CC BY
9
DOI: 10.47581/2021/SMTT/34.1.013
ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МЕЛКОРАЗМЕРНЫХ ОТВЕРСТИЙ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ РАЗВЕРТКАМИ Фоминов Евгений Валерьевич, аспирант (e-mail: [email protected]) Тороп Юрий Алексеевич, аспирант (e-mail:[email protected]) Алиев Мухарбий Магометович, к.т.н., доцент (e-mail: [email protected]) Донской государственный технический университет, г.Ростов-на-Дону, Россия
В данной статье исследуется особенности обработки мелкоразмерных высокоточных отверстий с целью повышения качества поверхности, определения оптимальных режимов обработки и подбора высокоэффективной смазочно-охлаждающих жидкостей и эксплуатационных свойств твердосплавных режущих материалов.
Ключевые слова: механическая обработка, смазочно-охлаждающие жидкости, твердосплавные развертки, геометрия инструмента, режимы резания.
Механическая обработка мелкоразмерных высокоточных отверстий представляет определенные технологические трудности, Часто в качестве окончательной операций применяют ручное развертывание острозаточен-ными развертками из легированных и быстрорежущих сталей.
Существо технологических трудностей определяется высокой точностью (седьмой квалитет) отверстий с малым номинальным диаметром 6...15 мм и высоким качеством (по шероховатости и волнистости) поверхности отверстий. Особенно сложно получать стабильно качественные поверхности отверстий в стальных термообработанных (HRCэ 28...32) деталях, в том числе и при ручном развертывании.
Для решения проблемы мехобработки отверстий были выбраны следующие пути: а) устранение ручного труда за счет механического развертывания; б) применение осевого инструмента для предварительной и окончательной обработки отверстий; в) ориентирование на твердосплавные монолитные развертки при окончательной обработке отверстий с целью повышения стойкости инструмента; г) определение оптимальной геометрии инструмента и режимов резания, обеспечивающих получение заданной точности и качества обрабатываемых поверхностей; д) выбор оптимального состава СОТС (смазочно-охлаждающей технологической среды) обеспечивающего стабильность и высокое качество обработанных поверхностей; е) разработка необходимой технологической оснастки для инструмента при механическом развертывании.
Экспериментальные исследования проводились на деталях из сталей ЭИ-474(12Х13Н2) и 40Х с твердостью образцов HRCэ 28...32, и из нержавеющей стали Х18Н9Т в условиях лаборатории резания Донского государственного технического университета при обработке отверстий диаметром 7...14 мм глубиной до 35 мм.
При выборе указанных направлений исследований предполагалось обеспечение точности взаимного положения внешних поверхностей относительно отверстия, за счет последующей обработки внешних поверхностей при базировании на окончательно обработанное центральное отверстие.
Технологический процесс мех обработки сводился к следующей последовательности: центрирование, сверление отверстия с припуском под развертывание, механическое развертывание. В качестве основного инструмента были приняты машинные хвостовые твердосплавные развертки диаметром 7....14 мм, из твердого сплава ВК8, Z=4 (по ГОСТ 16086-70), геометрия и режущие поверхности которых дорабатывались в соответствии с рекомендациями, полученными в результате их испытаний.
Испытания указанных твердосплавных разверток проводились на токар-но-винторезном станке мод.1К625 оснащенным плавающим патроном.
Предварительно отверстия под развертывание получались сверлением. Величина припуска под развертывание варьировалась в пределах t=0,1-0,25 мм за счет соответствующего диаметра сверла.
Настоящим исследованиям предшествовали лабораторные испытания по определению влияния режимов резания на величину шероховатости Ra. Поэтому испытания проводились в оптимальном диапазоне режимов резания при охлаждении зоны обработки поливом различными сортами СОЖ.
Твердосплавные развертки по ГОСТ 16086-70 в состоянии поставки должны изготавливаться полностью притертыми с полем допуска Н7 или К7. На основании предварительно проведенных лабораторных испытаний установлено, что монолитные твердосплавные развертки в состоянии поставки при обработке стальных деталей не обеспечивают соответствующего размера и минимальной шероховатости (7-го класса). В этой связи необходима незначительная доработка разверток (доводка цилиндрической части под размер детали и заточка заборной части). Перед применением развертки доводились по цилиндрической калибрующей части до (9-10 класса) чугунным притиром с алмазной пастой с последующей правкой передней поверхности алмазным кругом.
Дополнительная заточка передней поверхности по заборной части проводилась со следующими геометрическими параметрами: главный угол в плане 15 градусов, задний угол заборной части 6...8 градусов, передний угол заборной части 4... 6 градусов, угол наклона режущей кромки к оси развертки -5 градусов.
Оценка шероховатости производилась по среднеарифметической величине отклонения микронеровностей Ra при длине интегрирования 3.2, от-
сечке шага 2,5. В качестве измерительного прибора использовался профи-лометр-профилограф мод 296. Количество измерении на одном образце не менее 5...7.
Таблица 1 - Материал образцов сталь 25Х13Н2, НЯСэ 28...32
№№ Диаметр сверла, мм Глубина резания, 1 мм Вид Диаметр развертки, мм Параметры обработки Параметры шероховат.
п/п СОТС п, мин- 3, мм/ V, м/ми Яа, мкм класс
1 об н
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 5,5 0,25 ВаС12 6Н8 63 0,43 1,18 0,51 8а
2 5,6 0,20 МХО64 6Н8 63 0,43 1,18 0,49 8б
3 5,7 0,15 ВаС12 6Н8 63 0,43 1,18 0,39 8в
4 7,6 0,2 МХО64 8Н8 40 0,43 2,01 0,48 8б
5 8,7 0,15 МХО64 9К7 63 0,43 1,18 0,41 8б
Таблица 2 - Материал образцов сталь 40Х, НЯСэ 28...32
№№ п/п Диаметр сверла, мм Глубина резания, 1 мм Вид СОТС Диаметр развертки, мм Параметры обработки Параметры шероховат.
п, мин-1 3, мм/об V, м/мин Яа, мкм класс
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 5,6 0,20 МХО64 6Н8 63 0,26 1,18 0,61 8а
2 5,7 0,15 МХО64 6Н8 63 0,26 1,18 0,56 8а
3 5,7 0,15 МХО64 6Н8 63 0,43 1,18 0,33 8в
4 5,5 0,25 МХО64 6Н8 63 0,43 1,18 0,20 9в
5 8,5 0,25 МХО64 9К7 63 0,43 1,78 0,41 8б
6 8,6 0,20 МХО64 9К7 63 0,70 1,78 0,20 9в
Таблица 3 - Материал об
разцов сталь Х18Н9Т, НЯСэ 28...32
№№ п/п Диаметр сверла, мм Глубина резания, 1 мм Вид СОТС Диаметр развертки мм Параметры обработки Параметр шероховат.
п, мин- 1 3, мм/о б V, м/мин Яа, мкм класс
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 5,7 0,15 МХО64 6Н8 80 0,7 1,5 0,51 8а
2 8,8 0,10 МХО64 9К7 80 0,7 2,26 0,66 7в
3 8,7 0,15 МХО64 9К7 80 0,7 2,26 0,51 8а
4 8,6 0,20 МХО64 9К7 63 0,7 1,78 0,61 8а
Результаты испытаний твердосплавных разверток на различных образцах, влияние режимов резания и различных сортов СОТС на качество по-
верхности отверстий в стальных термообработанных деталях представлены в табл.1-3.
По полученным результатам можно сделать следующие выводы:
1. Для твердосплавных разверток оптимальная величина припуска обеспечивающая наименьшую шероховатость обработанной поверхности составляет для образцов из сталей 25Х13Н2, 40Х-0.15...0.20 мм; для стали 18ХН9Т-0.15 мм.
2. Оптимальная скорость обеспечивающих высокую чистоту по Ra вставляет V=0,5...2,5 м/мин.
3. Наилучшее качество обработанной поверхности обеспечивается применением полимерсодержащих СОЖ (МХО-64а) и водного 5...10%-го раствора хлорида бария.
4. Применение в качестве СОЖ хлорида бария, сопровождается коррозией обрабатываемых отверстий, требуется введение в ее состав ингибиторов коррозии.
Evgeniy Fominov,PhD student (e-mail: fominoff83@mail. ru) Yuri Torop,PhD student (e-mail:yuriy.torop87@mail. ru)
Aliev Muharbiy Magometovich, Cand.Tech.Sci., associate professor FSBOU VO Donskoy State Technical University, Rostov-on-Don, Russia TECHNOLOGY TO IMPROVE THE QUALITY OF SMALL-SIZED SOLID-ALLOY HOLES
Abstract: This article explores the specifics of processing fine, high-precision holes to improve surface quality, determine optimal processing modes and select high-performance lubricant cooling liquids and the operational properties of solid-alloy cutting materials. Keywords: mechanical processing, lubricating cooling fluids, solid alloy sweeps, instrument geometry, cutting modes.
