Фролов ЭМ.Технология изготовления деталей машин

Стеклопластики

Критерий

затупления

Л 3 , ММ

0,1-0,3

0,15-0,20

0,1-0,15

В табл. 2.1.23 приведены рекомендуемые подачи S^ при сверлении стеклопластиков

(кроме модификации «Н») быстрорежущими сверлами. Меньшие значения S^ следует

выбирать для сверл малого диаметра, большие - для сверл большого диаметра. Подачи при обработке отверстий в стеклопластике «Н» и углепластика

S^ = n,Rz + m^v + x^D + c^ ,

при сверлении боропластиков

S^ :=C^RZ"'V'"^D''^ .

Значения постоянных и показателей степеней приведены в табл. 2.1.24.

Скорость резания вычисляют с учетом подачи, диаметра сверла и заданного периода стойкости Т в соответствии с табл. 2.1.25. Период стойкости рекомендуют выбирать в зависимости от диаметра сверла из следующих соотношений: Г =(0,5...2)1) для быстроре­ жущих сверл и r=(2...3)Z) для твердосплав­ ных сверл. Стойкость сверл диаметром до 4 мм принимают ниже указанных значений.

При сверлении боропластика примене­ ние твердосплавных сверл в связи с их крайне низкой стойкостью (до 2 мин) допустимо лишь в случаях обработки малого числа от­ верстий. В условиях серийного производства рекомендуют использовать алмазные сверла.

В изделиях из ПКМ фрезерованием об­ рабатывают чаще всего пазы, окна, лючки и т.п. При этом применяют концевые, дисковые и торцовые фрезы, реже - цилиндрические.

* Коэффициенты с^^ , с^2 ^ зависимости от мар]ш инструментального материала:

S

ш

§

S-

X

о

я

о

S

о

X

X

S

существенно меньше, чем при обработке ме­ таллов. При МШС скорость резания выбира­ ют из рекомендаций для обычной обрабстси, подачу - исходя из точности обработки с уче­ том деформаций технологической системы. Применение метода может ограничиваться требованиями к точности обработки, возмож­ ностями передачи рабочего движения на из­ делие, технологическими возможностями оборудования, оснастки, инструмента.

Метод высокоскоростной обработки. Ре­ жим обработки ПКМ, в первую очередь, ско­ рость резания при обычном резании, назна­ чают из условия отсутствия термоокислитель­ ной деструкции материала, что считают од­ ним из обязательных требований обеспечения качества поверхностного слоя изделия. Во многих случаях это существенно ограничивает производительность обработки. В области высоких скоростей резания (25... 100 м/с) при температурах, значительно (до 2...4 раз) пре­ вышающих критические температуры термо­ деструкции ПКМ, существует широкий диа­ пазон условий обработки, при котором обес­ печивается высокое качество поверхностного слоя, что объясняется малым при высоких v, недостаточным для протекания термоокисли­ тельных процессов, временем действия кон­ тактной температуры на заготовку. Это позво­ ляет повысить производительность обработки в 50-100 раз. Применение метода может огра­ ничиваться техническими возможностями оборудования, большими габаритами (инер­ ционными силами) или недостаточной жест­ костью заготовки.

Метод точения с предразрушением сре­ заемого слоя. Сущность метода заключается в целенаправленном изменении физикомеханических свойств материала срезаемого слоя за счет предварительного его деформи­ рования, которое осуществляют в процессе резания дополнительным механическим ис­ точником энергии, формируя при этом в по­ верхностных слоях удаляемого материала раз­ витую систему микро- и макротрещин. Меха­ ническое воздействие осуществляют одним из методов поверхностного деформирования (накатывания, выглаживания, чеканки и т.п.), добиваясь частичного разрушения матрицы ПКМ в объеме материала срезаемого слоя, снижения механических характеристик и, как следствие, уменьшения силы и температуры резания. Метод позволяет при точении стек­ ло- и углепластиков повысить стойкость ре­ жущего инструмента до 10 раз и более, сни­ зить параметры шероховатости поверхности и погрешности формы.

Метод обработки с дополнительным тех­ нологическим покрытием. Метод предназначен для повышения качества обработанных лез­

вийным инструментом поверхностей изделий из волокнистых ПКМ, обеспечивая удаление ворса, образующегося в результате перереза­ ния волокон в процессе резания. При обра­ ботке детали в окончательный размер обра­ зующийся ворс связывают последующим на­ несением на обработанную поверхность твер­ деющего технологического покрытия, которое затем удаляют лезвийным инструментом. В качестве покрытия используют различные типы связующего, применяемого при изго­ товлении ПКМ, или быстротвердеющие клеи и лаки, имеющие химическое родство с ос­ новным материалом. Технологическое покры­ тие должно заполнять неровности поверхно­ сти и после полимеризации (затвердения) обеспечивать хорошую адгезию с материалом заготовки и перерезанными волокнами. Ме­ ханическая обработка технологического по­ крытия на режимах тонкого точения позволя­ ет получить параметр шероховатости поверх­ ности деталей из органопластика Ra=0,5...0,2 мкм и высокую точность, практи­ чески полностью исключает ворсистость об­ работанной поверхности, что не обеспечива­ ется другими способами чистовой обработки. Метод можно использовать на операциях точения, фрезерования, сверления, зенкерования, развертывания и ряде других. Режимы резания ПКМ и технологического покрытия назначают в соответствии с рекомендациями по обработке указанных материалов в обыч­ ных условиях.

2.1.7. СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СРВДСТВА

Смазочно-охлаждающие технологиче­ ские средства (СОТС) являются обязатель­ ными при высоком качестве продукции и высоком уровне экономических показателей производства элементом технологического обеспечения операций обработки заготовок резанием. Путем рационального применения СОТС можно в среднем в 1,5-2,5 раза повы­ сить стойкость режущих инструментов, на 10...20 % и более увеличить производитель­ ность обработки заготовок, существенно улучшить качество обработанных поверхно­ стей, а тем самым и эксплуатационные харак­ теристики деталей.

Технологическая эффективность СОТС определяется комплексом его функциональ­ ных действий (эффектов) непосредственно в процессе механической обработки - смазоч­ ного, диспергирущего, охлаждающего, мою­ щего. Смазочное действие СОТС заключается в его экранирующем и антифрикционном эффектах вследствие образования на контак­ тирующих поверхностях режущего инструмен­ та и обрабатьшаемой заготовки вторичных

структур. Диспергирующее действие СОТС проявляется как на обрабатываемой заготов­ ке, так и в зоне контакта между заготовкой и инструментом, и определяется его высокой поверхностной активностью - способностью непосредственно в зоне разрушения эффек­ тивно снижать поверхностную энергию (работу образования новой поверхности) об­ рабатываемого твердого тела (заготовки). Моющее действие СОТС проявляется в физи­ ко-химических, механических и гидродина­ мических процессах (отделение дисперсных продуктов от поверхностей заготовки и инст­ румента, стабилизация продуктов диспергиро­ вания и предотвращение их последующей десорбции заготовкой, инструментом или элементами системы применения СОТС). С помощью охлаждающего действия СОТС, определяемого его теплофизическими свойст­ вами и гидродинамическими условиями в зоне обработки, обеспечивается дополнитель­ ный отвод тепла из зоны обработки и, как следствие, - снижение контактных температур

иособенно температур режущего инструмента

изаготовки.

Современные ассортименты включают шесть классов СОТС: 1) газообразные; 2) жидкие: водосмешиваемые - образующие в воде эмульсии, дающие прозрачные растворы (синтетические); масляные; 3) быстроиспаряющиеся; 4) расплавы металлов, солей и других веществ; 5) твердые; 6) пластичные. В подавляющем большинстве на операциях об­ работки заготовок резанием в качестве СОТС используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).

Отечественный базовый ассортимент включает более 50 СОЖ, в том числе 12-13 наиболее широко употребляемых на операци­ ях обработки заготовок резанием водных СОЖ, приготовляемых из исходных продук­ тов (концентратов) на машиностроительных предприятиях, и примерно столько же масля­ ных жидкостей, поставляемых в готовом для применения состоянии. Базовый ассортимент содержит водные СОЖ трех видов: с невысо­ ким, средним и высоким содержанием приса­ док, усиливающих смазочные свойства СОЖ. К первому виду относятся синтетические и полусинтетические СОЖ на основе продуктов Аквол-ЮМ, Аквол-11, Карбамол-Ш и Э1, эмульсии Укринол-1М, МХО-60, Веле, Автокат; ко второму виду - эмульсии Синтал-2, Аквол-2, 14 и 15, Аквемус, полимерсодержащая СОЖ Аквапол-1; к третьему виду - эмульсии Аквол-2 и 6. Ассортимент включает и масляные СОЖ тех же трех видов, начиная от масел ОСМ-1, Укринол-14 и ОСМ-3 с невысоким содержанием присадок и кончая СОЖ МР-4, МР-7, МР-10, МР-99 с высоким

их содержанием. Чем выше содержание при­ садок, тем для более напряженных и сложных условий обработки заготовок резанием пред­ назначается СОЖ. Базовый ассортимент по­ степенно изменяется: осваивается производст­ во новых высокоэффективных СОЖ и исход­ ных продуктов для их приготовления, пре­ кращается по тем или иным причинам вы­ пуск отдельных СОЖ и концентратов.

Разработаны и опубликованы рекомен­ дации по выбору СОЖ для операций обра­ ботки заготовок из различных материалов на металлорежущих станках. Рекомендации учи­ тывают, как правило, обрабатываемость мате­ риала заготовки (его химический состав, фи­ зико-механические свойства, структуру, твер­ дость), вид обработки, инструментальный материал и в отдельных случаях особенности геометрии режущего инструмента, требования к качеству обработанной поверхности.

Реализуют два принципиально различ­ ных направления повышения технологиче­ ской эффективности СОЖ на операциях об­ работки заготовок резанием: 1) изменение физико-химических свойств СОЖ; 2) измене­ ние условий контактирования СОЖ с режу­ щим инструментом и обрабатываемой заго­ товкой.

Физико-химические свойства СОЖ можно варьировать двумя путями. Во-первых, путем изменения исходных свойств СОЖ за счет изменения ее химического состава. При этом стремятся повысить химическую и фи­ зическую активность СОЖ по отношению к обрабатываемой заготовке и режущему инст­ рументу, чтобы усилить смазочные и диспер­ гирующие свойства СОЖ. Во-вторых, - путем временного изменения свойств СОЖ в нуж­ ном направлении в результате энергетиче­ ского воздействия (магнитного, электриче­ ского, светового, звукового и др.). Второе направление повышения технологической эффективности СОЖ путем изменения усло­ вий контактирования СОЖ с инструментом и с заготовкой реализуется за счет техники по­ дачи СОЖ.

Технологический процесс применения водных СОЖ в машиностроении более сло­ жен, чем процесс применения масляной жид­ кости, поступающей на предприятие в гото­ вом для использования виде. Типовой техно­ логический процесс применения водосмешиваемой СОЖ (рис. 2.1.8) начинается с опера­ ции ее приготовления, после чего следует сбор приготовленной СОЖ в баках и ее бак­ териологическая обработка. Затем жидкость транспортируется к станкам (операция 4) и, проходя через специальные устройства, под­ вергается энергетической обработке для по­ вышения эксплуатационной и технологичес-