Тонкое растачивание основных отверстий

Характерной особенностью тонкого растачивания чугунных деталей является образование стружки надлома и износ резцов по задней поверхности, способствующий увеличению сил резания и появлению вибраций расточной борштанги, которые в свою очередь приводят к увеличению погрешностей размеров и формы обработанных отверстий. От интенсивности радиального износа резцов зависит точность обработки отверстий в продольном сечении (конусность) и шероховатость обработанной поверхности.

Износ резцов в значительной степени зависит от выбора инструментального материала. В настоящее время для тонкого растачивания чугуна используются резцы из твердых сплавов ВК2, ВКЗ, ВКЗМ, ВК6, ВК6М и иногда ВК8 в зависимости от условий обработки и марки чугуна. Для тонкого растачивания закаленных чугунов целесообразно использовать резцы, оснащенные пластинками из твердого сплава ВК2. Для обработки различных марок чугунов в условиях прерывистого резания и при значительных колебаниях величины припуска на обработку рекомендуется применять резцы, оснащенные пластинками из твердого сплава ВК8, отличающегося большой ударной вязкостью. Однако в большинстве случаев тонкого растачивания чугунов, когда по условиям обработки требуется получение высокой точности обработки и низкой шероховатости поверхности, целесообразно использовать резцы из твердых сплавов ВКЗМ и ВК6М. Резцы из этих мелкозернистых твердых сплавов имеют малые радиусы округления режущих кромок инструмента, при обработке ими можно снимать минимальные припуски на обработку, что способствует повышению точности обработки и уменьшению высоты неровностей на обработанной поверхности. Кроме того, эти сплавы обладают достаточно хорошей износостойкостью и отличаются равномерностью износа.

Перспективным инструментальным материалом для обработки чугунов является минералокерамический сплав ЦМ-332. Благодаря высокой красностойкости (до 1200°), твердости и износостойкости сплава ЦМ-332 можно использовать для изготовления резцов, применяемых при обработке закаленных и обычных чугунов с высокими скоростями резания. Однако рекомендовать минералокерамику для любых условий обработки чугунов методом тонкого растачивания нельзя вследствие сравнительно низкой ударной вязкости, повышенной хрупкости и неоднородности свойств пластинок и заготовок для резцов. Перспективным материалом для изготовления резцов являются керамикометаллические твердые сплавы (керметы), имеющие более высокие характеристики прочности и ударной вязкости по сравнению с минералокерамикой ЦМ-332. Однако в промышленности керметы еще не получили широкого распространения.

В последнее время для обработки чугунов с целью получения высокой точности и высоких классов чистоты поверхности начали применяться резцы из эльбора (ЛБР). По сравнению с твердосплавными резцами они обладают более высокой теплостойкостью и могут выдерживать высокие скорости резания (300—700 м/мин). Качество обработанной поверхности и стойкость режущего инструмента при тонком растачивании чугуна в большой мере зависят от скорости резания и подачи. Повышению стойкости инструмента и улучшению качества поверхности при тонком растачивании способствует применение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).

 

6. РАСТАЧИВАНИЕ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ.

РАСТАЧИВАНИЕ РЕЗЦАМИ ИЗ ПРИРОДНЫХ  И

       СИНТЕТИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ

Основной особенностью обработки цветных металлов и сплавов является применение высоких скоростей резания, достигающих 1000 м/мин. Благодаря этому можно получать поверхности 8—10-го класса чистоты. В качестве материала режущей части инструмента часто используют природные или синтетические поликристаллические алмазы-балласы (АСБ). Коэффициент трения цветных металлов и сплавов с природными алмазами находится в пределах 0,05—0,1, а с синтетическими алмазами марки АСБ — в пределах 0,2—0,33. Коэффициент трения у синтетических поликристаллических алмазов по сравнению с природными больше, вследствие наличия в алмазах АСБ металлической фазы и микровырывов на поверхности после механической обработки. Низкий коэффициент трения алмаза с металлами и высокая острота режущих кромок резца существенно влияют на процесс стружкообразования. При растачивании цветных металлов алмазами изменение скорости резания до 700 м/мин практически не влияет на величину усилий резания, в то время как при работе твердосплавными резцами это оказывает значительное влияние.

Стойкость алмазных резцов при обработке цветных металлов и сплавов достигает 250 и более часов» При этом на протяжении всего периода стойкости инструмента шероховатость поверхности соответствует 8—10-му квалитету чистоты. Так, в случае растачивания алюминиевого сплава АЛ2 со скоростью резания 600 м/мин при подаче 0,03 мм/об и глубине резания 0,1 мм после прохождения алмазным резцом пути в 72 000 м обеспечивалось получение шероховатости поверхности в пределах 9-го класса чистоты [3].

 В случае тонкого растачивания  цветных металлов и сплавов  резцами из алмазов шероховатость  обработанной поверхности практически  не зависит от глубины резания  и мало зависит от скорости  резания. При увеличении скорости резания от 300 до 600 м/мин шероховатость поверхности уменьшается на 1—2 разряда. На шероховатость обработанной поверхности наиболее значительно влияет изменение подачи. При подачах 0,02—0,03 мм/об шероховатость поверхности соответствует 10-му классу чистоты; при подачах 0,04—0,05 мм/об — 9-му классу чистоты поверхности; при подачах 0,06—0,08 мм/об — 8-му классу чистоты поверхности.

В результате применения СОЖ шероховатость поверхности снижается на 1—2 класса чистоты. Особенно эффективно применение СОЖ при обработке наростообразующих материалов (например, сплавов алюминия, меди и т. п.).

Большое влияние на шероховатость обработанной поверхности при работе алмазными резцами оказывает форма вершины резца. Лучшие результаты обработки получаются при использовании резцов с закругленной вершиной.

При использовании алмазных резцов большие требования предъявляются к системе СПИД.

7. РАСТАЧИВАНИЕ РЕЗЦАМИ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКОГО КОРУНДА (ЛЕЙКОСАПФИРА), ЭЛЬБОРА И ТВЕРДОГО СПЛАВА.

Во многих случаях обработки целесообразно в качестве инструментального материала использовать более дешевый по сравнению с алмазом материал — синтетический корунд. При этом обеспечивается высокая точность обработки и малая шероховатость поверхности.

Микротвердость синтетического корунда несколько выше микротвердости минералокерамикии в 1,5 раза выше микротвердости твердых сплавов. По прочности на сжатие и изгиб корунд уступает твердому сплаву, но превосходит алмаз и минералокерамику. Корунд имеет во много раз большую теплоемкость, чем твердые сплавы, и в 1,5 раза большую, чем алмаз. Наиболее ценное свойство корунда — незначительное изменение свойств при высоких температурах (порядка 1000°).

Используя резцы из корунда при обработке цветных металлов и сплавов, можно получать шероховатость поверхности, соответствующую 8—9-му классу чистоты. Оптимальный режим резания для резцов из синтетического корунда следующий: скорость резания 220—250 м/мин; подача 0,02—0,03 мм/об; глубина резания 0,1—0,15 мм. Геометрия резцов из корунда практически не отличается от геометрии твердосплавных резцов. Стойкость резцов соответствует 20—25 ч непрерывной работы . Стойкость резцов из корунда (лейкосапфира) превосходит стойкость резцов из минералокерамики ЦМ-332 в 16 раз, а из твердого сплава ВК6 — в 6 раз. Экономические показатели свидетельствуют о том, что резцы из синтетического корунда экономичнее резцов из алмаза и даже из твердого сплава (табл. 11). При этом достигаются также высокие показатели по точности обработки, так как относительный износ составляет примерно 0,2-И),5 мкм на 1000 м пути резания. Стабильность получения высоких классов чистоты поверхности при обработке резцами из эльбора несколько ниже, чем из алмаза. Реально достижимой является шероховатость поверхности, соответствующая 8—9-му классу чистоты.

Следует отметить, что при работе резцами из природных и синтетических алмазов, корунда и эльбора нет четкого деления режимов резания для каждого материала.

Несмотря на то, что новые инструментальные материалы начинают широко внедряться в производство, большинство отверстий в деталях из цветных металлов и сплавов все еще растачивается резцами из твердых сплавов. Для тонкого растачивания цветных металлов и сплавов наиболее часто используется твердый сплав ВКЗМ. Скорость резания при обработке резцами из этого сплава 600 м/мин, подача 0,04— 0,08 мм/об, глубина резания 0,1—0,3 мм. Шероховатость поверхности соответствует 7—9-му классу чистоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Бромберг Б.М. и др. Алмазно-расточные станки. М., «Машиностроение», 1965.
2. Дубиенко А.Ф. и др. «Геометрические параметры тонкорасточных резцов».— В сб.: «Металлорежущие и деревообрабатывающие станки, автоматические линии», М., НИИмаш, 1971.
3. Маталин А.А., Ломакин К.В. «Влияние вибраций системы СПИД и неравномерности припуска на качество поверхности при тонком растачивании».— В сб.: «Передовая технология и автоматизация управления процессами обработки деталей машин». М., «Машиностроение», 1970.
4. Попов В.И. «Статистический расчет упругой системы шпиндель—борштанга алмазно-расточного станка».— «Известия вузов. Машиностроение», 1966, № 6.
5. Соколовский А.Д. «Научные основы технологии машиностроения». М.— Л. Машгиз, 1955.
6. Тальянкер М.Я. ,Френкель М.С. «Увеличение точности обработки при растачивании отверстий консольными борштангами».— В сб.: «Научно-технический реферативный сборник НИИмаш». Вып. 7. М., изд. НИИмаш, 1969.
7. Филоенко С. Н., «Особенности процесса резания с малыми сечениями среза».— В сб.: «Передовая технология и автоматизация управления процессами обработки деталей машин». М., «Машиностроение», 1970.