters <i>Ra, Rz</i>, and <i>R</i>max when selecting cutting conditions. To improve the manufacturing accuracy of profiled surfaces, an innovative end mill design made of a cemented carbide composite has been developed a WC-Co-Al₂O₃ carbide composite. Studies have confirmed the effectiveness and potential of the proposed coaxial milling-turning method, which ensures improved machining quality, extended tool life, and the ability to select optimal cutting parameters when machining complex contoured surfaces on aluminum alloy components.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение

Выпуск журнала: Т. 26, № 3

Номера страниц: 72-83

ISSN журнала: 19908504

Место издания: Челябинск

Издатель: Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)

• Филиппов Сергей Владиленович (Акционерное общество «Научно-производственное предприятие «Радиосвязь»)
• Бинчуров Александр Сергеевич (Сибирский федеральный университет)
• Гордеев Юрий Иванович (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)