Проектирование маршрута технологического процесса механической обработки заданной детали (стр. 5 из 10)

Вращение пластины происходит из-за сил трения, возникающих между режущей и обрабатываемой поверхностями. Направление вращения зависит от того, к какой (к обрабатываемой или к уже обработанной) поверхности заготовки обращена задняя поверхность пластины. Соответственно, существует понятие прямого и обратного резания. В том случае, когда задняя поверхность пластины обращена к обработанной поверхности, вращение пластины совпадает с направлением подачи (прямое резание). Если задняя поверхность пластины обращена к необработанной поверхности заготовки, то вращение режущей пластины не совпадает с направлением подачи (обратное резание). За счет наклона режущей кромки самовращающихся круглых пластин можно повысить их стойкость.

Эксплуатационные характеристики и технологические возможности таких пластин (независимо от направления вращения, угла наклона и способа крепления) зависят от условий для дробления стружки.

Токарной обработке обычно подвергаются заготовки с твердостью 156...260 НВ, однако современные керамические материалы, выполненные, например, на основе триоксина алюминия, нитрида кремния с раз личными добавками (качественные характеристики которых близки к синтетическому алмазу), позволяют обрабатывать заготовки с твердостью до 59 HRC3.

Токарные пластины могут оснащаться режущей кромкой, выполненной из более прочного материала, чем основание. Сменные пластины из высокопрочного твердого сплава, у которых одна из вершин имеет вставку из синтетического поликристаллического алмаза, могут использоваться, например, для обработки алюминиевых сплавов, при этом скорость резания может достигать 500 м/с при подаче 0,1. ..0,5 мм/об.

Неперетачиваемые минералокерамические пластины обычно применяют при обработке закаленных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов. Конструкции пластин (и их крепления) аналогичны конструкциям твердосплавных неперетачиваемых пластин.

Минералокерамика имеет низкую теплопроводимость и склонна к образованию трещин. При установке керамические пластины не должны выступать за габариты головки резца более чем на 1 мм. Их не применяют при прерывистом резании и на заготовках, имеющих значительные перепады припуска, так как разрушение пластин происходит уже при входе и выходе их из зоны резания. Поэтому целесообразно использовать керамические пластины только в условиях получистовой и чистовой обработки, в стабильных условиях непрерывного резания.

Применение сверхтвердых материалов и керамических пластин при обработке металлов резанием позволяет уменьшить основное время в 5-10 раз. Скорость резания выбирают максимально возможной, глубину - исходя из припуска, а подачу - в зависимости от заданных величин параметров шероховатости. Следует учитывать, что эффективность применения сверхтвердых материалов для точения зависит в большей мере от оборудования, чем от инструмента. На низкоскоростном, нежестком оборудовании эффективность таких резцов не будет реализована.

Токарные станки с ЧПУ оснащаются приводом, развивающим мощность до 90 кВт и скорость вращения шпинделя более 800 с -1. При таких скоростях теплота в основном отводится со стружкой и в заготовке не возникает температурных деформаций, что позволяет после черновой обточки переходить на чистовую и при этом иметь отклонение от цилиндричности в пределах 5 мкм.

Применение твердых сплавов, керамики, поликристаллических сверхтвердых материалов повышает требования к беззазорности крепления таких пластин, точности и повторяемости установки (положение режущей кромки пластин при их повороте).

Токарные резцы (особенно для станков с ЧПУ) должны оснащаться многогранными неперетачиваемыми пластинами с износостойким покрытием, например из корбида титана (TiC). Целесообразно использовать новые режущие материалы (безвольфрамовые, высокотвердые, с многослойными покрытиями и т.д.) наиболее полно удовлетворяющие требования механической обработки валов в заданных условиях.

При фрезеровании плоскостей насадными торцевыми фрезами с механическим креплением пластин целесообразно использовать твердый сплав. Для спиральных сверл диаметром до 300 мм (с цилиндрическим и коническим хвостовиком) применяется как быстрорежущая сталь, так и твердых сплав. Сверла диаметром более 30 мм могут выполнять комбинированными, сборными или составными.

Центровые отверстия на валах выполняются обычно центровыми сверлами из быстрорежущей стали Зенкеры и развертки могут быть изготовлены из быстрорежущей стали или из твердого сплава.

Метчики обычно изготавливаются из быстрорежущей стали.

Вспомогательный инструмент целесообразно выбирать толькостандартизованный и унифицированный.

Целесообразно уделить особое внимание оборудованию с ЧПУ и средствам автоматизации загрузки и выгрузки заготовок В зависимости от типа производства деталей, выбранного оборудования выбираются зажимные приспособления на одну операцию (на которую выполняется технологическая наладка), на базе технико-экономического анализа.

При выборе контрольных приспособлений следует уделять особое внимание средствам активного бесконтактного контроля.

Особое внимание необходимо уделить материалу режущей части
металлорежущего инструмента. Выбор материала режущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности и снижения себестоимости обработки. Для анализа выбираемого материала режущей части, например резца, применяемого для обточки вала, составляется сравнительная таблица, пример которой представлен в табл. 7.2.

Таблица 7.2

№ операции	Наименование операции	Вид инструмента	Возможный материал режущей части	Выбранная марка материала
010	токарная	Резец проходной	Р18 Р6М5 ВК8 Т15К6	Т15К6

Т15К6 – твердые сплавы –они лучше сопротивляются изнашиванию для конструкционных сталей, имеющих большую твердость.

8. Выбор припусков на механическую обработку

После разработки маршрутного технологического процесса определяются припуски и операционные размеры. Для облегчения понимания расположения припусков на обработку необходимо изобразить схему припусков и допусков на обработку, пример которой изображен на рис. 8.1.

Расчет припусков на обработку производится на основе аналитического метода. Учитывая форму заготовки и требования к качеству поверхности для расчета припуска выберем цилиндрическую поверхность.

Суммарное отклонение:

,

где

мм – погрешность базирования;

мм – погрешность закрепления;

мм – погрешность положения в приспособлении.

мкм

Остаточные пространственные отклонения:

мкм

мкм

мкм,

где Δ₁ – отклонение на предварительное точение;

Δ₂ – отклонение на окончательное точение;

Δ₃ – отклонение на предварительное шлифование;

Минимальные значения припусков:

где

- значение шероховатости по переходам;

- допуск после технологического перехода;

- значение остаточного пространственного отклонения после перехода.

Обтачивание предварительное:

мкм

Обтачивание окончательное:

мкм

Шлифование предварительное:

мкм

Шлифование окончательное:

мкм

Шлифование предварительное:

мм

Обтачивание предварительное:

мм

Обтачивание окончательное:

мм

мм

мм

Шлифование окончательное:

мм

Шлифование окончательное:

мм