ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет», кафедра «Машиностроительные технологии и оборудование», Курск, Россия:
В. В. Куц, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: kuc-vadim@yandex.ru
Д. С. Гридин, аспирант, эл. почта: swsu.st@inbox.ru

В работе представлены результаты комплексного исследования процесса нарезания винтовых внутренних канавок на основе компьютерного моделирования в целях установления влияния технологических параметров резания на усилие формообразования. Проведены исследования нарезания винтовых канавок на тонкостенных стальных втулках режущей оправкой с различными скоростями резания. Представлен способ обработки внутренних винтовых канавок на станках с простой кинематикой. Установлены зависимости влияния скоростей резания на осуществление скрытой кинематической связи. Построены графики, отражающие зависимость скорости резания от угла наклона нарезанной винтовой канавки, получено уравнение регрессии, описывающие зависимость исследуемых факторов на осевую силу. Установлены диапазоны скоростей резания, позволяющие обеспечивать максимальную производительность при различных углах наклона спирали. Показаны результаты обработки экспериментальных данных исследования влияния геометрических параметров инструмента на усилие формообразования при нарезании винтовых канавок на внутренней поверхности цилиндрической оболочки. Определены уровни изменения факторов, дисперсия результатов эксперимента по каждому из опытов. Рассчитаны коэффициенты регрессии, составлено уравнение регрессии, проведена оценка дисперсии адекватности модели и проверка адекватности уравнения регрессии, определен характер влияния взаимодействия параметров скорости резания, величины переднего угла и снимаемого припуска на усилие формообразования. По результатам моделирования с использованием программы Maple было получено уравнение регрессии, отражающее зависимость влияния факторов на осевую силу, приходящуюся на один зуб инструмента, проведен анализ влияния технологических параметров инструмента на температуру в зоне резания, представлена схема образования основных очагов образования теплоты в зоне резания, установлены зависимости влияния изучаемых факторов на изменение температуры в зоне резания, а также построено температурное поле отражающее распределение теплоты в зоне обработки на примере одного эксперимента.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-38-90057.

1. Амбросимов С. К. Перспективы развития протягивания / Современные материалы, техника и технология : сб. науч. статей 8-й Междунар. науч.-практ. конф. (29–30 декабря 2018 г., Курск). — Курск, 2018. — С. 18–22.
2. Мальков О. В., Малькова Л. Д. Разработка математической модели углов профиля зубьев резьбовых фрез с винтовыми стружечными канавками // Наука и образование : научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 4. С. 33–44. DOI: 10.7463/0414.0707227
3. Chen C.-K., Lin R.-Y. A study of manufacturing models for ball-end type rotating cutters with constant pitch helical grooves // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2001. Vol. 18. No. 3. P. 157–167.
4. Subaeva A. K., Zamaidinov A. A., Subaev M. I., Salakhutdinov I. R. Technological process and manufacture cost of metalized cylinder shell // Journal of Fundamental and Applied Sciences. 2017. Vol. 9. No. 15. P. 1956–1963.
5. Пат. 2654410 РФ. Способ изготовления сетки рифлей на внутренней поверхности цилиндрической оболочки и устройство для его осуществления / Ю. А. Иванов, В. А. Коротков, В. Д. Кухарь, С. Н. Ларин, О. Н. Митин и др. ; заявл. 16.05.2017 ; опубл. 17.05.2018, Бюл. № 14.
6. Пат. 2085318 РФ. Устройство для получения винтовой канавки на трубной заготовке / В. И. Закревский, С. В. Шумилов ; заявл. 25.05.1993 ; опубл. 27.07.1997.
7. Пат. 206542 СССР. Инструмент для накатывания винтовых канавок на цилиндрических внутренних поверхностях / П. С. Чистосердов, Л. М. Севастюк, Г. С. Жуковец ; заявл. 12.11.1964 ; опубл. 08.12.1967, Бюл. № 1.
8. Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. Расчеты и конструкции. — М. — Л. : Машиностроение, 1966. — 652 с.
9. Куц В. В., Гридин Д. С. Исследование влияния скорости резания на формирование скрытой кинематической связи при протягивании внутренних винтовых канавок с большими углами подъема спирали // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. Т. 15. № 6. С. 121–124.
10. ГОСТ 1050–2013. Металлоконструкция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия (с Поправкой). — Введ. 01.01.2015.
11. ГОСТ 19265–73. Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия. (с Изм. № 1–6). — Введ. 01.01.1975.
12. Кирсанов С. В. Резание материалов и режущий инструмент : учеб. пособие. — Томск : Изд-во Томского политех. ун-та. 2015. — 76 с.
13. Чемборисов Н. А. Резание материалов. Режущий инструмент. Ч. 1 / под общ. ред. Н. А. Чемборисова. — М. : Юрайт, 2017. — 263 с.
14. Грабченко А. И., Залога В. А. Интегрированные процессы обработки материалов резанием : учебник. — Сумы : Университетская книга, 2017. — 451 с.
15. Белько И. В., Морозова И. М., Криштапович Е. А. Теория вероятностей. Математическая статистика. Математическое программирование : учеб. пособие. — Минск : Новое знание; М. : ИНФРА-М, 2016. — 299 с.
16. Мицель А. А. Прикладная математическая статистика : учебное пособие. — Томск : ТУСУР, 2016. — 113 с.
17. Куц В. В., Гридин Д. С. Исследование осевой силы резания при нарезании внутренних винтовых канавок на основе компьютерного моделирования // Мат-лы междунар. науч.-техн. конф. «Обеспечение и повышение качества изделий машиностроения и авиакосмической техники» (19–20 февраля 2020, Брянск). — Брянск, 2020. С. 238–242.
18. Резников А. Н., Резникова Л. А. Тепловые процессы в технологических системах : учебник ; 2 изд., испр. — СПб. : Лань, 2016. — 292 с.
19. Yang T. S. Prediction of maximum forming load and billet dimensions using an abductive network and fi nite element method simulation of a near net-shaped helical gear forging // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part B // Journal of Engineering manufacture. 2009. Vol. 223. No. 3. P. 289–304.
20. Adams D. P., Vasile M. J., Krishan A. S. M. Microgrooving and microthreading tools for fabricating curvilinear features // Precision Engineering. 2000. Vol. 24. No. 4. P. 347–356.
21. Parilák L., Burik P., Bella P., Mojžiš M., Kejzlar P. Evolution of deformation texture in cold drawing of steel tubes using EBSD analysis and fem simulation // IOP Conference series: Materials Science and engineering, “5th International Conference Recent Trends in Structural Materials”. 2018. Vol. 461. 012010.