Оцінка впливу сил різання при фінішному торцевому фрезеруванні інструментом з КНБ та нітридної кераміки на параметри якості обробки чавунів з вермикулярним графітом

Abstract

У статті представлено результати досліджень з визначення впливу сил різання на параметри якості оброблених поверхонь у результаті фінішного торцевого фрезерування виробів з чавунів з вермикулярним графітом (ЧВГ) при застосуванні круглих різальних пластин з кубічного нітриду бору (КНБ) та нітридної кераміки (НК). На основі отриманих результатів побудовано регресійні моделі другого порядку, що описують зміну сил різання та шорсткості від швидкості різання, подачі та глибини різання для КНБ та НК. Регресійні залежності були побудовані методом поверхонь відгуку (RSM) із застосуванням Box–Behnken дизайну в середовищі програмного пакета JMP. Це дозволило побудувати точні залежності сил різання та шорсткості Ra від параметрів обробки та прогнозувати результати обробки за заданими параметрами. Для усіх побудованих моделей значення коефіцієнтів детермінації R² становить 96–99 %, що свідчить про високу точність апроксимації експериментальних даних. Отримані результати дають можливість оптимізувати процес фінішної обробки ЧВГ завдяки раціональному вибору режимів фрезерування при незмінній геометрії різального інструменту. Оптимальні режими різання забезпечили мінімальні сили різання та параметри шорсткості. Загалом при використанні різальних пластин з кубічного нітриду бору сили різання виявилися меншими, ніж під час використання різальних пластин з нітридної кераміки. Для КНБ результуючі сили різання 90–185 Н, для НК – 140–220 Н. Обидва матеріали добре зарекомендували себе при фінішній обробці плоских поверхонь виробів з чавунів з вермикулярним графітом. Шорсткість обробленої поверхні Ra не перевищувала 0,44 мкм. При швидкості різання 800 м/хв подачі 0,1 мм/зуб та глибині різання 0,08 мм значення шорсткості Ra для КНБ виявилося 0,16 мкм, для НК – 0,23 мкм.