Реферат: Область применения роторных инструментов гик Л. А

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РОТОРНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ


Гик Л.А. (КГТУ, г. Калининград)


The article presents recommendations on the rational usage of rotor tools designed at the Kaliningrad State Technical University.

В Калининградском государственном техническом университете в течение ряда лет проводятся широкие комплексные исследования обработки резанием с касательным движением лезвия. Эти исследования позволили выявить механизм процесса, установить закономерности его протекания и обосновать основные достоинства: высокую производительность, хорошее качество обработанных поверхностей, существенное повышение режущей способности инструмента.

На базе анализа результатов исследований определены также и такие особенности процесса, которые принципиально ограничивают возможности его практического использования. К ним относятся: круговая форма лезвия инструмента, не позволяющая вести обработку деталей «в упор» (без галтели); повышенные значения радиальной составляющей силы резания, обусловливающие в связи с малыми значениями углов в плане возможность возникновения вибраций используемой технологической системы при недостаточной ее жесткости; существенное влияние глубины резания на стойкость инструмента.

Учитывая изложенное, роторные резцы могут применяться с целью значительного повышения качества и производительности обработки, многократного повышения стойкости инструмента, при точении или растачивании «гладких» (или имеющих галтели большого радиуса) поверхностей, подрезании торцов «на проход», а также при обработке плоскостей фрезерованием, строганием или протягиванием в условиях достаточной жесткости технологической системы. Возможность стабильного обеспечения низкой шероховатости и высокого качества обработанной поверхности, даже при работе с относительно большими величинами подачи, делает особенно перспективным использование такого инструмента на чистовых и получистовых операциях обработки.

Производительность чистового и получистового ротационного резания в несколько раз выше, чем при использовании традиционных методов. Это происходит за счет интенсификации режимов резания и ликвидации во многих случаях дополнительных отделочных операций. Так, например, при обработке конструкционных сталей и чугунов скорость резания при использовании предложенных роторных головок ограничивается значениями до V= 10….12 м/с, а при обычном резании до V=3…4 м/с. При ротационном резании также существенно увеличивается величина подачи, обеспечивающей параметры чистовой обработки (см. рис. 1).


Р
ис. 1


Высокое качество поверхности, обработанной роторным инструментом при повышенных режимах, характеризуется низкой шероховатостью Rа 1,25 мкм и улучшенными физико-механическими свойствами поверхностного слоя. Геометрия лезвия инструмента может быть такой, что его задняя поверхность, выполненная в виде выпуклого конуса, в процессе обработки обкатывает и выглаживает обрабатываемую поверхность. При этом, кроме снижения шероховатости, происходит упрочнение поверхностного слоя детали, т.е. за счет наклепа (см. рис. 2) увеличиваются его прочностные характеристики, твердость и износостойкость, а, следовательно, и долговечность детали. Как видно из графиков, приведенных на рис 1,2, по качеству обработки ротационное резание может успешно конкурировать с другими распространенными технологическими процессами отделки при изготовлении деталей машин. Ликвидация во многих случаях шлифовальных операций позволяет исключить шаржирование обработанной поверхности абразивом (что особенно важно для работы пар трения), а также появление микротрещин и прижегов металла.


Рис. 2


Использование на чистовых операциях роторных резцов расширяет возможности концентрации обработки на прогрессивном оборудовании типа агрегатных станков и станков многоцелевого назначения с ЧПУ. При этом должно уменьшаться количество операций и транспортно-складских работ, укорачивается производственный цикл и снижается фондоемкость производства.

Практика ротационного резания и проведенные в данной работе сравнительные исследования износа различных инструментов показывают, что стойкость роторных резцов, по крайней мере, на порядок выше периода стойкости обычных лезвийных инструментов, даже при работе в зоне скоростей, оптимальных для традиционного резания. С увеличением скорости резания эта разница становится еще более существенной, что объясняется улучшением теплоотвода из зоны обработки. Существенное повышение размерной стойкости роторного инструмента обеспечивает высокую точность обработки деталей. Это позволяет рекомендовать такой инструмент к использованию в условиях серийного производства, а также при обработке крупногабаритных деталей, в том числе уникальных по габаритам.

Как показали исследования и практика использования предложенных роторных инструментов, существенным их достоинством является также возможность работы с весьма малыми глубинами резания, измеряемыми в сотых долях миллиметра, что дополнительно повышает точность обработки и позволяет расширить применение ротационного резания, например, на операции взаимной пригонки деталей машин. При этом во многих случаях из технологии обработки могут исключаться такие трудоемкие процессы, как шабрение поверхностей, которое до сих пор выполняется в основном вручную.

Таким образом, наиболее перспективной областью использования роторных инструментов является размерная обработка деталей в машиностроении, особенно тяжелом, энергетическом и транспортом, а также на машиностроительных и машиноремонтных подразделениях других отраслей народного хозяйства, например, в судостроении и судоремонте; электротехнической, бумагоделательной промышленности и т.п.


Литература:

Гик Л.А. Ротационное резание металлов. Калининград, Калининградское книжное издательство, 1990;

L.A.Gick, V. Ostashevicius Machining of materials efficiency increasing method by alteration of traditional high-speed contact interaction principle of the Tool . Materials of the third international conference on metal cutting and speed machining, Metz, France, 2001.