| Главная |
| Поиск по сайту |
Адрес этой страницы' ?>
<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>§ 1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТА
Инструменты, ранее изготовляемые из углеродистых сталей, не позволяли работать с большими скоростями резания, так как обладали низкой стойкостью, поэтому на станках трудно было обеспечить высокую, стабильную точность обработки.
Применение инструмента из быстрорежущей стали способствовало повышению скорости резания и точности обработки в несколько раз. К еще более высоким результатам привело использование инструмента, оснащенного твердым сплавом.
Создание в последние годы инструментальных сверхтвердых материалов обеспечило возможность обработки закаленных сталей. Такие детали, которые раньше обрабатывались только на шлифовальных станках, теперь можно обрабатывать на расточных и фрезерных станках. Для эффективного использования новых сверхтвердых материалов необходимо, чтобы все механизмы станка были в отличном состоянии. Такие погрешности, как биение оси шпинделя или непрямолинейность перемещения стола должны быть сведены к минимуму и находиться в пределах, которые установлены для высокоточных станков. Инструмент из сверхтвердых материалов прежде всего применяется на координатно-расточных станках, на фрезерных инструментальных станках высокого класса точности, а также на фрезерных станках с числовым программным управлением (ЧПУ) и на фрезерно-расточных станках с ЧПУ.
На этих станках применяют высококачественные шпиндельные опоры, имеются механизмы выбора зазоров в приводах подач; точно изготавливаются направляющие для подвижных узлов станка. В станках с ЧПУ используют шариковые винтовые пары с предварительным натягом. Гайка и ходовой винт в этом случае имеют твердозакаленные винтовые поверхности, по которым катятся закаленные шарики. Зазор в соединении шариков с поверхностями винта и гайки выбирается под действием сильных пружин. Направляющие для перемещаемых узлов выполняются в виде направляющих качения, у которых зазор также устраняется под воздействием значительных усилий.
Эти особенности конструкции станков позволяют применять сверхтвердый инструмент и осуществлять съем тонких слоев металла толщиной до 0,015 мм. Следует иметь ввиду, что если инструмент имеет биение в пределах 0, 015 мм, то получить высокую точность и шероховатость обработки при съеме такого припуска невозможно.
Характеристика сверхтвердых материалов и режимы резания.Сверхтвердые материалы (композит, гексанит-Р, поликристаллы твердого нитрида бора (ПТНБ и др.) в настоящее время получают широкое распространение.
Таблица 24 Геометрические параметры инструмента из ПТНБ
| Обрабатываемый материал | Передний угол, град | Задний угол, град | Угол в плане, град | Радиус при вершине, мм | |
| главный | вспомогательный | ||||
Сталь HRC 35-50 |
0 ÷ -10 | 10-12 | 30-60 | 10-20 | 0,6-0,8 |
Сталь HRC 51-65 |
0 ÷ -5 | ||||
Чугун |
-5 ÷ -10 | 10-12 | 30-60 | 5-10 | 0,6-0,8 |
Металлокерамика на основе железа |
0 ÷ -5 | 8-10 | 30-60 | 10-20 | 0,6-0,8 |
Цветные сплавы на основе меди и алюминия |
0 ÷ -10 | 8-10 | 30-60 | 5-15 | 0,6-0,8 |
Примечание. При работе с ударом и фрезеровании передний угол составляет -10 ÷ -15°.
В качестве примера приведем технические данные режущего инструмента (сборные и цельные резцы, развертки, торцовые фрезы), оснащенного поликристаллами кубического (твердого) нитрида бора, применяемого для чистовой и точной обработки деталей из закаленных сталей различной твердости, чугунов, цветных металлов и твердых сплавов (табл. 24). Рекомендуемые режимы обработки даны в табл. 25, 26.
Таблица 25 Режимы обработки при точении (растачивании)
| Обрабатываемый материал | Скорость, м/мин | Подача, мм/об | Глубина, мм |
Сталь HRC 35-50 |
90-120 | 0,01-0,15 | 0,05-0,8 |
Сталь HRC 51-65 |
70-100 | 0,05-0,5 | |
Чугун |
300-800 | 0,05-0,15 | 0,1-1,0 |
Металлокерамика на основе железа |
120-150 | 0,05-0,15 | 0,1-1,0 |
Цветные сплавы на основе меди и алюминия |
200-500 | 0,05-0,15 | 0,1-1,5 |
Примечание. При обработке сталей с ударом подача не должна превышать 0,05 мм/об.
Таблица 26 Режимы обработки при фрезеровании
| Обрабатываемый материал | Скорость,м/мин | Подача, мм / зуб | Глубина, мм |
Сталь HRC 35-50 |
120-200 | 0,02-0,08 | 0,1-0,8 |
Сталь HRC 51-65 |
100-120 | 0,02-0,05 | 0,1-0,5 |
Чугун |
500-800 | 0,02-0,08 | 0,1-1,6 |
Металлокерамика на основе железа |
150-170 | 0,02-0,05 | 0,1-0,8 |
Цветные сплавы на основе меди и алюминия |
350-600 | 0,02-0,08 | 0,1-1,0 |
При растачивании отверстий в стальных деталях стойкость резцов, оснащенных твердым поликристаллическим нитридом бора, в 6—7 раз выше в сравнении с твердосплавным резцом. Производительность повышается в 1,5 раза, достигается шероховатость поверхности по шкале Ra 1,0—0,32 мкм (7—8-й класс шероховатости).
При фрезеровании чугуна, имеющего твердость НВ 220—250, торцовой фрезой диаметром 160 мм с применением скорости резания 800 м/мин, подачи 0,05 мм/зуб и глубине резания 0,3 мм достигается повышение производительности по сравнению со шлифованием в 8—12 раз, шероховатость поверхности по шкале Ra 1—0,3 мкм (7—9-й класс шероховатости), неплоскостность поверхности в пределах 0,005 мм на длине 1000 мм.
Инструмент, оснащенный сверхтвердыми материалами, позволяет существенно повысить производительность труда и получить при этом высокое качество обрабатываемых деталей. Однако хорошему инструменту должно соответствовать отличное состояние механизмов станка и высокая квалификация рабочего.