CC BY
20
УДК 621.9
ФРЕЗЫ, ОСНАЩЕННЫЕ СТМ, ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ
В.А. Гречишников, А.С. Приходько, В.Б. Романов
Для обработки тел вращения на токарном станке предложена конструкция фрезы, оснащенной СТМ, которая обеспечивает повышение производительности и эффективности обработки.
Ключевые слова: фреза, тело вращения, СТМ.
При обработке деталей из труднообрабатываемых материалов на токарных станках резцы не всегда удовлетворяют требованиям технологического процесса. В качестве примера обозначим варианты обработки на токарных станках, когда применение резцов не позволяет реализовывать технологический процесс с учетом технических требований на деталь. К таким вариантам относится обработка длинномерных валов, когда резец изнашивается в процессе точения одной детали и не позволяет выдерживать размер в пределах допуска на диаметр детали [1]. В этом случае целесообразно реализовать обработку по способу фрезоточения. В качестве режущего инструмента применяется фреза, оснащенная режущими элементами из сверхтвердых материалов (СТМ) составной или сборной конструкции дискового типа. В этом случае дисковая фреза имеет следующие преимущества: чистовой резец обрабатывает заготовку с точностью в лучшем случае до 8-го квалитета и шероховатостью Ra до 1,6...3,2 мкм, фреза позволяет улучшить оба параметра на 1-2 пункта, поскольку в отличие от резца она имеет несколько режущих кромок, а значит, имеет большую стойкость; при точении на резец будут действовать большие нагрузки, для устранения которых приходится снижать подачу, уменьшая производительность, а фреза способна работать в условиях высоких нагрузок при большой подаче, увеличивая производительность обработки за счет большего числа режущих кромок; при обработке резцом для дробления стружки приходится использовать стружколомы, как накладные, так и «встроенные», реализованные в виде пазов и уступов на передней поверхности пластины, а каждый из которых имеет узкий диапазон подач, трудоемкость изготовления, при обработке фрезой стружка снимается каждым зубом фрезы и дробится на отдельный элемент; возможна обработка на токарных станках заготовок с наличием твердой корки (поковки, отливки), а также труднообрабатываемых материалов, так как зуб фрезы в данном случае будет плавно резать под корку, что помогает существенно снизить износ фрезы и увеличить стойкость. Кроме того, фреза, оснащенная СТМ, может заменить операцию шлифования, обеспечивая размерную стойкость, так как в отличие от шлифовального круга не имеет процесса осыпания [2].
Основные варианты схем обработки деталей по способу фрезоточения представлены на рис. 1-3.
Рис. 1. Наружная токарная обработка длинномерных валов,
нарезание резьбы
Рис. 2. Обработка деталей сложного профиля, нарезание резьбы
на заданном отрезке
Рис. 3. Обработка двумя фрезами, установленными в специальном приспособлении, работающем от одного привода: наружное точение,
нарезание резьбы
70
На фрезах могут использоваться вставки из сверхтвердого материала [3]. В частности, фрезы оснащенные пластиной из ПТНБ (модификация композита-09), применяются в плоскошлифовальных станках вместо шлифовальных кругов при фрезеровании чугуна; скорость резания при этом выбиралась в пределах 800 ... 1000 м/мин.
Возможные варианты конструкций фрез, оснащенных СТМ, для процесса фрезоточения и нарезания резьб представлены на рис. 4 - 8.
Рис. 4. Дисковая фреза составная
с напайными пластинами из СТМ типа Я3 для профильной обработки диаметром й=18 мм и посадочным отверстием В=9 мм
Рис. 5. Дисковая фреза составная с напайными пластинами из СТМ типа К4 для нарезания резьбы диаметром й=20 мм и посадочным отверстием Б=10 мм
Выбор режимов резания зависит от свойств обрабатываемого материала, требования к величине микронеровностей, формы режущей кромки инструмента [4].
В качестве примера возьмем продольное наружное точение заготовки из стали 45 диаметром 60 мм до диаметра 55 мм с параметром шероховатости Яа=3,2 мкм. Величина припуска для инструмента 1=0,04Б=60х0,04=2,5 мм.
Рекомендуемая величина припуска для фрезы, оснащенной СТМ, будет равна 0,5 мм, следовательно, заготовку необходимо обработать за 5 рабочих ходов. Подача на зуб 82 при этом будет равна 0,04 мм/зуб. Скорость резания V при стойкости инструмента Т=90 мин будет равна 180 м/мин.
С учетом поправочных коэффициентов на твердость (ЫЯСу=35, КЫЯСу=1,0), формы обрабатываемой поверхности (плоскость, Ку2=1,1) и величины диаметра фрезы (Э=1б мм, Ку4=1,0) скорость резания будет равна 198 м/мин. Сила резания будет равна Р7=64 Ы. Мощность при обработке будет №=0,5 кВт.
Рис. 6. Дисковая сборная фреза со вставками с напайными пластинами из СТМ типа КЗ для профильной обработки, нарезания
резьбы и наружного точения диаметром й=24 мм
и посадочным отверстием В=10 мм
Рис. 7. Дисковая фреза сборная со сменными пластинками с напайными СТМ
для нарезания резьбы и токарной обработки диаметром й=20 мм и посадочным отверстием В=9 мм
Рис. 8. Дисковая фреза составная с напайными пластинами из СТМ для токарно-фрезерной обработки диаметром й=18 мм и посадочным отверстием В=8 мм
В качестве другого примера возьмем продольное наружное точение заготовки из серого чугуна СЧ15 диаметром 80 мм до диаметра 72 мм. Величина припуска для инструмента будет 1=0,05Э=80*0,05=4 мм. Рекомендуемая величина припуска для фрезы, оснащенной СТМ, будет равна 0,5 мм, следовательно, заготовку необходимо обработать за 8 рабочих ходов. Подача на зуб 87 при этом будет равна 0,06 мм/зуб. Скорость резания V при стойкости инструмента Т=90 мин будет равна 1140 м/мин.
72
С учетом поправочных коэффициентов на твердость (НЯСу=250, КНЯСу=0,9), формы обрабатываемой поверхности (плоскость, Ку2=1,1) и величины диаметра фрезы (Б=16 мм, Ку4=1,0) скорость резания будет равна 1128 м/мин. Сила резания Р7 будет равна 22 Н. Мощность при обработке № будет равна 1,5 кВт.
Третий пример - точение канавки на заготовке из закаленной стали 03Х18Н11 диаметром 80 мм до диаметра 45 мм. Величина припуска для инструмента будет равна величине самой канавки: ¿=¿=5 мм. Подача на зуб при этом будет равна 0,04 мм/зуб. Скорость резания V при стойкости инструмента 7=90 мин будет равна 98 м/мин [5].
С учетом поправочных коэффициентов на твердость (НЯСу=55, КНЯСу=1.2), формы обрабатываемой поверхности (канавка, Ку2=0,8) и величины диаметра фрезы (Б=16 мм, Ку4=1,0) скорость резания будет равна 94 м/мин. Сила резания Р7 будет равна 142 Н. Мощность при обработке № будет равна 1,1 кВт [5].
Параметры режущего инструмента также зависят от свойств обрабатываемого материала.
Например, при обработке стали с твердостью НЯС 35 ... 50 передний угол инструмента у=5° ... 10°, задний угол инструмента а=10° ... 12°. В то же время при обработке твердого сплава ВК8 передний угол инструмента у будет равен -20° ... -25°, задний угол инструмента а будет равен 6°-8°. При обработке металлокерамида на основе железа передний угол инструмента у=0°-5°, задний угол инструмента а=8° ... 10° [6].
Список литературы
1. Режущий инструмент: учебник для вузов / под общ. ред. С.В. Кирсанова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2014. 520с.
2. Гречишников В. А., Исаев А.В., Романов В.Б. Метод формирования профиля образующей исходной инструментальной поверхности сборных фасонных фрез с режущими пластинами, расположенными вдоль винтовой линии // Вестник «МГТУ «СТАНКИН». 2015. №1(32). С. 8 - 12.
3. Гречишников В. А., Исаев А.В. Определение положения режущих пластин, расположенных вдоль винтовой стружечной канавки, в корпусе сборной фасонной фрезы // Вестник «МГТУ «СТАНКИН». 2014. № 2 (29). С. 34 - 39.
4. Инструментальная техника, технология изготовления и САПР РИ: учеб. пособие / В.А. Гречишников, Ю.Е. Петухов, В.А. Косарев [и др.]; под общ. ред. В.А. Гречишникова. М.: «МГТУ «СТАНКИН», 2015. 351 с.
5. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т. 2 / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.:Машиностроение, 1985. 496 с.
6. Формообразование и контроль режущих инструментов: учеб. пособие / В. А. Гречишников, П.В. Домнин, А.В. Исаев [и др.]. М.: «МГТУ «СТАНКИН», 2015. 151 с.
Гречишников Владимир Андреевич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, ittf.stankinagmail.com, Россия, Москва, «Московский государственный технологический университет ««СТАНКИН»
Приходько Александр Сергеевич, студент, prihodko960agmail. com, Россия, Москва, ««Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
Романов Виталий Борисович, канд. техн. наук, доц., ittf.stankinagmail.com, Россия, Москва, « Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
MILLS, EQUIPPED WITH 8НМ, FOR TREATMENT OF BODIES OF ROTATION
OF COMPLEX SHAPE ON A LATHE
V.A. Grechishnikov, A.S. Prikhodko, V.B. Romanov
Mill for the processing of solids of revolution complex shape is installed on the lathe. Its application increases productivity and quality of processing. As the cutting portion is used, the plate or insert of superhard material.
Key words: mill, body of rotation, SHM.
Grechishnikov Vladimir Andreevich, doctor of technical sciences, professor, manager of kathedra, ittf.stankinagmail.com, Russia, Moscow, «Moscow State University of Technology «STANKIN»
Prikhodko Alexander Sergeevich, student, prihodko960@gmail. com, Russia, Moscow, «Moscow State University of Technology «STANKIN»
Romanov Vitalij Borisovich, candidate of technical sciences, docent, ittf.stankinagmail.com, Russia, Moscow, «Moscow State University of Technology «STANKIN»
