Increase of Efficiency of the Internally Cutting Mill with Composite Cutters when Cutting Trapezoidal Thread with Interrupted Elements

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Purpose: to increase the efficiency of the internally cutting mill due to the developed method of setting the cutters to the calculated values of the angles of shock-free cutting. This allows expanding the technological capabilities of the fragile cutting tool material when cutting trapezoidal thread with the interrupted elements. An analysis of the stress-related characteristics of cutting tool materials of a group of composites is made. The paper shows that the main reason for the low efficiency of cutting elements of the internally cutting mill is the chipping of its cutting edges when inserting (output) the tool into the workpiece and passing through the interrupted elements of the thread, located on its surface. Methods: experimental studies are carried out on a lathe, with the installation on its support of a special device for threading, equipped with a replaceable internally cutting mill, having a set of thread cutters, the cutting part of which is made of a composite material. The quality of the machined thread surface and the accuracy of the execution are controlled by optical method using standard and special measuring instruments. Results and discussion: the rational values of the geometry of the cutting element and the cutting data of the trapezoidal thread by the internally cutting mill equipped with a set of composite cutting elements tuned for cutting into the workpiece with interrupted elements so that the meeting and thread formation occurred as a region of the front surface of the cutting element as far as possible from the cutting edges are presented. The use of the tuning method, protected by the Russian Federation patent, made it possible to increase the efficiency of the internally cutting mill and to extend the range of application of the composite tool material with interrupted cutting.

About the authors

E. A. Kudriashov

Email: kea-swsu@mail.ru
D.Sc. (Engineering), Professor, Southwest State University, kea-swsu@mail.ru

T. E. Kameneva

Email: Taska015@mail.ru
Southwest State University, Taska015@mail.ru

References

  1. Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. Скоростное фрезерование резьбы вращающимися резцами // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 1 (58). – С. 4–8.
  2. Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. Эффективная работа инструмента из композита при скоростном фрезеровании резьбы // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 2 (59). – С. 25–32.
  3. Song S., Zuo D. Modelling and simulation of whirling process based on equivalent cutting volume // Simulation Modelling Practice and Theory. – 2014. – Vol. 42. – P. 98–106. – doi: 10.1016/j.simpat.2013.12.011.
  4. Stahl J.E. Metal cutting – theories and models. – Lund, Sweden: Lund University Press, 2012. – 580 p.
  5. Vos P. de. Applied metal cutting physics – best practice. – Fagersta: SECO Tools AB, 2016. – 163 p.
  6. Altintas Y. Manufacturing automation: metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design. – New York: Cambrdige University Press, 2012. – 366 p.
  7. Технологические преимущества инструментального материала композит при обработке конструктивно сложных поверхностей деталей / Е.А. Кудряшов, А.Ю. Алтухов, Д.Ю. Лунин, Е.Н. Фомичев // Известия ВолгГТУ. – 2010. – № 12 (72). – С. 15–20.
  8. Павлов Е.В., Смирнов И.М. О возможности применения резцов из композита при обработке поверхностей деталей, образованных сочетанием конструкционных материалов // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2017. – № 2 (71). – С. 91–98.
  9. Ni S.Y., Li Y., Deng S.X. Study on machining mechanism of internal whirling process for precise external thread and its tool profile design // Journal of Mechanical Engineering. – 2012. – Vol. 48, N 7. – P. 193–198. – doi: 10.3901/JME.2012.07.193.
  10. Zhu H.Y., Li Y. Study on macro-morphology of hard whirling chips with PCBN tools // Manufacturing Technology & Machine Tool. – 2011. – Vol. 9. – P. 101–104.
  11. Zhu H.Y., Li Y. Study on macro-morphology of hard whirling chips with PCBN cutting tools coated with chromium aluminum nitride // Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique. – 2011. – Vol. 11. – P. 99–101.
  12. Солодков В.А., Тибиркова М.А. Влияние условий выхода на работоспособность твердосплавного инструмента при прерывистом резании // Известия ВолгГТУ. – 2010. – № 12 (72). – С. 62–65.
  13. The dynamic modeling and vibration analysis of the large-scale thread whirling system under high-speed hard cutting / Y. Wang, L. Li, C. Zhou, Q. Guo, C. Zhang, H. Feng // Machining Science and Technology. – 2014. – Vol. 18, iss. 4. – P. 522–546. – doi: 10.1080/10910344.2014. 955366.
  14. Yang Y., Li J.F. Study on mechanism of chip formation during high-speed milling of alloy cast iron // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2010. – Vol. 46. – P. 43–50. – doi: https://doi.org/10.1007/s00170-009-2064-1.
  15. Mohan L.V., Shunmugam M.S. Simulation of whirling process and tool profiling for machining of worms // Journal of Materials Processing Technology. – 2007. – Vol. 185. – P. 191–197. – doi: 10.1016/j.jmatprotec.2006.03.115.
  16. А. с. 1641509 СССР, МПК В 23 В 1/00. Способ обработки прерывистых поверхностей резанием / В.Н. Петренко, А.П. Гвоздецкий, С.И. Колесников. – № 4623042; заявл. 28.09.1988; опубл. 15.04.1991.
  17. Патент 2633815 Российская Федерация, МПК В 23 В 1/00. Способ обработки винтовых поверхностей резанием с ударом / Е.А. Кудряшов, Т.Е. Каменева. – № 2016111239; заявл. 25.03.2016; опубл. 28.09.2017, Бюл. № 29.
  18. Преимущества высокоэффективной лезвийной технологии обработки деталей инструментов из композита / Е.А. Кудряшов, В.И. Иванов, О.Г. Локтионова, П.Н. Учаев  // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2011. – № 5-1 (38). – С. 103–106.
  19. Study on the forming process of thread raceway surface under the hard whirling / W. Yulin, L. Tao, Q. Guo, H. Feng // Proceedings of the 8th International Conference on Computer Science & Education (ICCSE 2013), 26–28 April 2013, Colombo, Sri Lanka. – Colombo, 2013. – P. 627–632. – doi: 10.1109/ICCSE.2013.6553985.
  20. Ресурсосберегающие системы резания с инструментом из композитных материалов / Е.И. Яцун, С.В. Швец, А.И. Ремнев, Е.В. Павлов // СТИН. – 2013. – № 7. – С. 29–35.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».