7.3 Выбор режущего инструмента

Большое значение на качество и точность играет износ резца. Чем больше в обрабатываемом металле углерода, вольфрама, титана и молибдена тем интенсивнее износ резца, поэтому необходимо проводить подбор режущих элементов и определенные условия обработки. Инструменты из группы сплавов ВК не рекомендуются для обработки углеродистых и легированных сталей, из-за того, что зерна карбида вольфрама подвергаются интенсивному изнашиванию. Твердосплавный инструмент из группы ТК предназначен для обработки конструкционных сталей, которые имеют большую твердость и теплостойкость, но меньшую теплопроводимость, чем сплавы группы ВК. При тонком (алмазном) точении использование алмазных резцов обеспечивает высокую стойкость, чем твердосплавные, но при точении нельзя использовать СОЖ, из-за возможности термоудара и появления трещин. При растачивании скорость резания меньше, чем при точении из-за жесткости борштанг, которые обычно выполняются консольными.

Глубина резания t в наименьшей степени влияет на износ резца, поэтому при черновой обработке ее можно выбирать максимальной.

Подача S влияет на износ резца меньше, чем скорость резания, поэтому при черновой обработке подача лимитируется в основном прочностью режущей кромки и жесткостью системы, а при чистовой обработке – качеством поверхностного слоя.

Скорость резания V оказывает наибольшее значение на износ режущей кромки резца, и в то же время от нее значения зависит и производительность обработки. По скорости определяется частота вращения шпинделя, которая корректируется с паспортными данными станка. Поэтому фактическая скорость резания V определяется с учетом корректировки частоты вращения шпинделя станка.

Поэтому необходимо производить правильный подбор режущего инструмента и режимов резания, используя таблицы выбора режущего инструмента, характеристик подачи, скорости резания. В настоящее время существуют разнообразные номограммы и расчетные формулы, позволяющие определить режим резания, достижение требуемой точности обработки и шероховатости обрабатываемой поверхности при наивысшей производительности и экономичности обработки.

7.4 Обеспечение точности механической обработки

Для обеспечения заданной точности размеров и геометрической формы обрабатываемых заготовок необходим рациональный расчет режимов резания. В обычных условиях обработки режимы резания назначают исходя из задачи достижения высокой производительности при малых затратах на режущий инструмент, т. е. при сохранении его высокой стойкости. Известно, что фактическая точность размеров и геометрической формы обрабатываемых заготовок зависят от:

1 – погрешностей, возникающих в следствии неточности, износа и деформации станков:

а) радиальное биение шпинделей токарных и фрезерных станков – 0,01…0,015мм;

б) биение конического отверстия в шпинделе токарных и фрезерных станков на длине оправки - 0,02мм;

в) вертикально- сверлильных станков на длине оправки 100…300мм - 0,01…0, 05мм.

г) торцовое (осевое) биение шпинделей – 0,01…0, 02мм.

д) прямолинейность и параллельность направляющих токарных и продольно- строгальных станков:

по длине 1000мм - 0,02мм

по всей длине - 0,05…0,08мм.

Погрешности точности станков полностью или частично передаются на обрабатываемые заготовки в виде систематических погрешностей, которые поддаются предварительному анализу и расчету. Точность станка определяется по паспортным данным.

II – погрешности, связанные с неточностью и износом режущего инструмента (особенно погрешности мерного инструмента типа разверток, зенкеров, протяжек), размеры которых непосредственно переносятся на обрабатываемую заготовку.

Относительный (удельный) износ режущего инструмента зависит от материала режущего инструмента и режима резания, материала обрабатываемого изделия и жесткости технологической системы (СПИД).

Общий размерный износ инструмента обратно пропорционален подаче, в ряде случаев увеличение подачи повышает общую размерную стойкость инструмента и при достаточной жесткости технологической системы повышает точность обработки. Изменение глубины резания незначительно влияет относительный износ инструмента. Изменяются специальные таблицы, в которых сведены значения износа инструмента для различных сочетаний материалов режущего инструмента, обрабатываемых заготовок и режимов обработки.

III – погрешности, вызванные деформациями от действия зажима заготовок, (это деформации, вызывающие погрешности формы обрабатываемой поверхности).

IV – погрешности, обусловленные тепловыми деформациями технологической системы:

а) тепловые деформации станков;

б) тепловые деформации инструмента;

в) тепловые деформации заготовки/

V – погрешности, вызываемые внутренними напряжениями. Внутренние напряжения существуют при отсутствии каких-либо внешних нагрузок и внешне ничем не проявляются. Освобождение от внутренних напряжений включается в план, вылеживание следует считать закономерной технологической операцией (естественное старение). Также применяется искусственное старение виде термической обработки (отжиг).

VI – погрешности теоретической схемы обработки. При обработке некоторых сложных профилей фасонных деталей сама схема обработки предлагает определенные допущения и приближенные решения задач и упрощения конструкции режущих инструментов, вызывающие появление системных погрешностей обработки.

Теоретические расчеты и экспериментальные исследования систематических и случайных погрешностей обработки дают возможность предварительно рассчитать ожидаемую точность и вероятность количества брака при различных вариантах технологических процессов, решить задачу управления точностью проектируемых технологических процессов и снизить возникающие при обработке погрешности до уровня требования чертежа. Задача управления точностью обработки и снижения ее погрешностей решается по нескольким направлениям:

1) точностные расчеты и осуществление первоначальной настройки станков, обеспечивающие минимальные систематические погрешности, которые связаны с настройкой, а также реализация наибольшего периода работы станков без поднастройки.

2) расчеты режимов резания с учетом фактической жесткости технологической системы, при которой обеспечивается требуемое уточнение заготовок в процессе их обработки.

3) точное управление (ручное и автоматическое) процессом обработки и своевременная точная поднастройка станков.