книги из ГПНТБ / Говоров И.Д. Механизация и автоматизация технологических операций обработки деталей из реактопластов

нами из твердого сплава (рис. 20); угол при вершине 80—90°, задний угол 2—4°.

Для снятия облоя или фаски с наружного диаметра детали на полуавтоматах и автоматах широко применяют

Рис. 19. Зенкер с пластинами из твердого сплава

фрезы чашечного типа (рис. 21), закрепляемые в конусном отверстии шпинделя головки. Такие фрезы с напаянными пластинами из твердого сплава хорошо зарекомендовали

Деталь

себя на многих специализированных заводах. Они на­ много экономичнее и долговечнее, чем обычные; проще в изготовлении. Заточку такого инструмента желательно производить на заточном станке, выдерживая углы при

40

вершине, а также задние углы, рекомендованные для обработки данного материала.

Широкое распространение в промышленности 'полу­ чили алмазные инструменты.

Алмазный инструмент способствует повышению произ­ водительности труда, снижению себестоимости выпускае­ мой продукции, а также значительному повышению чи­ стоты и точности обработки деталей. Особенно хорошие результаты дает работа алмазным инструментом с трудно­ обрабатываемыми материалами, например стеклопласти­ ками на основе ненасыщенных полиэфирных смол ПН-3 (СТУ 30-14263—64), НПС 609-21М (СТУ 30-14366—55), в качестве наполнителя в которых служит стеклоткань АСТТ (б)-С2 0 (МРТУ 6М-814—61). При конструировании алмазного инструмента необходимо учитывать ряд осо­ бенностей стеклопластиков, проявляющихся при меха­ нической обработке.

Известно, что прочность стеклопластиков ниже проч­ ности металлов, что в 5—10 раз снижает усилие их реза­ ния. Однако наполнитель, обладающий сильными абразив­ ными свойствами, способствует увеличению сил трения на задних поверхностях, резко снижая стойкость инструмента.

Неоднородность структуры, низкая теплопроводность, способствующая повышению температуры в зоне резания, низкая теплостойкость смолы, приводящая к ее деструк­ ции, — все это отрицательно сказывается на стойкости инструмента, производительности и качестве обработки. Поэтому крайне невыгодно применять обычный режущий инструмент. Трудоемкими операциями при обработке стеклопластиков являются резка, сверление отверстий, а также подгоночные операции, низкий уровень механи­ зации которых увеличивает и без того высокую себестои­ мость изделий.

Для резки стеклопластиков применяют стационарные и ручные приспособления, оснащенные отрезными сег­ ментными кругами на металлической связке (рис. 22). Сегментные алмазные круги хорошо удаляют пыль и стружку из зоны резания, но незначительно нагревают детали. Диаметр и толщина круга определяются харак­ теристиками имеющегося оборудования -и характером работы. Толщина кругов диаметром 200 мм должна состав­ лять 1,2—2,0 мм (алмазный порошок может быть нату­ ральным или синтетическим). Зернистость рекомендуется не ниже 400/250.

41

ставляет собой трубку с толщиной стенки 1—2 мм, один конец которой может навинчиваться на хвостовик, На дру­ гой торец электролитическим методом (гальваническая связка) или методом прессования и спекания (металличе­ ская связка) наносят алмазоносный слой, толщина кото­

деля — не менее 12 ООО об/мин. При изготовлении алмаз­ ных сверл методом прессования и спекания концентрация алмазного порошка равна 100%; при использовании элек­ тролитического метода концентрация не регламентируется и может быть равна 150—200%. Зернистость алмазного порошка 63/40 и выше; количество алмазов в сверле диа­ метром 32 мм составляет 5—7 каратов.

Перед работой алмазными инструментами на металли­ ческой связке алмазные зерна должны быть вскрыты трав­ лением инструмента в азотной кислоте. При работе -ин­ струментом на гальванической связке алмазные зерна не вскрывают.

43

Для вырезания и разделки отверстий следует приме­ нять специальные алмазные головки АГСП (ОН 037-45—63) и АГПШ (ОН 037-46—63) диаметром 8—10 мм (рис. 25). Такие головки с удлиненным алмазным слоем изготов­ ляют как методом прессования и спекания, так и электро­ литическим методом.

Основные параметры работы алмазной головки (изго­ товлена электролитическим методом) диаметром 10 мм,

Практика работы многих заводов (осо­ бенно судостроительных) доказывает рента­ бельность применения алмазного ннструдгента на операциях резки, сверления от­ верстий, а также на подгоночных операциях.

Наибольший экономический эффект до­ стигают благодаря уменьшению расходов инструментов из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Стойкость алмазного инструмента в несколько раз выше обыч­ ного, но и стоимость его в несколько раз

Iбольше. Однако, если отнести эти показа­ тели к объему работы, то стоимость затрат

на алмазный инструмент получается зна­ чительно ниже, чем на инструмент из твердых сплавов и быстрорежущей стали. Алмазные отрезные круги изготовляет ле­

нинградский абразивный завод «Ильич», алмазные го­ ловки на металлической связке — Львовский инструмен­ тальный завод, алмазные сверла — Томилинский завод алмазного инструмента. Инструмент на гальванической связке освоен на Рославльском заводе алмазных инстру­ ментов и др.

При конструировании режущего инструмента для обра­ ботки деталей из реактопластов необходимо учитывать:

кратковременность обработки изделия (продолжитель­ ность обработки на полуавтоматах и автоматах составляет 0,1-0,3 с);

44

неправильную форму облоя (в связи с этим прилагае­ мое усилие при подаче инструмента на деталь носит удар­ ный характер);

стойкость инструмента, особенно при обработке реак­ топластов с абразивными наполнителями;

проведение обработки без охлаждения инструмента;

Рис. 26. Примеры «плавающих» инструментов:

значительные отклонения размеров заготовки от за­ данных.

При проектировании инструмента для автомата и полу­ автомата часто употребляют конструкции с «плавающим» режущим инструментом (рис. 26). В качестве компенса­ торов неровности поверхности деталей используют пру­ жины. Применяют и обратную схему — режущий инстру­ мент неподвижный, а деталь в «плавающей» подставке.

45

РАСЧЕТ И ВЫБОР РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ

На трудоемкость и себестоимость изготовления детали оказывают влияние различные факторы: многоинструмен- талы-юсть, многопозиционность, автоматизация станков и приспособлений, планировка оборудования, расстановка рабочих. Кроме этих факторов, необходимо учитывать режимы работы станков, так как .правильно выбранный режим обработки существенно влияет как на производи­ тельность, так и на себестоимость изготовления детали.

Рассмотрим некоторые вопросы, связанные с опреде­ лением оптимального режима обработки деталей.

На станках с постоянной настройкой механическую обработку на одной рабочей позиции станка всегда выпол­ няют в один проход. При этом машинное время опреде­ ляют по формуле

изделия или инструмента; 5 — подача изделия или ин­ струмента в мм/об.

струмента или обрабатываемой поверхности в мм. Машинное время можно выразить через скорость

резания

Ы_

м— nS ~ vS "

Как видно из последней формулы, при заданной длине / •рабочего хода обработки машинное время тем меньше, чем меньше произведение nS. Скорость вращения п и подача S определяются режущей способностью инстру­ мента и физико-механическими свойствами обрабатывае­ мого материала. Режимы резания зависят от экономиче­ ской стойкости инструмента, которой соответствует опре­ деленная скорость резания. Экономическая стойкость

46

где В — расходы, связанные с заменой затупившегося инструмента, включая затраты на заточку инструмента стоимость работы станочника в период смены инстру­

Следовательно, оптимальным режимом обработки де­ талей является такой режим, при котором себестоимость обработки на данном станке минимальная.

| Таким образом, решение задачи по определению опти­ мальных режимов обработки заключается в определении зависимости между: 1) станкоемкостью операции и режи­ мами резания; 2) станкоемкостью операции, стойкостью инструментов и режимами обработки; 3) себестоимостью операции и режимами резания.

Для установления зависимости между станкоемкостью операции и режимами обработки необходимо тщательно

Потери времени на ремонт и обслуживание станка Тр изменяются незначительно в пределах действующих режи­ мов обработки, а потери времени 7 ^ не зависят от режи­

Общее время резания выражается формулой Т„ +

+ 7Y=t,7\

Чтобы установить__зависимость между станкоемкостью, произврдительностькГстанка и режимами резания, необ­ ходимо рассмотреть структуру станкоемкости операции.

Станкоемкость операции tm определяется основным (машинным) t0 временем, вспомогательным временем tB и

47

временем tc, затрачиваемым на установку инструмента и его регулирование (для одной детали), т. е.

Основное (машинное) время

где q — выпуск деталей за период работы станка Т. Машинное время t0 обратно пропорциональное ско­ рости резания v и подаче s; определяется выражением

, I __ Ind

°~lis ~ Us~'

Время tc зависит от стойкости инструмента, а следова­ тельно, и от скорости резания:

ных деталей (производительность станка); Тс — стойкость инструмента.

Окончательная формула станкоемкости обработки мо­

Зависимость между производительностью станка Q и параметрами режима резания в общем виде выражается следующим образом:

этого уравнения, и, приравняв ее нулю, определить опти­ мальное значение v.

Подачу s выбирают по справочным данным с учетом наладки. Время на смену и регулирование инструмента

48

определяют либо по нормативам завода, либо по имею­

резания v0. По полученным значениям строят кривую

колеблется от 25 до 30 %.

Для достижения найденной производительности необ­ ходимо, чтобы принятые" при расчете стойкости инстру­ ментов не были ниже фактических. Для этого в расчет следует ввести коэффициент надежности К = 0,90ч-0,95. Тогда искомая оптимальная скорость резания

Oopl = Kvox.

Для улучшения условий работы станка и повышения стойкости инструмента необходимо снизить скорость реза­ ния, соответствующую максимальной производительности, на 10—15%. Так как машинное время составляет только часть станкоемкости, то при уменьшении скорости реза­ ния на 10—15% производительность станка снижается всего на 2—6%.