Multi-factor influence on the roughness of the finished surface
- Authors: Sablin P.A.1, Shchetinin V.S.1
-
Affiliations:
- Komsomolsk-na-Amure State University
- Issue: Vol 25, No 2 (2021)
- Pages: 161-171
- Section: Mechanical Engineering and Machine Science
- URL: https://bakhtiniada.ru/2782-4004/article/view/382246
- DOI: https://doi.org/10.21285/1814-3520-2021-2-161-171
- ID: 382246
Cite item
Full Text
Abstract
The aim of this work is to develop a novel approach for ensuring the quality of the finished surface based on a multi-factor model. The proposed model can take into account most of the machining process parameters. The main parameters include cutting conditions, dynamic stability of the cutting process, thermal effects in the cutting area. The development of a multi-factor model was based on a literature review and experimental data obtained from the cutting force analysis and colour pyrometry. The data obtained were summarised into a unified multi-factor model. We analysed the key literature sources and summarised the experimental data and findings to assure finished surface quality when controlling one of the input parameters of the machining process. It was shown that the surface quality (roughness) can be achieved by applying different machining parameters. They include the rational cutting conditions, a change in the geo m-etry of a cutting tool, reducing the relative spacial dynamic vibrations of the tool relative to the working surface of the raw part, using the methods influencing the physical and mechanical properties of the processed materials. It was established that the process dynamic stability, the cutting conditions or the chip formation process can be used as an input parameter. The proposed scheme of multi-factor influence of processing parameters on the output parameter - the surface roughness - applies to any materials under processing. The created model takes into account all input parameters of mechanical processing. It aims at the quality management of the finished surface based on the required performance characteristics of the items. Based on the proposed multi-factor scheme, we plan to create an adaptive system capable of controlling the mechanical processing based on a computer numeric control machining centre.
Keywords
About the authors
P. A. Sablin
Komsomolsk-na-Amure State University
Email: ikpmto@knastu.ru
V. S. Shchetinin
Komsomolsk-na-Amure State University
Email: schetynin@mail.ru
References
- Костин П.Н., Лукьянов А.В. Коррекция частоты вращения шпинделя при фрезеровании по данным численного моделирования системы: приспособление-инструмент-заготовка. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2019. Т. 23. № 1. Р. 54-62. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2019-1-54-62
- Гимадеев М.Р., Давыдов В.М. Обеспечение качества поверхности при механообработке сложнопрофильных деталей // Технология машиностроения. 2018. № 11. С. 9-16.
- Гимадеев М.Р., Давыдов В.М. Корреляционные связи показателей шероховатости при фрезеровании сферическим инструментом // Тяжелое машиностроение. 2018. № 9. С. 24-29.
- Гимадеев М.Р. Давыдов В.М., Никитенко А.В., Стельмаков В.А. Получение заданных параметров шероховатости при сверлении и фрезеровании цилиндрических отверстий // Ученые записки Комсо-мольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. 2016. № I-1. С. 66-72.
- Клушин М.И. О физических основах сверхскоростного резания. Т. XVII. Вып. 4. Горький: Изд-во ГПИ, 1961. С. 15-22.
- Клушин М.И. Резание металлов. М.: Изд-во «Машгиз», 1956. 363 с.
- Кабалдин Ю.Г., Олейников А.И., Шпилев А.М., Бурков А.А. Математическое моделирование самоорганизующихся процессов в технологических системах обработки резанием / науч. ред. О.В. Кретинин. Владивосток: Изд-во «Дальнаука», 2000. 195 с.
- Биленко С.В., Саблин П.А., Леонтьевская Н.К. Использование цветовой пирометрии при измерении температуры стружки при высокоскоростной обработке // Контроль. Диагностика. 2013. № 8. С. 37-43.
- Faassen R.P.H., Van de Wouw N., Oosterling J.A.J., Nijmeijer H. Prediction of regenerative chatter by modelling and analysis of high-speed milling // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2003. Vol. 43. Iss. 14. P. 1437-1446. https://doi.org/10.1016/S0890-6955(03)00171-8
- Еренков О.Ю., Кравченко Е.Г., Верещагина А.С. Исследование шероховатости полимерных материалов после точения заготовок, предварительно обработанных поверхностно-активными веществами // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. Машиностроение. 2016. № II-1. С. 2328. https://doi.org/10.17084/2016.II-1(26).4
- Еренков О.Ю., Проценко А.Е., Шпилев А.М. Повышение прочности стеклопластика путём вибрационной обработки эпоксидного связующего // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. Машиностроение. 2018. № IV-1. С. 94-99. https://doi.org/10.17084/I-1(36). 13
- Соколовский А.П. Вибрации при работе на металлорежущих станках // Исследование колебаний металлорежущих станков при резании металлов. М.: Изд-во «Машгиз», 1958. С. 15-18.
- Серебренникова А.Г., Гурылев В.Б. Титановый сплав ВТ22: исследование зависимости выходных параметров токарной обработки от геометрии режущего инструмента. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 3. С. 548-560. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-3-548-560
- Кудинов В.А. Автоколебания на низких и высоких частотах (устойчивость движений) при резании // Станки и инструмент. 1997. № 10. С. 16-22.
- Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 360 с.
- Кудинов В.А., Чуприна В.М. Поузловой анализ динамических характеристик упругой системы станка // Станки и инструмент. 1989. № 1. С. 8-11.
- Shvetsov I.V., Mokritskij B.Ya., Malukhina O.A., Rah-monov A.H., Belyakov V.N. Comparative tests of the metal cutting tools performance in the processing of stainless steels // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2018. Vol. 441. Р. 012052. https://doi.org/10.1088/1757-899X/441/1/012052
- Vereschaka A., Oganyan M., Bublikov Yu., Sitnikov N., Deev K., Pupchin V., et al. Increase in efficiency of end milling of titanium alloys due to tools with multilayered composite nano-structured Zr-ZrN-(Zr,Al)N and Zr-ZrN-(Zr,Cr,Al)N coatings // Coatings. 2018. Vol. 8. Iss. 11. Р. 8110395. https://doi.org/10.3390/coatings8110395
- Саблин П.А., Жигалкин К.А. Динамика сил резания при высокоскоростном фрезеровании // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. Машиностроение. 2019. № II-1. С. 41-49. https://doi.org/10.17084/IM-1(38).5
- Космынин А.В., Щетинин В.С., Саблин П.А. Обеспечение качества обработки материалов резанием посредством внедрения трансформируемых управляемых звеньев в систему станочных систем // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. Машиностроение. 2020. № V-1. С. 115-118.
- Саблин П.А., Космынин А.В., Щетинин В.С. Управляемые шпиндельные опоры как инструмент обеспечения качества обработки. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 5. С. 1019-1029. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-5-1019-1029
Supplementary files


