CC BY
21
УДК 621.923.5(043)
ОТДЕЛОЧНО-ЗАЧИСТНАЯ ОБРАБОТКА СМЕННЫХ МНОГОГРАННЫХ ПЛАСТИН РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
А. В. Липов, Г. С. Большаков, А. Л. Чернов
FINISHING-STRIPPING INDEXABLE VERSATILE CUTTING TOOL INSERTS
A. V. Lipov, G. S. Bolshakov, A. L. Chernov
Аннотация. В статье рассмотрены конструкции различных вибрационных устройств для округления режущих кромок сменных многогранных пластин (СМП) режущего инструмента. При этом за критерии обработки принимались производительность и процент брака деталей, обусловленного сколами и выкрашиваниями режущих кромок, связанными со столкновениями деталей между собой. Установлено, что СМП с центральными отверстиями следует обрабатывать в кассетных барабанах, а без отверстий - в отдельных локальных камерах вместе с обрабатывающей средой.
Ключевые слова: сменная многогранная пластина, барабан, обрабатывающая среда, сколы, брак.
Abstract. In the article designs of various vibration devices for rounding of cutting edges of the replaceable many-sided plates (RMSP) of the cutting tool are considered. Thus productivity and percent of marriage of details were accepted to criteria of processing caused by chips connected with collisions of details among themselves. It is established that NSR with the central openings should be processed in cassette drums, and without openings - in separate local cameras together with the processing environment.
Key words: removable plate multifaceted, drum, processing environment, chips, defects.
Сменные многогранные пластины (СМП) режущего инструмента изготавливают из различных твердых сплавов, относящихся к хрупким материалам. По конструкции СМП могут быть с центральными отверстиями и без них. В некоторых случаях окончательной операцией доработки таких пластин может назначаться виброабразивная обработка для округления режущих кромок. Величина радиуса округления предусмотрена ГОСТ 19086-80 и зависит от размеров СМП, ее материала, а в некоторых случаях и от дальнейшего применения.
Базовой конструкцией виброабразивной установки для округления режущих кромок является промышленная вибрационная машина марки ВМ (рис. 1). Она состоит из упругоподвешенного корпуса (рабочего контейнера) с днищем округлой формы 1, основания с эксцентриковым вибратором 2 и пружинной подвески 3. Обрабатывающая среда 4 (обычно в виде абразивных гранул) вместе с деталями 5 загружаются в определенной пропорции в рабочий контейнер. Затем включается вращение вала эксцентрикового вибратора и начинается обработка. Время обработки определяется временем достижения требуемого радиуса округления режущих кромок.
Рис. 1. Промышленная вибрационная машина марки ВМ
При использовании данной схемы обработки «внавал» деталей и обрабатывающей среды в рабочем контейнере могут возникать значительные усилия, действующие при столкновении деталей между собой, что может привести к появлению брака деталей в виде значительных сколов и выкрашиваний на опорных плоскостях, гранях и режущих кромках СМП.
Для уменьшения усилий, действующих на детали при столкновениях, СМП и обрабатывающую среду можно размещать в рабочем барабане 1 диаметром 0,7-0,95 диаметра округлой части рабочего контейнера (рис. 2) [1]. Уменьшение усилий столкновений, действующих между деталями в таком устройстве, достигается за счет снижения интенсивности колебаний рабочего барабана при введении в систему дополнительной массы.
7
Рис. 2. Вибрационное устройство с барабаном 161
Для дальнейшего снижения усилий столкновений между СМП рабочие барабаны 1 с обрабатывающей средой и СМП следует закладывать в несущую среду 2 в виде металлических отходов, гальки, песка и т.д. (рис. 3) [2]. В этом случае вибрационные импульсы передаются рабочим барабанам через несущую среду, что также снижает уровень их колебательных движений и усилия столкновения между СМП.
Рис. 3. Вибрационное устройство с барабанами и несущей средой
В том случае, когда невозможно обеспечить качественную обработку СМП с использованием вышеописанных устройств, решить данную проблему можно при помощи специально разработанных конструкций кассетных барабанов, свободно размещенных в рабочих контейнерах вместе с обрабатывающей средой (рис. 4) [3].
Рис. 4. Вибрационное устройство с кассетным барабаном
162
Установка СМП 1 осуществляется на осях 2, смонтированных в кассетном рабочем барабане 3 с наружным диаметром 0,5-0,6 от диаметра округлой части днища. Обрабатывающая среда размещается в рабочем контейнере и контактирует с СМП, закрепленными в барабане. Устройство может обеспечить эффективную и качественную обработку деталей без выкрашиваний и сколов за счет устранения контакта обрабатываемых деталей между собой, практически независимо от режимов обработки.
Для подтверждения теоретических исследований были проведены эксперименты по округлению режущих кромок СМП 8КИМ-150416 (ГОСТ 19052-80) с диаметром вписанной окружности 20 мм, используемых в качестве режущей части резцов для токарной обработки. Обработка проводилась в рабочем контейнере с диаметром округлой части днища 300 мм; обрабатывающая среда - формованный абразивный наполнитель ПТ 10^10; рабочая жидкость -3 %-й раствор соды кальцинированной. Режимы обработки: частота колебаний контейнера - 1500 мин-1; амплитуда колебаний - 2,5 мм.
В качестве критерия эффективности обработки принято время, за которое радиус округления р достигает рационального значения (для сплава Т15К6 р = 0,06-0,08 мм). Кроме того, в каждом случае обработки определялся процент бракованных СМП по причине выкрашивания их режущих кромок. Выявление брака СМП, связанного с выкрашиванием их режущих кромок, проводилось по методике, изложенной в ГОСТ 19086-80. При этом партии деталей подвергались сплошному контролю.
В каждом опыте обрабатывалось по 200 СМП. При этом в первом опыте обработка проводилась в базовой виброабразивной установке, загруженной на 70 % обрабатывающей средой, во втором опыте - в рабочем барабане диаметром 270 мм, загруженном на 70 % обрабатывающей средой. В третьем опыте обработка проводилась в трех рабочих барабанах диаметром 70 мм, загруженных на 70 % обрабатывающей средой и размещенных вместе с несущей средой в виде гальки в рабочем контейнере. В четвертом опыте СМП устанавливались на осях трех кассетных барабанов, загруженных вместе с обрабатывающей средой в рабочие контейнеры.
Результаты сравнительных опытов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты сравнительной обработки СМП
№ опыта Количество обрабатываемых СМП, шт. Время обработки, мин Брак СМП по причине выкрашивания режущих кромок,%
1 200 67 10
2 200 73 8
3 200 85 5
4 200 68 -
Из результатов испытаний видно, что при снижении режимов вибрационных колебаний обрабатывающей среды и СМП количество бракованных деталей уменьшается, очевидно, из-за снижения воздействий деталей друг на друга при столкновениях. Однако производительность обработки при этом значительно снижается, а попытки ее проведения без брака все равно не приводят к успеху.
Без брака с высокой производительностью удается обрабатывать СМП с центральными отверстиями в кассетных барабанах, свободно размещенных в рабочих контейнерах. При этом можно совмещать время обработки СМП в одном барабане со временем их установки в другом.
Проведеные исследования показали, что для того чтобы обработать СМП без брака в виде сколов и выкрашиваний их кромок, детали не должны иметь возможности контактировать друг с другом при обработке. Например, если СМП с центральными отверстиями, то их можно устанавливать в кассетные барабаны, если без отверстий, то для них следует создавать локальные области с обрабатывающей средой в рабочих барабанах и т.д.
Список литературы
1. А. с. 10202214А СССР. Устройство для вибрационной обработки / Игнатьков Д. А. и др. - Опубл. 30.05.80, Бюл. № 20.
2. А.с. 626941 СССР. Способ вибрационной обработки деталей / Мукомел А. В. и др. -Опубл. 05.10.78, Бюл. № 37.
3. Пат. 2286239. Российская Федерация. Устройство для вибрационной обработки деталей / Трилисский В. О. и др. - Опубл. 27.10.2006, Бюл. № 30.
Липов Александр Викторович
кандидат технических наук, профессор, декан факультета машиностроения, транспорта и энергетики, Пензенский государственный университет E-mail: [email protected]
Большаков Герман Сергеевич кандидат технических наук, доцент, кафедра металлообрабатывающих станков и комплексов, Пензенский государственный университет E-mail: [email protected]
Чернов Алексей Леонидович
аспирант, кафедра металлообрабатывающих станков и комплексов, Пензенский государственный университет E-mail: [email protected]
Lipov Alexandr Victorovich Candidate of engineering sciences, professor, dean of engineering, transport and energy, Penza State University
Bolshakov German Sergeevich Candidate of engineering sciences, associate professor, sub-department of machine tools and systems, Penza State University
Chernov Alexey Leonidovich Postgraduate student, sub-department of machine tools and systems, Penza State University
УДК 621.923.5(043) Липов, А. В.
Отделочно-зачистная обработка сменных многогранных пластин режущего инструмента / А. В. Липов, Г. С. Большаков, А. Л. Чернов // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2013. - № 1 (5). - С. 160-164.
