Машиностроение. Вып. 9

Министерство высшего и среднего специального образования БССР Белорусский ордена Трудового Красного Знамени

политехнический институт

МАШИНОСТРОЕНИЕ

Р Е С П У Б Л И К А Н С К И Й М ЕЖ ВЕДОМСТВЕННЫ Й СБ О РНИ К

В ы п у с к 9

Минск ,,Вышэйшая ш кола" 1984

M W

Г л а в н ы й р е д а к т о р

П, И. Я щ е р и ц ы н, академик АН БССР, доктор технических наук, профессор

__________Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :

|Т .М.ЯковлевІ, Н.И.Ж игалко, В.В.Бабук, Э.М.Дечко, А.И.Кочер- гин, Е.И.Махаринский, Ю.А.Новоселов, И.П.Филонов, П.С.Чисто-

сердов, А.И.Шевцов, Р.В.Широкий УДК 021.002

Освещаются вопросы проектирования технологических способов ме­

ханической и упрочняющей обработки. Исследуется возможность приме­

нения ЭВМ для разработки технологических процессов, конструирования агрегатов станков и сложнорежущих инструментов. Приводятся рекомен­

дации по применению математических методов планирования и анализа экспериментов. Изучаются результаты исследований при обработке труд­

нообрабатываемых сталей и сплавов, а такж е неметаллических материа­

лов лезвийными и абразивными инструментами.

Предназначен для инженерно-технических работников заводов, НИИ, для преподавателей, аспирантов, студентов вузов машиностроительного профиля.

^ 2702000000- 072 304 (05) -8 4

Издательство "Вышэйшая ш кола", 1984

Г л а в а I. ИССЛЕДО ВАНИЕ ОБРАБАТЫ ВАЕМ ОСТИ М А ТЕРИА ЛО В РЕЗАНИЕМ

У Д К 621.919

В.И.ХОДЫ РЕВ, канд. техн. наук, Н Л -Д О Б Р О В О Л Ь С К И Й (М М И) ОСОБЕННОСТИ СТРУЖ КО О Б РА ЗО ВА НИ Я ПРИ РО ТАЦ И О НН О М П Р О ТЯ ГИ В А Н И И (С ТРО ГА Н И И ) СО СВОБОДНЫМ ВЫХОДОМ СТРУЖ КИ

Разнообразные способы однолезвийной ротационной обработки имеют свои особенности стружкообразования [ 1 ] . Связаны они с дополнительным перемещением режущего лезвия вдоль самого себя и заключаются в резком снижении скорости относительного скольжения стружки по передней поверх­

ности инструмента в период их контакта, а такж е в уменьшении силовой и тепловой напряженностей в зоне резания. Основным техническим ограниче­

нием на оптимальное стружкообразование при однолезвийной обработке яв­

ляется максимально допустимая глубина резания (до

2

Отметим, что прерывистость резания при обработке винтовым вращаю­

щимся резцом определяет периодические изменения кинематических углов рабочего витка и всех параметров стружкообразования [1] . Закономерности этих изменений создают более благоприятные условия резания по сравнению с резанием чашечными резцами (особенно при обработке с большими припу­

сками) .

Эксперименты по установлению зависимостей и особенностей струж ко­

образования при ротационном протягивании (строгании) со свободным вы­

ходом стружки проводились на станках продольно-строгальном мод. 7243 (в производственных условиях) и поперечно-строгальном мод. 7Б 35 ко р отки ­ ми протяжками и головками с отдельными многолезвийными элементами протяжек.

Режущие части с винтовыми лезвиями были изготовлены из углеродис­

той стали У

8

3

3

нащались твердосплавными кольцами (В К

8

В качестве образцов использованы заготовки для подштамповых плит с габаритами L x B x H = 8 2 0 x 7 2 0 x 1 3 0 мм из стали 40Х ГОСТ 4543—71 и чугуна СЧ24—44 ГОСТ 1412—70, а такж е бруски L x B x H = 3 0 0 x 6 0 x 6 0 мм из стали 45 ГОСТ 1 0 5 0 -7 4 .

Результаты экспериментов показали стабильность и надежность работы инструментов при выполнении требований к качеству обработанной поверх­

ности. Были выявлены дополнительные особенности стружкообразования при протягивании (строгании) со свободным выходом стружки из зоны ре­

зания. Из-за циклической прерывистости процесса обработки протяжками с 3

мимюимми т»шимми сір уж кй получалась дробленой, удобной для брикети- роиммим и іілрлраПоікй. bu заостренные и наиболее деформированные концы оПрл мтамйсі. при иноде и зону обработки и на выходе из нее активных участ*

кои ИИМЮИ

01

01

0

01

не образовавшейся при этом стружки.

К ак стальная, так и чугунная стружки формируются вращающимися лез­

виями в пространственную спираль и свободно выводятся ими из зоны реза­

ния и канавок (рис.

1

Рис. 1. Фотографии стальной (а) и чугунной (б) стружек

На рис. 1,а показана сливная стружка, полученная винтовыми ротацион­

ными протяжками при обработке плоскостей с одно-, двух-, трех- и четырех- заходними винтовыми лезвиями, соответственно уменьшающаяся по длине.

Поперечные сечения стружки представляют собой деформированные запятые или криволинейные трапеции.

В целом большинство зависимостей коэффициента усадки стружки от геометрических параметров инструмента и режимов резания при ротацион­

ном протягивании (строгании) плоскостей отличаются от таковых при обыч­

ном протягивании только в количественном отношении. Некоторый интерес представляет зависимость средней величины коэффициента усадки стружки от изменения подачи, припуска или угла установки оси протяжки относитель­

но главного движения резания (рис.

2

Из рис. 2 видно, что стружка с большими (а = 1,5 мм) параметрами попе­

речного сечения среза

(3

Большое влияние на коэффициент усадки при ротационном протягива­

нии оказывает угол наклона оси протяжки к вектору скорости главного дви­

жения €. С его уменьшением средний коэффициент усадки увеличивается и достигает максимального значения 4,3 при е = 1 0 °. При дальнейшем умень­

шении € самовращение режущей части инструмента становится нестабиль­

ным, процесс резания сопровождается вибрацией, повышенным выделением

Рис. 2. Зависимость средней величины коэффициента усадки стружки от по­

дачи, припуска и угла наклона оси про­

тяж ки к вектору главного движения:

1, 1' — генераторная схема резания, К — = / ( t ) ; 2 , 2 ' — генераторная схе- ср

^ ср

ма резания, ~ ” f ^ ~ ~ фильная схема резания, = / (s)

( 1 ,2 , 3 — а = 0,5 мм; 1', 2', 3 ' — а =

= 1,5 мм)

тепла и износом лезвий инструмента по задней поверхности. Стружка в этом случае представляет собой множество иглообразных элементов, спекшихся в одно целое. Когда € превышает 3 0 ° , резко увеличивается шероховатость об­

работанной поверхности.

В ы в о д ы. 1. Более благоприятные условия образования и свободного выхода стружки при ротационном протягивании (строгании) плоскостей по­

ложительно влияют на повышение производительности процесса обработки, стойкости инструмента и качества обработанной поверхности.

2. Протягивание со свободным выходом стружки наиболее целесообраз­

но при обработке длинных открытых плоскостей. При этом протяжки очи­

щаются от струж ки. Дробление стружки проходит за счет кинематики про­

цесса (в случае винтовых лезвий) без применения дополнительных устройств.

3. Стойкость ротационных протяжек в 3...6 раз превышает стойкость обычных (с одновременным увеличением скорости протягивания) .

Л И ТЕ РАТУРА

1, Особенности стружкообразования и теплофизики резания винтовым вращаю­

щимся резцом / В.С.Камалов, В.И.Ходырев, А.А.Шмыгин, Н.В.Джима, — Вестник маши­

ностроения, 1979, № 3, с. 49—53.

УДК 621.941.23

А .И .К О Ч Е Р ГИ Н , канд. техн. наук, И Л .К А Ш Т А Л Ь Я Н , канд. техн. наук (БП И) О З А КО Н О М Е Р Н О С Т Я Х И З М Е Н Е Н И Я П О Д А Ч И , КОТОРЫЕ

ЦЕЛЕСООБРАЗНО РЕАЛИЗО ВАТЬ НА Т О К А Р Н Ы Х С Т А Н К А Х С ЧПУ По данным ЭНИ М С, доля станков токарной группы в общем выпуске станков с ЧПУ составляет около 40% . Причем 48% фонда времени работы этих станков уходит на обработку деталей, закрепляемых в патроне. Поэто­

му разработка методов повышения производительности и точности обработ­

ки деталей в патроне на токарных станках с ЧПУ является важной народно­

хозяйственной задачей.

Существующие системы адаптивного управления, предназначенные для решения этой задачи, пока еще сложны и дорогостоящи. Поэтому повышение производительности и точности обработки на станках, управляемых разомк­

нутыми системами ЧПУ, достигается либо методом коррекции управляющих программ по результатам измерения обработанных деталей, либо методом предыскажения управляющих программ на этапе их разработки. Однако ис­

пользование этих методов сдерживается значительными простоями станков при измерении деталей и коррекции программ, а также большим объемом программ. Новые пути повышения производительности и точности обработ­

ки основаны на использовании переменной подачи.

Анализ опубликованных результатов исследований показал, что соответ­

ствующие методы обработки с переменной подачей реализованы на станках с помощью различных дополнительных кулачковых или гидравлических уст­

ройств. Для станков с ЧПУ это неприемлемо, так к а к привело бы к сниже­

нию жесткости и увеличению затрат времени на переналадку станка. Поэтому функцию изменения подачи целесообразно передать устройству ЧПУ, особен­

но в тех случаях, когда оно построено на базе микроЭВМ. В таких устройст­

вах алгоритмы управления реализованы программным путем, т. е. вводятся в память на языке микроЭВМ. Введением в память микроЭВМ алгоритмов регулирования подачи можно получить фактически любую закономерность поступления импульсов на привод подач.

Для выявления закономерностей изменения подачи, которые целесооб­

разно реализовать на токарных станках с разомкнутыми системами ЧПУ, был проведен анализ поверхностей широкой номенклатуры деталей класса дис­

ков (более 500 наименований). Рассматривались детали, обработка которых ведется на токарных станках моделей 1734ФЗ, 16К20ФЗ, 16КЗОФЗ, 1П732ФЗ.

Далее при использовании метода групповой технологии [1 ] была сформиро­

вана группа деталей, характеризуемая наличием элементарных поверхностей, при формообразовании которых целесообразно осуществлять регулирование подачи. Характерная (комплексная) деталь данной группы изображена на рис. 1. Здесь же указаны элементарные поверхности, при обработке которых регулированием подачи можно добиться повышения производительности и точности. Это канавки фасонного профиля, торцевые поверхности, канавки лабиринтного уплотнения, фаски и др.

6

При точении канавок фасонного профиля с постоянной подачей ее значе­

ние ограничивается площадью сечения среза в конце врезания резца в заго­

товку (в конце формообразования канавки по глубине) . Вследствие этого на всем пути врезания возможности станка и инструмента используются не полностью (площадь сечения среза, а следовательно, сила и мощность реза­

ния возрастают по мере врезания резца в з а го то в к у ). Этот недостаток может быть устранен регулированием подачи в зависимости от пути по закономер­

ностям, обеспечивающим стабилизацию площади сечения среза (или силы и мощности резания) .

'4

Рис. 1. Поверхности комплексной де­

тали, производительность обработки которых может быть повышена регу­

лированием подачи:

1 — торцевая поверхность; 2 — фаска;

3 — канавка под клиновой ремень;

4 — канавка под сальниковое войлоч­

ное кольцо; 5 — канавка канавочного уплотнения; 6 — канавка лабиринтно­

го уплотнения; 7 — канавка под к р у г­

лое резиновое кольцо

При обработке различного рода фасок по мере врезания резца в заготов­

к у ширина среза изменяется. Если обработка осуществляется с постоянной подачей, то площадь сечения среза, а с ней сила и мощность резания увеличи­

ваются. Поэтому для стабилизации силы и мощности резания на уровнях, близких к предельно допустимым значениям, скорость подачи следует изме­

нять так, чтобы обеспечить постоянство площади сечения среза.

Оптимальная по себестоимости обработка требует точного соблюдения скорости резания. Поэтому при обработке торцов деталей, особенно тех, к о ­ торые относятся к классу дисков, целесообразно осуществлять регулирова­

ние частоты вращения шпинделя в соответствии с изменением диаметра об­

работки. Т а к к а к подача на оборот при этом должна оставаться постоянной, необходимо обеспечить плавное увеличение (уменьшение) минутной подачи в соответствии с изменением частоты вращения шпинделя. На станке с уст­

ройством ЧПУ на базе м и к р о э в м , оснащенном бесступенчато регулируемым приводом главного движения, эта задача может быть решена также путем из­

менения минутной подачи в функции пути по закономерности, обеспечиваю­

щей постоянство площади сечения Среза.

Изменение подачи в функции пути по закономерностям, обеспечиваю­

щим стабилизацию площади сечения среза, целесообразно осуществлять та к ­ же при черновой обработке отливок и поковок (снятие литейных и штампо­

вочных уклонов на цилиндрических и торцевых поверхностях).

Любую из указанных закономерностей изменения подачи удобно пред­

ставить в виде зависимости между коэффициентом К

3

длине рабочего хода L и значением перемещения в направлении подачи.Те­

кущее значение Kg равно отношению значения подачи Sj^ в конце рабочего хода к текущ ем у значению подачи (s^ выражается при этом в процентах от общей длины рабочего хода L ) . Некоторые закономерности изменения пода­

чи, выраженные через коэффициент Kg, приведены на рис. 2. Эти закономер­

ности получены расчетным путем и вытекают из условия поддержания посто­

янства площади сечения среза при обработке элементарных поверхностей, указанных на рис. 1. На рис. 2 приведена также закономерность изменения

Рис. 2, Рекомендуемые закономерности из­

менения подачи при обработке:

1 — канавки под сальниковое войлочное кольцо; 2 — канавки под клиновой ремень;

3 — канавки канавочного уплотнения; 4 — со снятием литейных или штамповых укл о ­ нов; 5 — фаски; 6 — торцевой поверхнос­

ти; 7 — хрупких материалов со снижением подачи при выходе резца из обрабатываемо­

го материала

подачи, которая может быть использована при обработке деталей из чугуна и других хрупких материалов (уменьшение подачи по мере перемещения резца к выходу из зоны резания позволяет предотвратить явление выкрашивания кром ок деталей, которым сопровождается обработка хрупких материалов с постоянной подачей) . Ряд расчетных закономерностей изменения подачи на этом рисунке не показан. Это прежде всего закономерности изменения пода­

чи, которые вытекают из условия компенсации систематической составляю­

щей погрешности формы деталей, вызываемой геометрическими погрешнос­

тями станка.

Реализовать на станке с ЧПУ многообразие существующих закономерно­

стей сложно. Однако этот вопрос в какой-то мере можно решить, если управ­

ляющее устройство обеспечит увеличение (уменьшение) минутной подачи по линейному закону в координатах „подача — длина обработки". Тогда любая кривая в этих координатах может быть аппроксимирована отрезками пря­

мых, задаваемых в программе отдельными кадрами. Это дает возможность с достаточной степенью точности приблизиться к необходимой закономерности изменения подачи.

При обработке канавок лабиринтного уплотнения и других глубоких ка ­ навок прорезными резцами на токарных универсальных станках для предот­

вращения защемления и поломки резца токарь периодически сообщает ему знакопеременное перемещение в основной плоскости перпендикулярно век­

тору поперечной подачи (обработка канавок „в р а зв о д "). Благодаря увели­

чению ширины канавки на величину дополнительного перемещения улучша­

ется отвод струж ки и к а к следствие этого предотвращается поломка резцов.

На практике метод обработки канавок ,,в развод” нашел применение только при обработке на токарных станках с ручным управлением. На токарных станках с ЧПУ этот метод может быть легко автоматизирован.

Сбегающая сливная стружка при токарной обработке склонна к наматы­

ванию на обрабатываемую деталь, что является серьезным препятствием для полной автоматизации формообразующих движений. Это лишает станки с ЧПУ их основного преимущества — возможности многостаночного обслужи­

вания. Поэтому надежное стружколомание регулированием подачи является необходимым условием рационального использования станков с ЧПУ. В ре­

зультате анализа существующих методов кинематического стружколомания установлено, что устройством ЧПУ могут быть реализованы лишь те методы, которые не связаны с периодическим изменением направления перемещения суппорта, т. е. метод дискретного точения и метод модулированного измене­

ния подачи. Последний может быть использован такж е для повышения виб­

роустойчивости системы С П И Д при точении деталей малой жесткости.

ЛИ ТЕ РА ТУРА

1. М и т р о ф а н о в С.П. Прогрессивные методы технологической подготовки се­

рийного производства. — Л ., 1971. — 120 с.

У Д К 681.7.05; 658.527

А.ДЛМ АЛЯРЕНКО (Б П И ) П УТИ И Н ТЕ Н С И Ф И КА Ц И И ПРОЦЕССА О Б Р А Б О ТКИ

О П Т И Ч Е С К И Х ПОВЕРХНОСТЕЙ

Анализ существующего технологического процесса изготовления оптиче­

ских деталей показывает, что основная часть рабочего времени, затрачивае­

мого на изготовление детали, приходится на тонкое шлифование (7 ,5 % ), по­

лирование (4 4 ,5 % ), вспомогательные операции (блокировка, защитное по­

крытие лаком обработанных поверхностей, разблокировка, перебазировка деталей и т. п., сопутствующие блочной обработке по одной поверхности (4 4 ,5 % ); на кругление, фасетирование, черновое шлифование, центрировку уходит в основном 3,7% времени. Отметим, что на механическую обработку двух сферических поверхностей оптических деталей приходится примерно 55% от общего времени на изготовление.

Время изготовления детали можно значительно уменьшить, если обраба­

тывать одновременно обе ее сферические поверхности. Это позволяет добить­

ся значительного повышения производительности за счет совмещёния во вре­

мени операций и устранения вспомогательных операций, сопутствующих блочной обработке по одной поверхности. Применение подобных методов позволяет стабилизировать процесс обработки за счет равномерного перерас­

пределения давлений в зоне обработки, нахождения деталей в одинаковых, наперед заданных оптимальных условиях, устранения неравномерности сило­

вых и кинематических характеристик процесса.

Мероприятия no применению методов двустороннего формообразования сферических поверхностей оптических деталей следует сочетать с организаци­

ей групповой обработки, что такж е способствует повышению производитель­

ности обработки.

Для нахождения областей наивыгоднейшего применения методов одно­

временной групповой обработки двух сферических поверхностей оптических деталей необходимо проанализировать существующие методы обработки.

Р и с .1. Классификация способов обработки сферических поверхностей оптических деталей

Все многообразие способов обработки оптических деталей можно разде­

лить по степени достигаемой точности на способы предварительной и оконча­

тельной обработки. Приемы обработки, оборудование, инструментальный материал и режимы на разных стадиях формирования поверхности корен­

ным образом отличаются друг от друга. По характеру операций способы пред­

варительной и окончательной обработки можно классифицировать (рис.

1

К способам предварительной обработки относятся литье (центробежное, в кокиль, под давлением и д р .), пластическое деформирование стекла в разо­

гретом состоянии и абразивно-лезвийная обработка. На этих операциях уда­

ляется основная часть припуска и формируется (в основном) сферическая поверхность.

На стадии окончательного формирования сферических поверхностей до­

стигаются заданные точностные параметры и качество поверхности. Поэтому

здесь, в отличие от способов предварительной обработки, инструмент должен изнашиваться значительно интенсивнее, чем деталь.

Способы окончательной обработки включают полирование полироваль­

ником на тканевой, смоляной и других основах, которые широко применя­

ются в промышленности, и полирование абразивно-жидкостной струей.

Хотя основные точностные и эксплуатационные параметры достигаются на окончательной стадии технологического процесса, устранение погрешнос-

Рис. 2. Классификация методов абразивно-лезвийной обработки сферических поверх­

ностей оптических деталей

тей, возникающих во время предварительной обработки, оказывает сущест­

венное влияние на продолжительность операции окончательного формирова­

ния. Поэтому, намечая пути интенсификации этого процесса, необходимо рас­

сматривать весь технологический процесс изготовления оптических деталей.

Среди способов предварительной обработки наибольшее распространение в производстве получила абразивно-лезвийная. По геометрическим парамет­

рам зоны контакта обрабатываемой детали и инструмента она делится на об­

работку точкой, линией и поверхностью (рис.

2

в свою очередь, рабочие зоны могут быть расположены к а к на торце, так и на ободе абразивного инструмента. Обработка может происходить к а к при полном, так и при частичном охвате инструментом профиля детали.

Каждый из приведенных на рис. 2 способов абразивно-лезвийной обра­

ботки имеет свои специфические кинематические и динамические характери­

стики. Поэтому рассмотрение каждого из них позволит наметить пути стаби­

лизации распределения скоростей и сил резания по обрабатываемой поверх­

ности детали.

Обработка при наличии контакта между инструментом и деталью в точке позволяет применить методы автоматического управления для регулирова­

ния параметров процесса обработки, при этом можно создать автоматиче­

скую линию по обработке сферических поверхностей оптических деталей.

Способы обработки, при которых контакт между обрабатываемой де­

талью и инструментом осуществляется по линии и поверхности, получили наиболее широкое применение в оптико-механической промышленности. На реализацию этих способов направлено большое количество технических ре­

шений по разработке специального инструмента и оборудования.

Рассмотрение предложенной классификации позволяет оптимизировать процесс формообразования и наметить пути поиска методов стабилизации кинематических и силовых характеристик процесса обработки. Одним из та­

ких путей является разработка технологии, конструкций станочного обору­

дования и инструмента для осуществления одновременной групповой обра­

ботки двух сферических поверхностей линз.

Осуществление процесса одновременной групповой обработки зачастую возможно только при наличии дополнительных инструментов. Использова­

ние в качестве таковых тел качения (шариков, роликов) позволяет повысить точность обработанных поверхностей за счет повышения размерной стойкос­

ти дополнительных инструментов. Путем подбора соответствующей степени точности тел качения и своевременной их замены можно сохранить высокую точность размеров обработанных поверхностей всех деталей.

Обработка оптических деталей станками, в которых используется в ос­

новном вращательное приводное движение вместо возвратно-вращательного и возвратно-поступательного, позволяет добиться большей равномерности распределения силового воздействия за счет отсутствия реверсирования в крайних положениях.

Изучение кинематики и динамики формообразования сферических по­

верхностей оптических деталей, поиск наивыгоднейших условий его протека­

ния и путей автоматического поддержания параметров обработки в опти­

мальных режимах во время всего рабочего цикла позволят значительно ин­

тенсифицировать процесс изготовления линз со сферическими преломляющи­

ми поверхностями в условиях массового и серийного производства.

У Д К 621 95.025.001

в ^ \.С И Д О Р Е Н КО , канд. техн. наук, В .ПЛОТ НИ КО В, Н.И .Ж ИГ АЛ К О , канд. теки, наук (Б П И ) К ВОПРОСУ ОБ У С ТА Н О В КЕ РО ТАЦ И О НН Ы Х РАСТОЧНЫ Х РЕЗЦОВ

Основная установка ротационного резца относительно обрабатываемой поверхности характеризуется двумя углами ]3у и В этом случае положе­

ние оси резца рассматривается относительно определяющей плоскости. При расположении вершины резца на уровне оси центров станка определяющая плоскость совпадает с основной.

Одним из главных преимуществ основной установки является неизмен­

ность величины установочных углов (Зу и iPy при различных радиусах обраба­

тываемой поверхности. Известно, что величина установочных углов оказыва­

ет существенное влияние на все без исключения параметры процесса резания (кинематические, силовые, температурные и т. д . ) . Поэтому применение рез­

ца с углами Ру и «Ру рекомендуется в первую очередь для обработки отверс­

тий различного диаметра одним и тем же резцом, устанавливаемым в резце­

держателе токарного станка.

Вместе с тем основная установка неудобна при использовании расточ­

ных резцов, закрепляемых в расточной оправке, борштанге. Особенно боль­

шие технологические трудности возникают при расположении в рас­

точной оправке нескольких резцов.

Нетрудно заметить, что при поворо­

те определяющей плоскости вместе с резцом вокруг оси обрабатывае­

мой поверхности на некоторый угол

0

ние, при котором она находится в плоскости, параллельной основной (рис. 1 ). В этом случае установка оси резца относительно обрабаты­

ваемой поверхности определяется одним углом (между осью резца и горизонталью) и линейным разме­

ром Н (расстоянием от оси резца до основной плоскости). Таким обра­

зом, при растачивании гнезда под резцовый угол в расточной оправке ось гнезда смещают на величину Н и разворачивают под углом

Установочные углы Ру и «Ру вы­

бирают, исходя из условий обра­

ботки (материал обрабатываемой

детали, минимальность угла кон- рис. 1. К определению установочных па- такта при заданной глубине реза- раметров резца

13

ния, обвспвчонйо требуемой шероховатости и скорости самовращения резца и т. д . ) . Для определения углов |3q и воспользуемся геометрической схе­

мой, показанной на рис. 2. Из треугольников ВЕО, АВС, ABF определяем:

sin Ра

sin (Зу

“с о П Г

sin^Py

^0

Аналогично проводится обратный переход от углов ]3q и к углам р у и

10

tg = tg ір^ cos Р^; tg Ру = tg р^ cos

Рис. 2. к определению углов и ^p^

Величина подъема вершины резца Hg для создания необходимого значения угла Ру оси резца относительно определяющей плоскости (см. рис.

1

sin]3y HB = Rsin|3o = R -coś- ^ - •

Измерение высоты Hg в производственных условиях представляет опре­

деленные практические трудности, потому'что положение вершины В изменя­

ется в зависимости от технологических условий. Более удобно устанавливать резец, измеряя высоту Н центра режущего лезвия или высоту Hq наивысшей точки О

2

Расстояние h от оси резца до его вершины В равно абсциссе вершины В:

h = Xg = rcos

где фо — параметр вершины В резца ф = arctg

cosj3.

Тогда

Н = Hg — h = R sin iSq — rcos ф^;

Hq = RsinjS^ + r d - c o s \//g) .

Важное значение при проектировании расточных головок, в которых приме­

няется одноповоротная схема установки резцовых узлов, имеет размер L от торца режущего лезвия до оси расточной головки, определяющий глубину расточки гнезда в корпусе инструмента под резцовые узлы. Из рис. 1:

L = 0^ F/cos

OiF = E O ~ B i O i ; (2)

ЕО = Rcos

Для определения величины В^0<| повернем систему координат вокруг оси X на угол

В новой системе координат :

= 7^ -

= z

Ol = Vsin + Zcos (р^ = rsin i//gCOS sin i//g = y /tg ^ i//g/ (tg

2

Используя формулы (1—4 ) , получим окончательно:

c o s/3q

L = R ---r y - t ^ B cosip„ sin2|3y +tg2(^^

(3) (4)

(5) TQ •'■■■ ^^y 'Э -ry

При двухповоротной системе установки резца относительно обрабатыва­

емой поверхности (углы установки ]3у и вершину резца (точку В) распо­

лагают на уровне центров станка. Только в этом случае реальные углы уста­

новки будут соответствовать углам наклона резцедержателя и его поворота в плоскости подач. Однако в практических условиях неизбежны отклонения от точной установки резца. В связи с этим представляет интерес, каково влия­

ние этих отклонений на реальную величину углов |3у и </?у. При этом возмож­

ны два случая установки:

1

2

Рис. 3. к определению углов )3у и

К ак в первом, так и во втором случаях измерение действительных углов ]3у и <ру следует производить относительно определяющей плоскости ВСО, проходящей через вершину В резца и ось ОС обрабатываемого отверстия.

Первоначально устанавливаемые углы ]3у и которые в большинстве слу­

чаев определяются конструкцией державки и инструмента, измеряются отно­

сительно плоскости подач A D B F.

Из геометрических построений для случая, когда вершина резца установ­

лена выше оси центров станка, получаем:

|3у = /з ;,+ А /З у , (6)

а для случая, когда вершина резца установлена ниже оси центров станка:

Р у = Р ' у - Л р у . (7)

15

Для обоих случаев:

tg Л|3у = cos tg j3|^, (

8

. . h

|3^ = arcsm — . Для обоих случаев:

tg «Ру = tg (^)y cos|3^. (9)

Анализ формул (5) — (9) показывает, что с увеличением h для случая, к о ­ гда вершина резца установлена выше оси центров станка, угол ]3у возрастает, а для случая, когда вершина резца установлена ниже оси центров, угол Ру уменьшается. Что касается угла то в обоих случаях он при увеличении п уменьшается.

Таким образом, при разработке техпроцесса ротационного растачивания, задаваясь максимально допустимыми отклонениями углов Ру и ipy, с помо­

щью формул (

6

</?У допустимые отклонения величины h установки вершины резца относи­

тельно оси центров станка.

У Д К 621.923.4

А.Г.Ф ЕД О ТО В (Тадж. политехнический ин-т}

ПОВЫШЕНИЕ С ТО Й КО С ТИ А Б РА ЗИ В НЫ Х Л Е Н Т ПРИ ЛЕ Н ТО Ч Н О М Ш ЛИФОВАНИИ АЛЮ М ИНИЕВЫ Х СПЛАВОВ

При обработке алюминиевых сплавов потеря работоспособности проис­

ходит в первую очередь за счет налипания стружки на абразивное зерно и за­

бивания ею межзернового пространства, а не за счет разрушения и истирания абразивных зерен. Для полного вымывания стружки, забившейся в поры аб­

разивной ленты, необходимо подавать СОЖ при давлении (2...5)* 10^ Па, что не всегда возможно при обработке инструментом на эластичной основе (лен­

той) . Эффективное повышение стойкости ленты достигается при ее вибрации в режиме автоколебаний под действием струи сжатого воздуха с одновремен­

ной капельной подачей СОЖ. Предлагаемый метод поясняется схемой, пред­

ставленной на рис.

1

Сжатый воздух под давлением (3...5)*10^ Па подается из сопла 3 на опо РУ 2 и, отражаясь от нее, попадает под абразивную ленту 1, вызывая колеба ния последней в режиме автоколебаний. СОЖ капельным методом подается из сопла 4 непосредственно перед зоной обработки детали. Изменяя угол на­

клона 3, усилие поджима опоры 2 и натяжение ленты

1

Исследования показывают, что наибольшую стойкость и производитель­

ность обеспечивает вибрация с частотой 250...300 Гц, амплитудой 2—3 мм при капельной подаче керосина или индустриального масла (рис.

2

К а к видно из графика (рис. 2 ) , при обработке алюминиевого сплава аб­

разивные ленты с электрокорундовым абразивным зерном имеют более вы- ię

сокие стойкость и производительность, чем с зерном из карбида кремния.

Это связано с тем, что карбид кремния работает в режиме самозатачивания, что не целесообразно для абразивной ленты, имеющей малый слой абразив­

ных зерен.

Рис. 2. Зависимость производительности шлифования от времени работы абразивной ленты при обработке сплава Ал-4 ГОСТ 2 6 8 5 - 6 3 ( V = 1 0 м /с, р =0,15-10® Па, зер-

нистость абразивного зерна 100 м км ) : 1 — абразив электрокорунд 15А ,без СОЖ и без вибрации; 2 — абразив электрокорунд 15А, СОЖ керосин ГОСТ 475 3 —68, без виб­

рации; 4 — абразив электрокорунд 15А, СОЖ керосин ГОСТ 4753—68, вибрация час­

тотой 250 Гц, амплитуда 2,5 мм; 3 — абра­

зив карбид кремния зеленый 62 С, СОЖ ке ­ росин ГОСТ 4753—68, вибрация частотой

250 Гц, амплитудой 2,5 мм

Вибрация абразивных лент в диапазоне частот звукового спектра при шлифовании алюминиевых сплавов повышает производительность и стой­

кость лент в 1,3...2 раза.

2. Зак. 5801

У Д К 621.923.924

Г.В .Т И Л И Г У З О В , канд .техн. наук (ИНДМ АШ АН БССР), Е.С.ЯЦУРА, канд. техн. наук (Б П И ), В.В.КУЛЕШ ОВ (ИНДМ АШ АН БССР) ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА БЕСЦЕНТРОВОГО ШЛИФОВАНИЯ

С ОСЦИЛЛИРУЮ Щ ИМ ПЕРЕМЕЩ ЕНИЕМ И З Д Е Л И Я

Для повышения качества прошлифованных деталей шлифовальному кр у гу сообщают осциллирующие перемещения. Однако наличие жесткой к и ­ нематической связи шпинделя с устройством, задающим осциллирующие пе­

ремещения, вызывает вынужденные колебания системы С П И Д , а дополни­

тельная степень свободы шпиндельного узла обусловливает снижение его геометрической точности и динамической жесткости. В результате в отдель­

ных случаях точность обработки ухудшается.

Для устранения указанных недостатков предложен способ бесцентрово­

го врезного шлифования, в соответствии с которым осциллирующие переме­

щения сообщаются обрабатываемому изделию (рис.

1

ремещения обеспечиваются за счет: а) возвратно-поступательного движения, нежестко связанного с деталью штока гидроцилиндра; б) воздействия осе­

вой составляющей силы резания F^.

Рис. 1. Схема бесцентрового врез­

ного шлифования с осциллирую­

щим перемещением изделия:

1 — шлифовальный круг; 2 — ве­

дущий круг; 3 — обрабатывае­

мая деталь; 4 — гидроцилиндр выталкивателя

Исследования проводились на серийном круглошлифовальном бесцент­

ровом станке мод. ЗМ 182, оснащенном аппаратурой для регистрации пара­

метров процесса шлифования. Использовались образцы диаметром 10 мм (сталь 45, HRC

3

роховатость Ra = 2,5 м к м . Обработка велась кругами 2 4А 25С Т 16К (шлифо­

вальный) и 24А16СТ16В (ведущий) при оптимальных значениях наладочных параметров для станков данной модели (припуск 0,05 м м ) .

Шлифование отдельных партий заготовок производилось в соответствии с матрицей планирования полного четырехфакторного эксперимента. Рас­

сматривались; показатели качества деталей — величина некруглости, м км ; шероховатость обработанной поверхности R a ,м к м (зависимые параметры);

Т а б л . 1 Условия эксперимента

Интервал варьирования

Уровень фактора

нижний (—1) основной (0) верхний (+1)

1 0,Б 1,5 2,5

3 4 7 10

0,02 0,005 0,025 0,045

0,9 0,2 1,1 2

Режимный фактор S, мм/мин

^ОСЦ' W ' ’’«

а также режимные факторы — поперечная подача s, мм /м ин; продолжитель­

ность выхаживания T g , с; частота fQ^ц, Гц; амплитуда осцилляции м (независимые параметры). Область изменения режимных факторов и интер­

валы их варьирования приведены в табл. 1. Для выявления допустимых зна­

чений частоты осциллирующего перемещения, а такж е изучения ее влияния

на качество поверхностей деталей были проведены дополнительные исследо­

вания в диапазоне изменения данного фактора 0,5...50 Гц. Обработка отдель­

ных партий деталей при этом проводилась на режимах, соответствующих центру эксперимента (s = 1,5 мм /м ин; Тц =? 7 с, А

0

лом варьирования A f осц = 5 Гц.