CC BY
63
Секция «Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники» УДК 621.9.025.01
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПО IGRIND
М. Н. Цугленок, А. В. Вайлов, Н. Ф. Янковская, Е. О. Ширшов Научный руководитель - Н. А. Амельченко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматриваются возможности проектирования и заточки осевого инструмента из твердосплавных материалов с применением специализированного программного обеспечения. Показано, что применение специализированного ПО существенно сокращает сроки проектирования и изготовления осевого инструмента.
Ключевые слова: инструмент, твердый сплав, проектирование, заточка, управляющая программа.
SINGULARITY OF MANUFACTURE METHODS FOR HARD-ALLOY TOOL MANUFACTURING BY USING SPECIALIZED SOFTWARE IGRIND
M. N. Tsuglenok, A. V. Vailov, N. F. Yankovskaya, Е. O. Shirshov Scentific Supervisor - N. A. Amelchenko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: [email protected]
This work shows the possibility to design axial cutting hard-alloy tools and sharpen them by using the specialized software. It proves that by using the special software cuts dramatically a design work time & manufacturing of axial hard-alloy tools.
Keywords: cutting tool, hard-alloy, design work & manufacturing, sharpening, specialized software, control program.
Работоспособность режущего инструмента (РИ) оказывает существенное влияние на экономическую эффективность процесса резания при изготовлении изделий РКТ из современных жаропрочных, титановых и алюминиевых сплавов. Это вызывает необходимость разработки новых конструкций инструмента с применением современных инструментальных материалов, повышения его надежности, точности и качества.
Инструменты из инструментальных сталей остаются востребованными благодаря совершенствованию физико-механических свойств поверхностного слоя за счет упрочнения поверхности и нанесения износостойких покрытий, однако не в полной мере удовлетворяют современным требованиям по износостойкости и теплостойкости.
Процесс проектирования режущего инструмента, в основном, направлен на выбор материала режущей части, отработку его конструкции и технологии изготовления, что существенно влияет на эффективность и производительность процесса.
Твердые сплавы все шире используются взамен быстрорежущим сталям при изготовлении режущих инструментов для выполнения таких операций как сверление, зенкерование, развертывание, точение и фрезерование. Этому способствует применение перспективных конструкций режущих пластин и возможности подвода смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания через центральное отверстие. Прочность самих пластин возрастает за счет применения мелкодисперсных и наноразмерных порошков твердых сплавов, а стойкость повышается за счет нанесения покрытий разного функционального назначения [1].
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1
Применение монолитных спеченных стержней из твердого сплава для изготовления осевого инструмента типа сверл, разверток, концевых фрез малых диаметров сегодня является наиболее перспективным и эффективным направлением.
Создание инструмента обычно связанно с процессом проектирования конструкций, с отработкой технологического процесса изготовления инструмента, с определением оптимальных условий его эксплуатации и др. операций. Это значительно увеличивает сроки изготовления инструментов.
Применение специализированного программного обеспечения ¡Оппс1 для заточных станков с числовым программным управлением ANKA типа RX7/GX7 (рис. 1) существенно сокращает сроки проектирования и упрощает процесс производства режущих инструментов типа сверл, зенкеров, разверток, концевых фрез и борфрез разной геометрии.
Рис. 1. Заточной станок АМКА RX7
Для изготовления инструмента на данном станке необходимо разработать управляющую программу. При этом процесс проектирования осуществляется в режиме диалога. На первом этапе осуществляется ввод основных параметров: диаметра инструмента, числа зубьев, задается форма торцовой части (плоский, с угловым радиусом, с фаской или сфероторец), число канавок и угол конуса (для конического инструмента), а также материал РИ.
На втором этапе задается геометрия угловых параметров: передний (у) и задний (а) углы, угол подъема винтовой канавки ю, радиус закругления г, ширина ленточки /, угол при вершине и другие параметры. Указывается технология - изготовление или переточка. На основании введенных параметров программа предлагает последовательность операций: оцифровка, обработка канавки из целого образца, окончательная обработка внешнего диаметра, формирование подточки на торце и финишную обработку торца. При задании угловых параметров следует учитывать рекомендации [2].
На рис. 2 показана последовательность выполнения операций при изготовлении осевого инструмента из твердосплавных стержневых заготовок.
Для изготовления фрезы с плоским торцом, например диаметром 10 мм, следует задать угол подточки на дне в пределах 35...60° (рис. 2, а). Далее назначается длина нарезной части по внешнему диаметру инструмента и длина канавок (рис. 2, б). На основании заданного угла наклона программа рассчитывает шаг винтовых канавок и их финишную глубину. Таким образом определяется величина снимаемого припуска и устанавливается число черновых и чистовых проходов (рис. 2, в). На черновых проходах следует задавать максимальную глубину резания t = 1 мм (два прохода). Далее следует
Секция « Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники»
чистовой проход при ^ = 0,5 мм и финиш по внешнему диаметру при ^ = 0,2...0,1 мм. При чистовых проходах формируется поднутрение под углом 2°.
При формировании ширины ленточки по внешнему диаметру, учитывая данные [3], следует задать первичный задний угол (например, а1 = 9°) и вторичный (например, а2 = 20°), а также указать глубину резания ^ = 0,01 мм и число проходов -1.
На основании заданных геометрических параметров из редактора кругов выбирается тип заточного инструмента (рис. 2, г), который устанавливается на оправке для закрепления в шпинделе станка.
С учетом заданных параметров и типов кругов осуществляется прорисовка предлагаемой конструкции инструмента, где можно просмотреть полученную геометрию в разных плоскостях с целью выявления погрешностей, допущенных в процессе проектирования. При обнаружении ошибок возможна доработка конструкции. После тщательного анализа конструкции формируется управляющая программа, которая переносится на станок.
На рис. 3 показана прорисовка инструментов в пакете ПО ¡Огтё.
Рис. 3. Прорисовка инструмента в программе Югтё
При проведении исследований для изготовления осевого инструмента из стержневых заготовок твердосплавных материалов были использованы алмазные круги отечественного производства. Фрезерование винтовых канавок проводили при скорости подачи 75 мм/мин. При финишной обработке внешнего диаметра и ленточки скорость подачи составляла 50 мм/мин. Частота вращения кругов задана постоянной и обеспечивается кинематикой станка.
Таким образом, на основании экспериментальных данных установлено, что применение специализированного программного обеспечения ¡Огтс1 значительно упрощает процессы проектирования и изготовления осевого инструмента из твердосплавных стержневых заготовок.
Изготовленные опытные образцы осевого режущего инструмента отличаются повышенной точностью геометрических параметров и высоким качеством обработки основных поверхностей.
Библиографические ссылки
1. Локтев Д., Ямашкин Е. Основные виды износостойких покрытий // Наноиндустрия, 2007. № 5. С. 24-30.
2. Справочник конструктора-инструментальщика / под общ. ред. В. А. Гречишникова и С. В. Кирсанова. 2-е изд. перераб. и доп. М. : Машиностроение, 2006. 542 с.
3. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания : справ. / В. И. Баранчиков, А. В. Жариков, Н. Д. Юдина и др. ; под общ. ред. В. И. Баранчикова. М. : Машиностроение, 1990. 400 с.
© Цугленок М. Н., Вайлов А. В., Янковская Н. Ф., Ширшов Е. О., 2016
