КВАЛИМЕТРИЯ СМЕННЫХ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН РЕЗЬБОВЫХ РЕЗЦОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ИНСТРУМЕНТ

Таблица 2

Свойства микроплазменных покрытий, полученных на внутренней (68 мм) и внешней (72 мм) поверхностях алюминиевой тэубки, в зависимости от размера противоэлектрода

Диаметр противоэлектрода, ММ ^виеш. МКМ ^внут. МКМ Твердость НУ «-А1203, % объем

внеш. внутр. внеш. внутр.

0 59 ±2 ->0 1450 ±90 - 90 -

12 41 ±1 35 ± 1,5 1270 ±60 1100 ±120 75 70

30 ->0 61 ± 1,5 - 1360 ±110 - 84

Изменение размера противоэлектрода для обработки внутренней поверхности трубки изменяет толщину и состав получаемого покрытия (Таблица 2).

В зависимости от состава электролита можно получать однослойные или двухслойные оксидные покрытия с лег коразличимой границей раздела между ними. Последнее связано с тем, что рост внутреннего слоя, в основном, происходит за счет процессов окисления в каналах микроразрядов, а рост внешнего слоя осуществляется за счет осаждение оксидообразующих компонентов электролита: ионов, мелкодисперсных и коллоидных частиц.

МПО покрытия обладают высокими защитными антикоррозионными свойствами и могут успешно применяться для защиты изделий от коррозии. Хорошая адгезия МПО покрытий к основе позволяет использовать их в качестве рИс. 2 Магниевый диск с МПО покрытием. Часть поверхности грунта для нанесения лакокрасочных покрытий (Рис. 2). впоследствии обработана лакокрасочным покрытием

9

Квалиметрия сменных режущих пластин резьбовых резцов

М.З. ХОСТИКОЕВ, техн. директор, Е.М. ОРЛОВ, ген. директор, ЗАО «Инструментальная техника», г. Москва

Традиционным способом обработки резьб точением с начала 70-х годов прошлого века за рубежом стал способ, основанный на использовании сменных многогранных пластин. Эти пластины теперь повсеместно применяются и в России, их традиционная форма представляет собой преимущественно треугольный режущий элемент, каждая вершина которого имеет формообразующий резьбовой профиль с одним зубом и режущими кромками (стандартная пластина - рис. 1).

V

Рис. 1 Стандартная пластина

Применение таких пластин позволяет осуществлять обработку резьбы за несколько продольных проходов инструмента. В зависимости от шага резьбы, который обычно определяет общую глубину резания, инструмент совершает, как правило, от 4 до 18 продольных проходов.

Наибольшее применение нашли пластины так называемого полного профиля зуба резьбы, обрабатывающие деталь по наружному, внутреннему диаметрам и боковым сторонам профиля резьбы. Отличительным признаком

пластины полного профиля язляется её участие в обработке наружного диаметра резьбы детали, что не имеет места у пластин так называемого неполного профиля. Вершина профиля зуба пластины выполнена с радиусом или плоским участком. Она участвует в резании на каждом пэодольном проходе, в то время как боковые режущие <ромки входят в контакт с металлом заготовки постепенно по высоте от прохода < проходу. Иными словами, ыойкиыь резьбовой пластины определяется способностью вершины профиля зуба пластины противостоять изнашиванию.

Многозубые резьбовые пластины, получающие распространение в последние годы, имеют группу режущих зубьев, каждый из которых больше предыдущего и меньше последующего. Только последний зуб таких пластин имеет окончательный профиль резьбы соответствующий нормативному документу на профиль нарезаемой резьбы детали.

Применение многозубых резьбовых пластин обеспечивает существенное уменьшение необходимого числа продольных проходов инструмента, увеличение срока службы его режущих поверхностей, значительное снижение основного времени на обработку и резкое увеличение её производительности.

Для установления количественного выражения отличительных признаков многозубых резьбовых пластин различного конструктивного исполнения между собой и

30 № 2 (27) 2005

*

ИНСТРУМЕНТ

ОБРАБОТКА MFTAfinOR

в сравнении с однозубыми пластинами, были выбраны типовые представители инструмента. Для обеспечения сопоставимости получаемых данных отбирались резьбовые пластины, принадлежащие одному производителю, изготовленные из одной марки твердого сплава и входящие в одну партию поставки исходного сырья под изготовление пластин.

Среди ряда лидеров-производитепрй резьбонарезного инструмента, наиболее известны из которых Sandvik Coramant [3], Seco Tools [4](Швеция), Iscar [5], Vargus [6] (Израиль), Mitsubishi Carbide [7] (Япония), Korloy lnc.[8] (Ю. Корея) и др., выбрана компания Vargus, имеющая строго ориентированную специализацию в области инструментов для изготовления резьб, обладающая стабильно высокой репутацией среди потребителей инструмента и имеющая устойчивые долговременные показатели качества инструмента.

Мнэгозубые пластины, изготавливаемые компанией Vargus, имеют различные конструктивные исполнения: двухзубая пластина типа Z ( рис.2), трехзубая пластина типа М (рис.3) и многозубая пластина типа Т (рис.4).

Рис. 2 Двухзубая пластина типа Z

Рис. 3 Трехзубая пластина типа М

Рис. 4 Многозубая пластина типа Т

Проведем сопоставительный анализ технологических возможностей режущих пластин резьбовых резцов различных конструктивных исполнений.

Двухзубые пластины типа 1 обычно проектируются и изготавливаются так, чтобы первый зуб, участвующий в резании, снимал 60% общего объема припуска на проход, в то время как на второй зуб приходятся остальные 40%. Таким образом, общий срок службы пластины возрастает, так как второй зуб, имеющий окончательный профиль пластины, воспринимает меньшую нагрузку и остается работоспособным дольше. Подобным образом строится работа трехзубых пластин типа М: первые два зуба срезают примерно по 40% общего объема припуска, оставляя на долю последнего зуба около 20% срезаемого материала. Применение многозубых резьбовых пластин не только повышает производительность обработки, но и обеспечи-

вает получение большего числа деталей с режущей поверхности пластины по сравнению с одноз/бой пластиной.

Следующий пример, приведенный в табл.1 для случая обработки стали марки 45 иллюстрирует, каким образом число проходов может быть существенно уменьшено при изготовлении метрической резьбы (ГОСТ 24705-81) шагом 2 мм и резьбы НКТ (ГОСТ 633-80) шагом 2,54 мм (10 ниток на дюйм).

Таблица 1

Тип Тип пластины Количество Число Число

резьбы, зубьев черновых чистовых

шаг пластины пэоходов проходов

Стандартная 1 8

Метрическая, Z 2 3

шаг 2 мм М 3 2

т 8 1 1

Стандартная 1 10

НКТ. Z 2 3

шаг 2,54 мм м 3 2

т 8 2

Изнашивание режущих кромок и поверхностей однозу-бых резьбонарезных пластин существенно влияет на точность размеров и формы резьбы детали. При этом нарастающий по мере эксплуатации пласгины износ интенсифицирует общую тенденцию ухудшения качества получаемой резьбы. Применение же многозубых резьбонарезных пластин обеспечивает практически равномерное распределение нагрузки между зубьями, что существенно замедляет изнашивание последнего (формообразующего) зуба, определяющего точность размеров, формы и качестзо резьбы детали.

Преимущества, достигаемые в результате использования при резьботочении многозубых пластин следующие:

- уменьшение основного времени на обработку до 80%;

- снижение себестоимости резьботочения до 50%; улучшение качества получаемых резьб в течение всего периода стойкости многозубой пластины.

Использование инструментов с многозубыми резьбовыми пластинами на изношенном оборудовании требует большего внимания к жесткости технологической системы, что обусловлено увеличением сил резания при резьботочении по сравнению с обработкой пластинами, имеющими один зуб. Такое увеличение действующих сил приводит к необходимости применять инструменты с большим сечением державки резьбонарезного резца, а также снижать скорости резьботочения на 15 - 20%.

Конструкции сборных резьбовых резцов должны обеспечивать возможность поворота многозубой режущей пластины на угол подъема нарезаемой резьбы. Однако для регулирования наклона многозубой плазтины приходится учитывать, что она не может быть просто наклонена на соответствующий угол, как это принято для однозубых резьбовых пластин. В таком случае один или более зубьев, входящих первыми в соприкосновение с заготовкой, окажутся лежащими вне плоскости, проходящей через линию центров при обработке детали. Это вызовет искажение кинематических углов резания, ухудшение условий обработки и качества получаемой резьбы. Вследствие этого, угол наклона многозубых пластин назначается небольшим: пластин типов Ъ и М - в пределах 1-2°, пластин типа Т еще меньше - в пределах 0-1°. При выборе инструмента следует приближено учитывать корреляцию углов подъема нарезаемой резьбы и наклона пластины.

№2(27)2005 31

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ИНСТРУМЕНТ

Последний зуб многозубой режущей пластины имеет, в отличие от предшествующих зубьев, полный профиль резьбы, поэтому всем зубьям, включая последний, необходимо выйти из контакта с деталью в конце резьбонарезания. Это требует обеспечения свободного выхода инструмента по окончании продольного прохода, либо наличия достаточной по длине канавки под выход инструмента. В противном случае обработанная деталь будет иметь увеличенный сбег резьбы, соответствующий количеству зубьев с неполным профилем режущей пластины. Если это недопустимо конструкцией детали и резьба должна быть обработана в упор или без сбега, целесообразно применять однозубые режущие пластины или пластины вертикального расположения (рис. 5), позволяющие при этом производить обработку резьбы с использованием заднего центра, между буртами, а также и за буртом со стороны

Сравнительные характеристики пластин различных типов по результатам проведенных производственных испытаний и квалиметрического анализа приведены в табл. 2. Исходные данные при проведении испытаний и анализе следующие: тип резьбы - метрическая, наружная, правая - М100х2мм; обрабатываемый материал - сталь хромомолибденоалюминиевая марки 40ХМЮА; испыты-вавшиеся пластины - стандартные, типа Ъ и типа Т; направление поперечной подачи инструмента - отклоненное врезание (1°) вдоль боковой стороны профиля резьбы; производитель резьбовых пластин - компания Уагдиэ; число проходов инструмента - нормируемое с учетом свойств обрабатываемого материала согласно [6].

Результаты сравнительных испытаний различных типов зменных режущих пластин резьбовых резцов и проведенный квалиметрический анализ свидетельствуют о преимуществах многозубых пластин по сравнению с однозубыми, что выражается в существенном (кратном) увеличении производительности резьбонарезания и соответствующем

Таблица 2

Характеристики пластин Стандартные пластины Пластины типа Z Пластины типа Т

Количество зубьев пластинь 1 2 8

Число чеэновых проходов 12 8 1

Число чистовых проходов 2 2 1

Скорость резания, м/мин 120 120 120

Основное время, мин 1,75 1,25 0,25

Количество деталей на режущую кромку 200 500 2500

Увеличение производительности - 40% 700%

сокращении основного времени обработки, многократном повышении времени резания (стойкости), улучшении л обеспечении стабильности качества обрабатываемых резьб в течение всего периода стойкости инструмента. Изложенное позволяет рекомендовать применение многозубых сменных режущих пластин резьбовых резцов практически во всех случаях, где обеспечивается свободный выход пластины по окончании продольного прохода инструмента (достаточный его перебег), или допускается увеличенный сбсг нарезаемой на детали резьбы, а такжэ используются для резьботочения технологические системы средней и повышенной жесткости.

Литература

1. Азгальдов Г.Г. Количественная оценка качества продукции-квалиметрия. - М.: Знание, 1986. - 116 с.

2. Хвастунов P.M. Экспертные методы квалиметрии. -М.: Академия экономики и права, 1998, 120 с.

3. Токарный инструмент. Каталог фирмы Sandvik Coromant. С - 1UÜÜ:/, 2ÜUU, bf'¿ с.

4. Токарный инструмент. Каталог фирмы Seco Tools. ST 025017, 2002, 496 с.

5. Обзорный каталог продукции 1SCAR, 2001, 600 с.

6. Резьботокарный и резьбофрезерный инструмен-. Каталог фирмы Vargus. 002 ЕЕ, 2002, 190 с.

7. Общий каталог. Каталог фирмы Mitsubishi Carbide. CR 001,2301,501 с.

8. Режущий инструмент. Каталог фирмы Korloy Inc., 2002, 269 с.

Разработка инструмента для электромеханически обработки

Д.Н.ФИНАТОВ, доцент, канд.тех.наук, БрянГТУ, г.Брянск

Одним из основных направлений современной технологии машиностроения является совершенствование как традиционных технологических процессов, так и создание новых высокоэффективных. Для увеличения производительности обработки и повышения качества поверхностного слоя деталей разрабатываются новые, в том числе и комбинированные технологии.

Развитие инструментального обеспечения неотрывно звязано с развитием технологий машиностроения. Для новой технологии создается новый инструмент, точно также, как для нового инструмента необходима новая техно-

32 № 2 (27) 2005

логия. Развитие электромеханической обработки (ЭМО) позволяет выявлять все новые области ее применения [1]. ЭМО оснсвана на сочетании термического и сило вого воздействия на поверхность обрабаты ваемой детали, что приводит к изменению физико-механических и геометрических пока зателей поверхностного слоя деталей. С использованием этого свойства научные исследования направлены на расширения возможностей ЭМО, таких как упрочнение поверхностного слоя, восстановление (увеличение) размера детали, как с применением добавочного материала, так и без него, нанесение покрытий, получение