58. Износостойкость режущих инструментов и методы их повышения.

Необходимость повышения износостойкости и прочно­сти режущей части фрез объясняется применением в маши­ностроении новых видов конструкционных материалов со специальными физико-механическими свойствами. В на­стоящее время на предприятиях применяются различные технологические методы повышения износостойкости, и про­чности режущей части инструмента. В результате электроискрового легирования, которому подвергаются изготовленные и заточенные инструменты из быстрорежущих и легированных сталей (рис. 65), стойкость режущей части увеличивается в 1,5—7 раз. Электроискро­вое упрочнение заключается в легировании поверхностного слоя металла зуба фрезы материалом электрода при искро­вом разряде в воздушной среде. В качестве электродов ис­пользуются твердые сплавы ВКЗ, ВК8, Т15К6, электро­графит. Упрочнение производится на установках моделей ЭФИ-46А, ЭФИ-80, ЭФИ-78, ЭФИ:25Б. Из всех видов химико-термической обработки наиболее широкое распространение получило азотирование, так как этот процесс позволяет упрочнять инструмент с минималь­ными деформациями. Азотирование производится в газовых и жидких средах. Процесс газового азотирования осуществ­ляется при температуре 570—580 °С в шахтных печах типа Ц-25, Ц-60, [Д-75. Его продолжительность составляет в среднем 2—5 ч. Предварительная закалка и отпуск про­изводятся по стандартной технологии. Для упрочнения фрез из быстрорежущих сталей Р9, Р18Ф2, Р9К5 рекомен­дуется газовая атмосфера из аммиака с «добавками азота, аргона и пропана. При этом стойкость фрез повышается в 1,5—3 раза за исключением некоторых резьбонарезных фрез, подвер­гается химико-термической обработке после окончательной механической. Это позволило повысить стойкость фрез в 2—3 раза. Высокой скоростью насыщения азотом поверхности ин­струмента характеризуется метод ионного азотирования (в плазме тлеющего разряда) (рис. 66). Применение этого способа обеспечивает такое повышение стойкости инстру­ментов, которое недостижимо при использовании других методов поверхностей обработки. В качестве азотсодержа­щих газов используются аммиак, азот и смесь азота с водородом. Применение борирования экономически оправдано для упрочнения быстрорежущих дисковых и концевых фрез. Боридные слои обладают повышенными коррозионной стой­костью, кислото-, жаро- и износостойкостью, твердостью. Существует несколько методов насыщения поверхности инструмента бором: газовый, жидкостный, электролизное борирование, борирование в порошках и обмазках. Нанесение износостойких покрытий позволяет экономить дорогие и дефицитные высоколегированные стали и повы­шать производительность труда. Покрытия на никель - фосфорной основе образуются путем электрического или хи­мического осаждения. Преимуществом химически осаждае­мого покрытия для фрез является равномерность его распре­деления на участках сложного профиля. Скорость резания концевыми фрезами, имеющими никель - фосфорное покры­тие, в 1,4—2 раза выше, чем обычными, а их стойкость боль­ше в 1,75 раза. Стойкость фрез с покрытием на основе дисульфида мо­либдена в 1,8 раза больше стойкости фрез без покрытия. Применение твердых смазок MoS2, MnS, PbS, РЬО позволяет уменьшить износ по передним и задним поверхностям зу­бьев фрез. Термоультразвуковая обработка может выполняться на любом этапе изготовления фрез (рис. 67). Установлено, что вследствие обработки ультразвуковыми колебаниями изно­состойкость возрастает в 1»5—3 раза, а количество поломок фрез, работающих в условиях динамического нагружения, значительно сокращается.

59. Балансировка дереворежущих инструментов. Сущность проведения операций. Виды инструментов, для которых выполняется операция. Способы выполнения. Статическая и динамическая балансировка. Методы устранения дисбаланса.

Балансировка - совмещение геометрического центра с центром тяжести. Балансировке подвергаются все инструмента для механизмов вращательного движения (рамные и ленточные пилы не балансируют). Балансировка бывает 2-х видов I). Динамическая - требует специального оборудования и выполняется на заводах изготовителях. 2). Статическая - выполняется с целью определения дисбаланса и ею устранения. Балансировка необходима для того чтобы всклочить биение инструмента в процессе работы. Балансируются - насадные фрезы, дисковые пилы все без исключения, ножевые головки, абразивные круги. Концевые фрезы и сверла балансируют вместе с патроном. Шпиндели фрезерных станков имеют частоту вращения 3000...24000 мин^-1. поэтому фрезы при подготовке к работе балансируют. Статическая балансировка обеспечивает уравновешивание сия действующих на вращающуюся фрезу. Фреза закрепляется в оправке и балансируется: в приспособлении, состоящем из 2-х горизонтальных направляющих (ножей). Фиксируя положение фрезы, находят и исправляют неуравновешенную массу. При динамической балансировке уравновешивается не только силы, но я моменты, действующие на фрезу при вращении. Это особенно важно для длинных ножевых валов и ножевых головок. Статическую балансировку круглых пил осуществляют на специальном приспособлении.

В неуравновешенном инструменте при вращении возникают центробежные силы инерции, которые передаются на подшипниковые опоры шпинделя и вызывают вибрацию всей технологической системы станок – приспособление – инструмент – деталь. Мерой неуравновешенности считают дисбаланс D = mr, г⋅см, т.е. произведение массы уравновешивающего груза m, г, смещенного относительно оси вращения, и радиуса смещения r.

Для сопоставления неуравновешенности инструмента различных масс пользуются понятием удельного дисбаланса ест, численное значение которого равно эксцентриситету центра массы инструмента относительно оси вращения. Значение удельного дисбаланса находят как отношение модуля главного вектора дисбалансов D к массе инструмента mи: ест = D/mи.

Дисбаланс и удельный дисбаланс не учитывают частоту вращения инструмента. Одно и то же значение D или ест может оказаться допустимым при малой частоте вращения и недопустимым при большой. Поэтому универсальной мерой неуравновешенности, принятой по ГОСТ 22061-76, считается произведение удельного дисбаланса ест на наибольшую эксплуатационную угловую скорость ω max вращения шпинделя. Универсальный дисбаланс, мм⋅с-1: Dу = ест ω max.