Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА І. Производству сменных миогограшплхпластиндлячисювоготочения
1.1. Проблемы и перспективы применения отечественных твердосплавных резцов со сменными многогранными пластинами 11
1.2 Современные формы передней поверхности твердосплавных сменных многогранных для чистовою 14
1.3. Преимущества резцов с укороченной передней поверхностью 27
1.4 Цель и задачи работы 30
ГЛАВА 2. Сопоставление режущил свойств отечественных сменных многогранных пластин для чистового точения с зарубежными аналогами 31
2.1 Методика проведения стой костных экспериментов 32
2.2 Сравнение режущих свойств сменных многогранных пластин из сплава серии МС с зарубежными аналогами 33
2.3 Сравнение режущих свойств сменных многогранных пластин производства ОАО «Кировградский завод твердых сплавов» с зарубежными аналогами 37
2.4 Сравнение режущих свойств сменных многогранных пластин из сплава серии МС и производства ОАО «Кировградский завод твердых сплавов» с зарубежными аналогами 49
Выводы по второй главе 52
ГЛАВА 3. Влияние угла при вершине твердосплавных сменных многогранных пластин на основные характеристики процесса резания в условиях чистового точения
3.1. Краткий обзор существующих рекомендаций по выбору геометрической конфигурации рабочей части токарных резцов 54
3.2. Влияние угла при вершине сменной многогранной пластины на сюйкосіь инструмента при точении 59
3.3. Влияние угла при вершине СМИ на скорость резания, при наличии струж-козавивающей геометрии на передней поверхности 83
Выволы по третьей главе 87
ГЛАВА 4. Проектирование конструкции сменной многогранной пластины 88
4.1 Условия проектирования геометрии спорного режл і него инструмента 88
4.2 Отработка стружкодрооящей геометрии рабочей части сменной многогранной пластины 4.3. Прогнозирование стружкодробления в условиях чистовою точения .95
4.4. Обработка сгружкодробящей і еочегрии твердосплавной режущей пластины 106
4.5. Расчет рабочих углов
4.5.1 Определение координат точек 117
4.5.2 Расчет скорости резания и рабочих углов резца 117
4.6 Анализ конструкции режущей пластины на прочность 129
Выводы по четвертой главе 134
ГЛАВА 5. Увеличение эксплуатационного ресурса сменных многогранных пластин при чистовой токарной обработке 136
5.1 Токарная обработка резцами с укороченной задней поверхностью... 136
5.1.1 Результаты экспериментов по точению чугуна резцами с укороченной задней поверхностью 136
5.1.2 Экспериментальная проверка эффективности искусственною ограничения задней поверхности 138
5.1.3 Расчет на прочность СМИ с ограничивающей канавкой 139
5.1.4. Изменение температуры резания R зависимости от изменения длины площадки контакта на задней поверхности 141
5.2 Внедрение результатов исследований 143
5.3 Ресурсосберегающая технология нарезания резьбы 144
5.4 Влияние смещения вершины проходного резца ниже оси центров на его стойкость 152
Выводы по пятой главе 156
Заключение 157
Список использованной литературы
- Современные формы передней поверхности твердосплавных сменных многогранных для чистовою
- Сравнение режущих свойств сменных многогранных пластин из сплава серии МС с зарубежными аналогами
- Влияние угла при вершине сменной многогранной пластины на сюйкосіь инструмента при точении
- Расчет скорости резания и рабочих углов резца
Современные формы передней поверхности твердосплавных сменных многогранных для чистовою
В силу сложившихся традиций еще в период плановой экономики в нашей стране российские инструментальные заводы выпускают только корпуса для сборных инструментов. Изготовление твердосплавных сменных многогранных пластин (СМП) для их укомплектования осуществляется на специализированных предприятиях, ранее входивших в состав Министерства цветной металлургии СССР. В настоящее время в РФ осталось два завода, работающих полноценно, из существовавших пяти в СССР Это «Кировградский завод твердых сплавов» (Свердловская обл.) и завод «Победит» (г. Владикавказ). «Московский завод твердых сплавов», созданный на базе опытного завода ВІ ІИИТСа, не располагает достаточными мощностями для удовлетворения металлообрабатывающей промышленности страны в СМП. Производственные мощности «Московскою комбината твердых сплавов» реконструированы шведской фирмой Sandvik Coromant, под контролем которой объединенная компания «САНДВИК-МКТС» выпускает СМП.
В целом, производство сборного твердосплавного инструмента с 1990 года уменьшилось в физическом объеме в 8-Ю раз, в связи с чем, происходит активное замещение этого инструмента в промышленности импортными инструментами. Ііолсс 25% режущего инструмента из твердых сплавов и сверхтвердых материалов поступает из-за рубежа [4].
Номенклатура сборных режущих инструментов отечественного производства, а также их качество, уступали и пока еще продолжают уступать зарубежным инструментам. В результате тгого инструментальное обеспечение машиностроительных предприятий, в основном, базируется на зарубежных поставках Такая практика может негативно отразиться на экономической безопасности страны. Поэтому основной задачей российской инструментальной промышленности на ближайшее время является освоение выпуска отечественных инструментов., которые по функциональным показателям не уступали бы своим зарубежным аналогам
Основная системная проблема станкои нструментальной отрасли заключается в том, что технический уровень и совокупный объем ноу-хау, имеющеюся у производителей станков и инструмента, не позволяет им предложить машиностроительному комплексу достаточное количество видов конкурентоспособной импортозамещающей продукции. Условно эту проблему можно обозначить как проблему низкой конкурентоспособности продукции отечественной стаї і коинструментальной отрасли [4].
В настоящее время для этою имеются все необходимые предпосылки. Так, наиболее широкая номенклатура корпусов сборных инструментов с СМП освоена на ОАО «Специнструмент» (г. Георгиевск) [59]. Предприятие располагает современным технологическим оборудованием, что позволяет изготавливать корпуса инструментов в соответствии с международными требованиями. По согласованию с заказчиком они укомплектовываются СМП от различных производителей
Среди отечественных производителей СМП следует выделить ОАО «Кировградский завод твердых сплавов» (ОАО «КТГС»). Благодаря проведенной коренной реконструкции производства на базе современного техно: Ю1 ическою оборудования, удалось освоить выпуск твердых сплавов и форм СМП новою поколения. На современном этапе рынок твердосплавных СМII российского производства является динамично развивающимся с темпом роста 24,7% в год, объемом, примерно, 224 млн. рублей [58]. При этом основные эксплуатационные показатели инструментов СМП, такие как износостойкость, сфужкодробящая способность, допускаемая скорость резания, вплотную приближаются к зарубежным аналогам.
Однако сложившийся стереотип низкого качеств;! отечественных инструментов во многом препятствует широкому применению этой продукции. Тем не менее, компания РИТ С (г. Москва) под лозунгом «Импортозамещение» в настоящее время проводит большую работу 110 внедрению СМП производства КЗТС в отечественном машиностроении [62]
О возросшей режущей способности отечественных СМП можно судить по результатам сравнительных испытаний, проведенных в лабораторных условиях кафедры «Инструментальные и метрологические системы» Тульского государственного университета (см 2 главу)
Тем не менее, существенным недостатком таких СМП является то, что при разработке геометрии передней поверхности она, зачастую, внешне схожа с геометрией зарубежных аналогов. А создание новых, конкурентоспособных СМП должно основываться не только на совершенствовании металлургических процессов их производства, но и геометрической конфигурацией рабочей части, от которой во многом зависит стружкодробящая способность инструмента, а также его износостойкость.
Вопросами проектирования конструкций твердосплавных СМП в РФ занимаются ВВ. Иванов [19], С Я. Хлудов [108], СВ. Михайлов [57] и др. Исследованиями по повышению эффективности стружкодробления при резании занимались Т.Н. Лоладзе, НН. Зорев [16], А.М. Вульф и др. СИ. Петрушиным [66, 6" разработана методика по определению рациональной геометрии режущей кромки. В предшествующих работах не уде. іено достаточного внимание вопросам ограничения контакта инструмента со стружкой на основе уменьшения угла при вершине применительно к сборным резцам.
Ставка на оснащение российского машиностроения преимущественно отечественными средствами производства не диктуется сиюминутными экономическими интересами с фаны и относится к категории стратегических политических решений. Несмотря на то, что такой путь развития является наиболее трудным и потребует от государства максимальных усилий, решение о преимущественной роли станкоинструментальной отрасли России в техническом перевооружении отечественного машиностроения должно быть принято по следующим причинам [4]: экономическая и политическая безопасность России, с учетом конечности сырьетшх ресурсов в долгосрочной перспективе, может быть обеспечена только за счет конкурентоспособности отечественного машиностроения, технологическая независимость которого, в свою очередь, определяется научно-техническим и производственным потенциалом станкоинструментальной отрасли; ориентация на перевооружение машиностроения исключительно за счет импорта в перспективе может обернуться спадом машиностроительного производства; страны-экспортеры механообрабатывающего оборудования и инструмента, получив контроль над средствами производства в российском машиностроении, смогут влиять на его конкурентоспособность в условиях глобальной экономики в пользу итггересов собственного машиностроения; в России исторически сложилась высокая социальная значимость машиностроения и, в частности, станкоинструментальной отрасли; ухудшение экономической ситуации на машиностроительных предприятиях, их постепенное выбывание будет вести к снижению уровня жизни значительной части населения страны, что может вызвать социальные потрясения.
Сравнение режущих свойств сменных многогранных пластин из сплава серии МС с зарубежными аналогами
На третьем этапе исешкжания провед ена проверка режущих свойств еще одной марки сплава производства ОАО «КЗТС» ТС20І IT. Твердый сплав марки TC20I1T с областью применения по ИСО PI0-Р25 им еет покрьпие типа CVD. Для оценки ею режущих свойств в распоряжении была СМП формы CNMG120408-М2 со стандартной геометрией передней поверхности, предназначенной для получистой токарной обработки. В качестве аналога для сравнения была принята СМП формы CNMG120408-М3 из твердою сплава ТК2000 с близкой областью применения по ИСО Р15 (SECO, Швеция). Ранее [33], эта СМП была испытана в лабораторных условиях при точении заготовок из легированной стали 38Х2МЮА с / = 0,5 мм, N = 0,17 мм/об без применения СОТС в сравнении с СМП формы CNMG120-108-М2 из сплава ТС20РТ (ОАО «КЗТС») с областью применения ІЮИСОР20.
Результаты сравнительного эксперимента приведены в таблице 2.6. Из нее видно, что сплав ТК2000 имеет более высокие эксплуатационные показатели, чем сплав ТС20РТ, т.к. практически одна и та же величина износа задней поверхности была достигнута за большее время при большем пути резания. Учитывая это, а также малую величину износа задней поверхности (0,17-0,18 мм), в новой серии экспериментов скорость резания была увеличена, причем для сплава ТК2000 в большей степени (тле. его предпочтительная область применения Р15).
Так, по данным [53] для обработки сталей типа 38Х2МЮА рекомендуется скорость резания V = 330 м/мин при подаче X = 0,2 мм/об и стойкости 7 =15 мин. Полученные новые результаты приведены в той же таблице, которые можно прокомментировать следующим образом. Испытания с СМП из сплава ТС20ІІТ были проведены за 7 проходов на заготовке диаметром /.) = 78-72 мм с частотой вращения я = 1000 и п = 1250 об/мин Геометрия ее передней поверхности не рекомендуется для работы с принятыми значениями глубины резания
Наблюдение за характером схода стружки на протяжении всего времени работы СМП из сплава ТС20НТ показало, что в конис 4-го прохода путаная стружка начала приобретать форму регулярных спиралей, длина которых уменьшилась до 20-30 мм к концу работы инструмента Это вызвано тем, что на передней поверхности СМП образовалась лунка износа, которая выполняла функцию стружкоформирующей канавки (рис. 2.8, б).
СМП из сплава ТК2000 было сделано всего 3 прохода (/ - 72- 70 мм; л = 1250 и 1600 об/мин), в результате которых износ задней поверхности составил 1,0 мм. Из фотографии передней поверхности (рис. 2.9, а) видно, что катастрофическому износу предшествовало образование лунки, часть которой сохранилась на ней
Износ контактных поверхностей сравниваемых СМП: а SECO; б ОАО «КЗТС» Проведенное тестирование отечественной марки твердого сплава ТС20HT показало достаточно высокую его работоспособность в условиях данною эксперимента. Однако на практике форма CNMG120408-M2 должна применяться в условиях получистового точения. В связи с угим были проведены дополнительные эксперименты по установлению диапазонов глубины резания и подач и, соответствующих данным условиям, в которых обеспечивается образование удовлетворительной формы стружки. (eh» - удовлетворительная форма стружки
Проведенными экспериментами при точении той же стали установлены диапазоны стружкодробления, которые приведены на рисунке 2.И). Из него видно, что стандартная геометрия передней поверхности данной СМП обеспечивает стабильное стружкодробление практически во всем диапазоне i-S.
На основании вышеизложенного можно констатировать, что марка ТС20НТ, входящая в линейку твердых сплавов ОАО «КЗТС», сопоставима с ее зарубежными аналогами. Стандартная геометрия передней поверхности СМП формы CNMG120408-М2 обеспечивает стабильное дробление стружки в заданном диапазоне изменения глубины резания / и подачи .V Все по создает благоприятные предпосылки для решения актуальной проблемы замещения импорта режущих инструментов при инструментальном обеспечении отечественных машиностроительных производств
Сравнение режущих свойств сменннх многогранннх пластин н и сплава серии МС и производства ОАО «Кировградский завод твердых сплавов» с зарубежными аналогами
Ранее мы по отдельности сравнивали режущие свойства СМП из сплавов серии МС и СМП производства ОАО «КЗТС». Теперь проведем серии совместных стойкостных испытаний данных СМП с зарубежными аналогами.
Итак, на іщкит этапе жаиіріш&тихі сравнение режущих свойств проведено при непрерывном продольном [Очении заготовок из коррозионно-стойкой стали марки 08Х18Н10Т (область применения М по классификации ИСО) с глубиной резания / = 0,5 мм, подачей Л = 0,21 мм/об без применения СОТС. Малая глубина резания позволила пренебречь влиянием главного угла в плане (р и использовать СМП различной геометрической формы с соответствующими им резцовыми державками. При этом применяли СМП из твердых сплавов, изготовленные в разное время различными производителями.
Из полученных результатов (табл. 2.7) видно, что СМП нового поколения производства ОАО «КЗТС» по своей износостойкости вплотную приближаются к своим зарубежным аналогам. Интересно отметить тот факт, чю в условиях данных экспериментов СМП формы 2008-0493 из сплава марки МО210, в настоящее время снятый с производства, даже превосходит свой современный аналог марку СТ25 производства Sandvik-МKTC. Превосходство этого сплава над современными аналогами GC4515 (Sandvik Coromant) и NC6110 (Korloy) было также установлено и при точении серого чугуна [20].
На шпором этапе исс.шОовашш при ускоренных испытаниях, проведенных при обтачивании торца заготовки из стали 20 в соответствии со схемой на рисунке 2.11. Там же приведены полученные результаты. В данном случае величина износа задней поверхности более 0,3 мм, не допускаемая при чистовой обработке, соответствует только одной отечественной марке твердого сплава АР10AM При этом, данный сплав превосходит свой Южнокорейский аналог - марку РС5300.
Эксперименты при торцовом точении: а схема обработки;б результаты экспериментов Кроме того, потенциальная конкурентоспособность отечественных СМП, в том числе и производства ОАО «КЗТС», установлена и при обработке материалов групп К и II [8]. О экономической целесообразности импортозамещения инструментов можно судить по результатам расчею», приведенных в [20] Систематическое и целенаправленное проведение работ по внедрению современных отечественных инструментов с СМП практически во всех металлообрабатывающих отраслях промышленности РФ сулит получить значительную экономическую выгоду в масштабах страны и обеспечить ее экономическую безопасность Однако для этого необходимо разработать технологические рекомендации, доведенные до практического применения отечественных СМП в производственных условиях. При этом они должны учитывать различное влияние величины и знака кривизны срезаемого при резании пластических и хрупких материалов на величину скорости резания [8, 20], поскольку в существующих нормативах по режимам резания эти факторы не принимаются во внимание. І Іесомненно, и то, что учет этих факторов характеризует новый подход к расчету скорости резания. Такого рода рекомендации на практике существуют у многих иностранных фирм-производителей инструмента.іьной техники.
Влияние угла при вершине сменной многогранной пластины на сюйкосіь инструмента при точении
В диссертационной работе ВВ. Иванова [19] уделяется внимание коэффициенту фения, возникающему между концом витка стружки и задней поверхностью СМП. Е го увеличение приводит к тому, что стружка начинает дробиться. Одним из способов увеличения сил трения может являться соответствующее конструктивное оформление задней поверхности СМП. К такому выводу пришли в результате анализа результатов математической модели сфужкодробления (суть которой описана ниже)
Также в работе [19] описан механизм разрушения стружки в процессе точения, который заключается в следующем. Сходя по передней поверх]?ости, стружка завивается в виток радиусом /?, свободный конец которою упирается либо в поверхность резания, либо в главную заднюю поверхность (рис 4.5). Под воздействием вновь образующихся элементов и реакции со стороны поверхности резания (главной задней поверхности) виток стремится разогнуться, что приводит к увеличению его радиуса. IB результате этого слои прирезцовой стороны стружки сжимаются, а слои свободной поверхности, напротив, растягиваются. При достижении напряжений, превосходящих значения предела прочности материала стружки, происходит разрушение витка (в точке /С на рис. 4.5).
Взаимодействие свободного конца стружки с поверхностью резания либо с главной задней поверхностью зависит от угла схода стружки по отношению к главной режущей кромке, а также о т высоты бурта, образованного поверхностью резания. В том случае, когда стружка сходит практически по нормали к главной режущей кромке, ее дробление происходит в соответствии со схемой (а) на рис. 45. Однако в большинстве случаев дробление осуществляется по схеме (б).
Также в работах [19, 9, 108] при определенной идеализации и соответствующих допущениях описан процесс дробления стружки, который схематично представлен на рисунке 4.6. Образуясь в точке /I+, принадлежащей передней поверхности, стружка двигается по круговой траектории радиусом R Совершив полный оборот торец витка стружки упирается в заднюю поверхность резца в точке В , которая близка к точке А . Согласно [107], этому соответствует конт акт боковой стороны витка стружки с обрабатываемой поверхностью вращающейся заготовки. При этом процесс образования пружки продолжается: из точки .4 непрерывно выходит стружка с постоянной скоростью Ус. Естественно, что этот процесс вызывает деформирование стружки, т.к. дойдя до точки В торец витка стружки останавливается. С ростом деформаций растут напряжения в стружке, а также усилия, действующие на стружку со стороны задней поверхности в точке В . Поэтому процесс образования стружки по схеме, изображенной на рис. 4 6, рано или поздно прекращается: стружка либо ломается под действием напряжений, либо силы трения не могут бол 1.1 не удерживаті, торец стружки в точке /І , и она начинает скользить по задней поверхности, в результате чего стружка завивается в спираль. В связи с этим в работе [19] разработана математическая модель деформирования стружки, определяющая будет ли стружка при заданном сочетании параметров процесса резания дробиться на фрагменты в виде полуколец, или завиваться в спираль. В рамках данной работы мы не будем вдаваться в подробности вывода математической модели, опишем лишь ее суть.
На рисунке 4.6 изображена расчетная схема, позволяющая сформулировать условия опирания торца витка стружки в точке # задней поверхности.
А на рисунке 4.6,б приведены силы реакции задней поверхности, действующие на торец стружки в этой точке, где R„ нормальная составляющая реакции опоры; RT - касательная составляющая
Если же торец витка стружки не скользит по задней поверхности, значит он удерживается силой трения покоя, которая больше силы -фения скольжения, т.е.: Ит КГН„. (4.2) Соотношения (4.1) и (4.2) является основой для формулировки критерия, определяющего условия перехода от процесса стружкодроб ления к процессу стружкозавивания, который в работе [19] называют критерием устойчивости стружки.
Таким образом, до тех пор, пока торец витка стружки не начнет скользить по задней поверхности, образуя спираль, он неподвижен. Следовательно, пока выполняется условие (4.2), схема шарнирного опирания становится неадекватной.
Расчетная схема (рис. 4 7) описывает процесс деформирования стружки с того момента, когда торец стружки достигнет задней поверхности резца, т.е. попадает в точку И на рис. 4.6. В этот момент изгиб витка стружки отсутствует (осью стержня является окружность радиуса К). Дальнейший процесс стружкообразования заключается в том, что из точки А с постоянной скоростью «вытекает» стружка Инерционным эффектом при расчете деформаций можно пренебречь. Так как движение торца витка стружки, находящегося в точке /У , невозможно, виток деформируется (изгибается). Этот процесс продолжается до тех пор, пока виток не разрушится под действием напряжений, вызванных деформацией, или торец витка не начнет скользить по задней поверхности резца.
Мысленно остановим процесс в некоторый момент времени. Поставим задачу определить деформации, напряжения и усилия в витке стружки. Будем называть конфигурацию, которую принимает виток в этот момент времени, актуальной. Рассмотрим процесс перехода витка стружки из начальной конфигурации в актуальную. Длина витка в начальной конфигурации равна 10 = 2л! , в актуальной - равна / = /0 + ЛЛ Таким образом, виток стружки с точки зрения механики представляет собой стержень переменной длины. Метод расчета такого стержня заключается в замене ею эквивалентным стержнем постоянной длины / = /Q + Л/, где
Ai = Ra. За начало стержня принята точка /Ї, конец стержня находится в точке И (см. рис 4.7). При переходе в актуальное состояние точка А перемещается в точку А , двигаясь по окружности радиуса R. Точка И стержня при этом остается неподвижной.
В основе математической модели заложен принцип формулирования условий устойчивости витка стружки и его прочности, где автор [19] дает ответ на вопрос: «Будет ли при заданном угле а устойчивым опирание торца витка стружки на задней поверхности или нет?». Для этого определяются реакции опоры Rx и Rn в точке В (рис. 4.7) и силы N и О при 0 = 2тс. Сила N направлена по касательной к оси стержня в актуальной конфигурации, а сила О по нормали.
На основании разработанной математической модели (полная версия которой приведена в [19]) написана компьютерная программа в среде программирования Delphi-5. Этой программой мы и воспользуемся для прогнозирования стружкодробления, в рамках данной диссертационной работы.
Исходными данными для расчета являются следующие параметры: площадь, моменты инерции и сопротивления поперечною сечения стружки., диаметр ее витка, модуль упругости и допускаемые напряжения материала стружки, а также коэффициент трения стружки о заднюю поверхность резца
Первые три параметра характеризуют форму поперечного сечения стружки, зависящую от особенностей стружкоформирующей геометрии СМ П. Модуль упругости материала стружки /; -2 105 Н/мм2 ничем не отличается от аналогичной характеристики обрабатываемого материала.
Согласно [3], коэффициент трения стали по твердому сплаву составляет 0,12. Однако с учетом вибраций, неизбежно сопровождающих процесс резания, он будет принимать меньшее значение [118]. Кроме того, тгому будет способствовать высокий класс чистоты обработки -задней поверхности, являющейся необходимым требованием ятя нормальной работы любого инструмента. Поэтому в проводимых расчетах принято значение коэффициента трения стальной стружки о заднюю поверхность твердосплавного резца А}=0,08.
В зависимости от результатов расчета выдается информация «Стружка завивается в спиралії» (в том случае, если нарушается условие устойчивости) или «Стружка дробится» (при нарушении условия прочности). В качестве дополнительной информации выдаются сведения о запасе прочности в стружке при завивании ее в спираль, значении угла а (см. рис. 4.7), при котором происходит потеря устойчивости или разрушение витка стружки (рис. 4.8, б). А также получить изображение, иллюстрирующее деформирование оси витка стружки при изменении угла а (рис. 4.8, в). Там же указано местоположение точки К, в которой напряжения достигают максимальных значений. В соответствии с этим рисунком разрушение витка стружки приводит к образованию фрагментов в виде полуколец.
Расчет скорости резания и рабочих углов резца
В ряде случаев сокращение этих затрат возможно за счет увеличения нормативного срока эксплуатации СМП, которого можно достигать по 2-м направлениям. При этом, их реализация возможна тогда, когда замена вершины СМП производится по критериям технологического затупления. Это характерно для чистовой обработки деталей нежесткой конструкции при повышенных требованиях к геометрической точности и шероховатости обработанных поверхностей. При таких условиях, как правило, ограничивающим фактором является износ задней поверхности, величина которою не превышает 0,3 мм Поэтому первое направление предусматривает повторное использование СМП с такой степенью затупления полностью не выработавших свой ресурс на других операциях, допускающих большую величину износа, например, получистовых, или при обработке более жестких деталей и т.п.
Второе направление, как это ни парадоксально, предусматривает перетачивание затупленных СМП по передней поверхности даже при наличии на них износостойких покрытий. Правомочность такого решения обосновывается тем, что при чистовом точении преимущественному изнашиванию подвергается задняя поверхность. При такой переточке на передней поверхности необходимо сформировать уступ, который будет выполнять функции удаленных стружкоформирующих элементов СМП. Геометрические параметры уступа подбираются индивидуально для каждого конкретного случая обработки по существующим многочисленным рекомендациям в этой области, например, приведенным в работе [98] После переточки СМП ее вершина смещается ниже оси центров детали, что приводит к увеличению рабочего заднего угла при наружном обтачивании. С учетом погрешности установки инструмента по высоте центров и величины переточки это смещение в самом неблагоприятном случае не превысит 0,5 мм. При наружном обтачивании заготовок диаметром более 20 мм влияние этого на процесс резания можно пренебречь. При растачивании складывается иная ситуация, т.к. такое смещение уменьшает величину рабочего заднего угла. Однако при диаметре растачиваемого отверстия более 40 мм : то также можно не принимать во внимание. При таком подходе возникнут дополнительные затраты на переточку СМП, но они будут меньше затрат на приобретение новых. Следуй- особо подчеркнуть то, что практическая реал таци я тгих двух направлений основывается на строгом соблюдении технологической дисциплины, которая является необходимым условием обеспечения требуемого качества продукции. Это также потребует четкую организацию ведения инструментального хозяйства (установление регламентов в замене СМП, их сортировку, организацию переточки и.т.п.). Тем не менее, все : то позволит предприятию выпускать качественную продукцию при минимальной ее себестоимости.
Ниже приводятся некоторые результаты использования описанных решений в конкретной производственной ситуаций на примере обработки тонкостенной корпусной детали из высокопрочной стали (8H-1500 Мl la) (рис. 5.8) на токарном станке с Ч1ІУ модели 16А20Ф3С49. Крепление заготовки детали осуществляется консольно в 3-х кулачковом патроне со специальными охватывающими кулачками. При ее изготовлении определенные трудности возникают при нарезании внутренней упорной резьбы СІІ.У1І. 104х3. Тонкая стенка детали (2,1 мм) и ее высокая прочность затрудняют стабильное получение требуемых параметров резьбы и снижают стойкость инструмента.
В качестве последнего используется резец AVRC 25D-4 фирмы Vardex (Германия), оснащенный С МП специальной формы 4IR3.0SAGE из твердого сплава VKX с широкой областью применения по ИСО. Стоимость резцовой державки составляет 1800 руб., а СМП -2290 руб.
При отработке технологии экспериментально определены количество проходов t -29 и частота вращения шпинделя п =145 об /мин, обеспечивающие максимальную виброустойчивость технологической системы. В процессе производства данной детали установлено, чю стойкость одной вершины СМП, в среднем, составляет 12 деталей Критерием ее замены служит необходимость ввода коррекции по оси X после обработки каждой детали для получения значения среднего диаметра резьбы в пределах допуска, которая возникает после обработки 8 деталей. Проведенные измерения показали, что этому моменту соответствует износ задней поверхности на участке вершины СМП со стороны угла профиля резьбы 3 в пределах 0,46 мм. При этом следует учитывать характерную особенность многопроходного нарезания резьбы резцом, которая заключается в том, что профиль резьбы окончательно формируется только на последнем проходе. Все предшествующее этому время кромки резца непродуктивно изнашиваются при выполнении предварительных проходов В результате этого потенциал резьбовых резцов по допустимому износу используется нерационально, что сокращает ресурс его продуктивной работы. Этот недостаток частично устраняется за счет применения комбинированной схемы, при которой значительный объем резьбовой впадины предварительно вырезается другим резцом с более прочной вершиной Это делается для тог о, чтобы максимально разгрузить наиболее уязвимую вершину резьбового резца, подверженную наибольшему изнашиванию.
