УЛУЧШЕНИЕ  ШЕРОХОВАТОСТИ  ОТВЕРСТИЙ  ШПИНДЕЛЬНОЙ  ОСИ  В  КОРПУСАХ  КОРОБОК  СКОРОСТЕЙ,  ОБРАБАТЫВАЕМЫХ  В  ПРИСПОСОБЛЕНИЯХ  С  АЭРОСТАТИЧЕСКИМИ  ОПОРАМИ

Лутьянов  Александр  Владимирович

канд.  техн.  наук,  доцент  Московского  университета

приборостроения  и  информатики,  РФ,  г.  Москва

E-mail: 

Преображенская  Елена  Викторовна

канд.  техн.  наук,  доцент  Московского  университета

приборостроения  и  информатики,  РФ,  г.  Москва

E-mail:  preobr-elena@mail.ru

THE  IMPROVEMENT  OF  SURFACE  ROUGHNESS  OF  OPENING  SPINDLE  AXIS  IN  THE  BUILDING  OF  GEAR-BOX,  MISAPPROPRIATE  IN  THE  ACCOMMODATIONS  WITH  AEROSTATIC  SUPPORTS

Loutianov  Alexandr

candidate  of  Technical  Science,  Associate  Professor  of  MGUPI,  Russia  Moscow

Preobrazhenskaja  Elena

candidate  of  Technical  Science,  Associate  Professor  of  MGUPI,  Russia  Moscow

АННОТАЦИЯ

В  данной  статье  рассмотрена  проблема  повышения  шероховатости  основных  отверстий  шпиндельных  бабок  станков.  В  качестве  исследовательской  задачи  авторами  была  определена  попытка  оценить  точность  обработки  отверстий  на  предприятии,  применяя  несколько  разноразмерных  твердосплавных  пластин.  Обобщен  большой  практический  опыт,  что  дало  возможность  сформулировать  оптимальные  критерии  стойкости  режущего  инструмента.

ABSTRACT

In  this  article  the  problem  of  increasing  the  roughness  core  holes  spindle  heads  machine.  As  a  research  problem  has  been  identified  by  the  authors  attempted  to  assess  the  accuracy  of  holes  in  the  enterprise,  using  several  different-carbide  inserts.  Generalized  extensive  practical  experience,  which  made  it  possible  to  formulate  the  optimal  criteria  of  resistance  of  the  cutting  tool

Ключевые  слова:  шероховатость;  твердосплавные  пластины;  стойкость  инструмента.

Keywords:  roughness;  carbide-tipped;  tool  life.

Растачивание  отверстий  корпусных  деталей  станков  в  приспособлениях  с  аэростатическими  опорами  проводится  на  Рязанском  станкостроительном  заводе.  В  настоящее  время  эксплуатируются  три  приспособления  [3,  с.  57].  За  длительный  период  эксплуатации  обработано  несколько  десятков  тысяч  корпусов,  накоплен  большой  опыт  и  собран  большой  статистический  материал  в  отношении  качества  обработки  отверстий,  что  позволило  провести  серию  исследований  по  использованию  современных  режущих  материалов.  Требования  сформулированы  в  таблице  1.  Шероховатость  поверхностей  отверстий  находилась  в  пределах  R_a  2,5  мкм,  шероховатость  торца  R_a  0,63  мкм.

Таблица  1. 

Требования  к  обработке  отверстий  шпиндельной  оси

Такой  результат  по  шероховатости  поверхностей  не  может  быть  признан  удовлетворительным,  однако,  предпринятые  попытки  улучшить  шероховатость  не  привели  к  положительным  результатам.  Были  проведены  эксперименты  по  растачиванию  отверстий  резцами  из  эльбора  (композита  —  01).  Для  улучшения  шероховатости  повысили  скорость  резания.  Шероховатость  несколько  улучшилась,  однако  в  отверстиях  получался  недопустимый  по  величине  обратный  конус,  т.  е.  размер  отверстия  увеличивался  к  концу  растачивания.  Природа  обратного  конуса  заключается  в  тепловых  изменениях  положения  вершины  резца.  Такой  же  обратный  конус  был  получен  при  повышении  в  экспериментах  скорости  резания  для  резца,  оснащенного  пластиной  твердого  сплава  марки  ВК3-М.

В  решении  проблемы  повышения  точности  предпринята  повторная  попытка  найти  пути  улучшения  шероховатости.  Завод  обратился  к  научно-технической  фирме  «Технополис»  с  просьбой  об  оказании  помощи  в  решении  проблемы.

«Технополис»  предложил  испытать  четыре  наименования  твердосплавных  пластин  фирмы  «Кеннаметал»  и  одну  пластину  из  кубического  нитрида  бора  МКВ5625.  Все  пластины  имели  радиусы  при  вершине  0,8  мм,  четыре  наименования  имели  зачистную  кромку  (таблица  2).  Для  крепления  пластин  была  поставлена  одна  державка  10х10  мм,  которую  встроили  в  резцедержатель  диаметром  Ø  30  мм.

Таблица  2. 

Перечень  пластин,  приобретенных  через  «Технополис»  и  результаты  испытаний

Первые  три  пластины  таблицы  2  с  зачистной  кромкой  дали  обратный  конус  в  отверстиях  до  10—12  мкм.  Было  сделано  предположение,  что  этот  факт  объясняется  повышенными  усилиями  резания  и  увеличенным  тепловыделением.  Пластина  KT315  имела  неудовлетворительную  стойкость.  Работа  всеми  импортными  пластинами  не  привела  к  улучшению  шероховатости.

Эльборовая  пластина  MKB  5625  дала  хорошую  шероховатость  на  первой  детали  и,  начиная  со  второй  детали,  неудовлетворительную  точность.  Осмотр  режущей  кромки  резца  под  микроскопом  показал,  что  кромка  износилась  по  задней  грани  до  1  мм  и  потеряла  свою  работоспособность.

Проведенные  эксперименты  [2,  с.  52]  позволили  сделать  вывод,  что  решение  проблемы  может  быть  найдено  в  использовании  эльборовых  резцов,  режущая  кромка  которых  при  вершине  будет  заточена  с  высоким  качеством  по  радиусу  0,6  мм  при  невысокой  скорости  обработки.

Все  параметры  режимов  резания  оставили  такими  же,  как  при  работе  твердым  сплавом  ВК3-М.  Таким  образом,  формообразование  выполнялось  не  следом  вершины  инструмента,  когда  шероховатость  обеспечивается  за  счет  высокой  скорости  резания,  а  методом  копирования.

При  этом  методе  на  обрабатываемую  поверхность  переносится  качество  рабочей  поверхности  режущего  инструмента.  Шероховатость  рабочих  поверхностей  эльборовых  резцов  была  выполнена  в  пределах  R_a  0,1—0,12  мкм.

Режимы  резания  при  чистовом  растачивании  отверстий:  скорость  110  м/мин,  глубина  резания  0,05  мм,  подача  0,05  мм/об.

Материал  фрезы  для  обработки  опорного  торца  также  композит  —  01.

Режимы  резания  при  фрезеровании  торца:  скорость  резания  540  м/мин,  глубина  резания  0,005  мм,  круговая  подача  2,5  мм/об.

Были  проведены  производственные  испытания  [1,  с.  6]  эльборовых  резцов  при  растачивании  шпиндельной  оси  тридцати  бабок  станков  моделей  16Р25В  и  1М63Н.  Испытания  дали  положительные  результаты.  Шероховатость  поверхности  R_a  колеблется  в  пределах  от  0,53  до  1,03  мкм.  Значительный  разброс  определяется,  в  основном,  пористостью  чугуна.  Худшие  значения  получались  при  более  пористом  чугуне,  хотя  сличение  поверхностей  по  образцам  шероховатости  не  позволяет  найти  между  ними  заметного  различия.

При  невозможности  дать  окончательное  суждение  о  стойкости  эльборовых  резцов  можно  выделить  два  критерия  стойкости:

1.  снижение  шероховатости  обрабатываемой  поверхности;

2.  появление  обратной  конусности  в  отверстии  (свидетельство  затупления  режущей  кромки  и  увеличение  тепловыделения).

Зафиксирован  разброс  стойкости  резцов  от  3  до  12  обработанных  отверстий.

Выводы

1.   Достигнуты  положительные  результаты  по  шероховатости  обработанной  поверхности  и  геометрической  точности  при  растачивании  в  приспособлениях  с  аэростатическими  опорами  отверстий  шпиндельной  оси  шпиндельных  бабок  станков  моделей  16Р25В  и  1М63Н  резцами  из  эльбора.  При  этом  режимы  резания  соответствуют  работе  резцами  из  ВК3-М,  т.  е.  скорость  имеет  сравнительно  низкие  значения.

2.   Материал  резца  композит  01  (эльбор),  режущая  кромка  заточена  по  радиусу  0,6  мм.

3.   При  заточке  основное  внимание  необходимо  обращать  на  качество  радиуса  при  вершине  0,6  мм,  добиваясь  шероховатости  R_a  0,1  мкм  и  не  допуская  сколов  на  рабочей  части  режущей  кромки.

4.   Критериями  стойкости  резцов  являются  два  показателя:  шероховатость  обработанной  поверхности  и  появление  обратного  конуса  до  4  мкм  на  длине  отверстия.

Список  литературы: 

1. Короткова  Е.И.  Практикум  по  планированию  экспериментов.  Томск:  Изд-во  ТПУ,  2003.  —  97  с.
2. Лутьянов  А.В.  Определение  оптимальных  параметров  при  растачивании  корпусных  деталей  в  приспособлениях  с  аэростатическими  опорами.  Техника  и  технология,  —  №  6,  —  2013  г.,  —  с.  6. 
3. Лутьянов  А.В.  Растачивание  корпусных  деталей  в  приспособлениях  с  аэростатическими  опорами.  Вестник  МГУПИ,  —  №  20,  —  2009  г.,  —  с.  57—62.