- •III. Разработка технологических процессов
- •3.1. Принципы построения технологических процессов
- •Технический принцип построения технологических процессов
- •Экономический принцип построения технологических процессов
- •3.2. Порядок разработки технологических процессов
- •3.3. Последовательность операций в технологическом процессе
- •3.4. Анализ чертежа детали
- •3.5. Анализ технологичности конструкции детали
- •3.6. Выбор заготовки и метода ее получения
- •3.7. Расчет припусков
- •3.8. Оборудование и технологическая оснастка
- •Технологическая оснастка
- •3.9. Базирование заготовок
- •3.10. Назначение режимов резания
- •Инструментальные материалы
- •Основные свойства инструментальных материалов
- •Метод нанесения износостойких покрытий.
- •Назначение режимов резания
- •3.11. Формирование эксплуатационных свойств деталей
- •Формирование поверхностного слоя деталей
- •3.12. Выбор маршрута обработки в зависимости от технологических и конструктивных особенностей заготовки и детали
- •3.12.1. Технологический процесс изготовления детали «Вкладыш»
- •3.12.2. Технологический процесс изготовления детали «Стойка»
- •3.12.4. Технологический процесс изготовления детали «Втулка»
- •3.12.6. Технология изготовления детали «Рычаг» [38]
- •3.13. Выбор маршрута обработки в зависимости от возможностей оборудования и инструмента
- •3.15. Размерный анализ технологических процессов
- •Методика проведения размерного анализа
- •Граф технологических размерных цепей
- •3.16. Применение cad/cam-систем для проектирования технологических процессов
- •3.18. Высокоскоростная механообработка
- •3.22. Технологическая документация
Метод нанесения износостойких покрытий.
Стойкость инструмента повышается в 1,7…4 раза, а в области высоких скоростей резания в 10…15 раз.
Многослойные покрытия имеют преимущества перед однослойными.
Для обработки нержавеющих сталей, жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов применяют покрытия типа: TiC-TiCN-TiN,
(Ti-Cr)N, (Ti-Cr)C, (Ti-Mo)N, для обработки титановых сплавов – NbC, (Nb-Zr)N, (Mo-Cr)N.
Нанесение многослойных покрытий толщиной не более 10…15 мкм приводит к значительному повышению стойкости и производительности труда. В то же время нарушение сплошности покрытия вследствие износа приводит к быстрому выходу инструмента из строя. Кроме того, в условиях работы с переменным припуском из-за хрупкости режущей кромки возможно ее выкрашивание.
Применение двухслойных спеков позволяет также повысить производительность обработки резанием. Перспективным является двухслойный спек, состоящий из подложки вольфрамосодержащего твердого сплава и рабочего слоя из сверхтвердого материала (например, Томала-10) толщиной 0,5…1 мм.
Стойкость резцов из Томала-10 при обработке серого чугуна на порядок выше, чем при использовании твердого сплава ВК8.
А стойкость резцов из Томала-10 с имплантацией дисульфида молибдена на порядок выше, чем стойкость этого инструмента без имплантации [41].
Назначение режимов резания
Режимом резания называют совокупность глубины резания, подачи, скорости резания и периода стойкости инструмента. Рациональным режимом резания называют такой, который при выполнении всех требований, предъявляемых к качеству обрабатываемой заготовки, обеспечивает при минимальной себестоимости максимально возможную для данной себестоимости производительность [4]. При назначении режима резания для конкретной операции прежде всего возникает вопрос: что целесообразнее увеличивать – глубину резания за счет уменьшения подачи, или наоборот: работать с большим сечением срезаемого слоя и меньшей скоростью резания или увеличивать скорость за счет уменьшения глубины резания и подачи.
Режим резания является функцией многих факторов процесса резания. В то же время режимом резания определяются многие технологические параметры. Для облегчения выбора режима резания определяется назначение данной операции – это черновая обработка, получистовая, чистовая или отделочная.
При назначении режимов для твердосплавного инструмента руководствуются общим правилом: чем более точная обработка будет производиться, тем меньше будет величина подачи и глубина резания и больше скорость резания (рис. 3.18).
Рис.
3.18. Зависимость режима резания от вида
обработки
t = (0,1…1) · dфр. Но по технологическим параметрам возможно и t = (2...3) · dфр. Меньшие значения глубины резания при фрезеровании дают более качественную обработку. Максимальная глубина резания для торцовых фрез определяется конструкцией фрезы и мощностью приводов главного движения и подачи. Для станков средней мощности t = 3…6 мм.
Подача S для чистовой и отделочной обработки назначается чаще всего исходя из заданной шероховатости. При черновой обработке величина подачи, с одной стороны, ограничивается мощностью привода подач, с другой – качеством обработанной поверхности. Для токарного станка типа 16К20 подача для черновой обработки составляет 0,3…0,6 мм. Для более жестких станков величина подачи может быть еще выше 0,8…1,2 мм. Для чистовой и отделочной обработки на станках повышенной точности величина подачи равна 0,05…0,01 мм. Для фрезерных станков подача назначается в мм/зуб, а для станков с ЧПУ в мм/мин. Численное значение подачи при фрезеровании определяется жесткостью системы СПИД (особенно это актуально для концевых фрез) и требуемой величиной шероховатости.
Значение скорости резания при точении, растачивании резцами из твердого сплава рассчитывается по формуле:
где обобщенный скоростной коэффициент
КV = Кo Км Ки Кφ Кδ Кс.
Поправочные скоростные коэффициенты учитывают:
Кo – обрабатываемость материала при определенном значении твердости или предела прочности на растяжении;
Км – твердость или прочность обрабатываемого материала;
Ки – марку твердого материала;
Кφ – величину главного угла в плане резца;
Кδ – степень изношенности задней поверхности резца;
Кс – состояние поверхности заготовки детали перед обработкой.
Значения постоянной Сv и показателей степени m, хv, yv определяются по таблицам в справочниках, для точения и растачивания
они представлены в табл. 3.21.
Таблица 3.21
Значения постоянных и показателей степени в формуле скорости резания при точении и растачивании твердосплавными резцами [4].
Материал обраба-тываемой заготовки |
Вид обработки (S < 0,75 мм/об) |
Сv |
m |
хv |
yv |
Углеродистая конструкционная сталь |
Точение |
349 |
0,2 |
0,15 |
0,35 |
Растачивание |
314 |
0,2 |
0,15 |
0,35 |
|
Чугун |
Точение |
262 |
0,2 |
0,2 |
0,4 |
Растачивание |
236 |
0,2 |
0,15 |
0,35 |
Составляющие коэффициента КV также определяются по справочнику.
Скорость резания при фрезеровании осевыми цилиндрическими, дисковыми, концевыми фрезами из инструментальных сталей рассчитывается по видоизмененной предыдущей формуле:
где обобщенный скоростной коэффициент
КV = Кo Км Ки Кω.
Все коэффициенты, постоянные и показатели степени определяются по справочнику.
Для облегчения подсчета скорости резания во многих справочниках [50, 36] дается табличное значение скорости, которое затем уточняется с помощью коэффициентов.
В САПРТП-2 (г. Томск) расчет режимов резания для токарной обработки производится при формировании каждого перехода.