Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Основные способы улучшения обрабатываемости материалов резанием

15.11.2018

Для повышения производительности труда, снижения стоимости обработки и обеспечения заданных характеристик изделия большое значение имеют мероприятия, способствующие улучшению обрабатываемости материала. К основным способам относятся:

• оптимизация химического состава материала заготовок, подвергаемых обработке резанием. Например, применение магниевых и алюминиевых сплавов, обладающих низкой температурой плавления, малой прочностью и высокой теплопроводностью, повышает производительность процесса резания. Улучшение обрабатываемости сталей может быть достигнуто в результате увеличения содержания серы, свинца (автоматные стали) и кальция (кальциевые стали);

• рациональный выбор материала режущей части инструмента. Применение инструментальных материалов с повышенной теплостойкостью и износостойкостью позволяет интенсифицировать процесс резания и повысить обрабатываемость конструкционных материалов. Например, благодаря изобретению быстрорежущей стали скорости резания удалось повысить в 4-6 раз по сравнению с инструментальными углеродистыми сталями, а использование порошковых твердых сплавов дало возможность увеличить скорость в 3—4 раза по сравнению с быстрорежущим инструментом. В результате применения сверхтвердых инструментальных материалов скорость резания возросла до 5...6,5 м/с. В свою очередь, с увеличением скорости резания потребовалось внести изменения в конструкции металлорежущих станков. Кроме того, нанесение на поверхность режущей части инструмента многослойных покрытий из карбидов вольфрама и нитридов титана привело к уменьшению коэффициента трения, силы резания и повышению износостойкости;

• выбор рационального типа инструмента и геометрии лезвия. В зависимости от условий обработки заготовок конструктивные особенности и геометрические параметры режущей части инструментов могут изменяться в широких пределах. Так, при нарезании резьбы на винте можно использовать резцы, плашки или резьбонарезные головки. Например, в условиях массового производства целесообразно использовать резьбонарезные головки, а в единичном производстве — плашки;

• применение эффективных смазочно-охлаждающих технологических сред снижает эффективную мощность процесса резания, повышает стойкость режущего инструмента (в среднем до 1,5-3 раз), увеличивает точность и улучшает технологические параметры обработанной поверхности;

• применение улучшающей термической обработки. При черновом точении и фрезеровании высокопрочных конструкционных сталей применяют разупрочняющую термическую обработку, в результате которой снижаются твердость и предел прочности материала заготовки;

• оптимизация режимов обработки. Например, применение сверхскоростного резания заготовок (v = 16 м/с) позволяет повысить обрабатываемость материала благодаря тому, что теплота, образующаяся в процессе обработки, переходит в стружку и не успевает нагреть инструмент. При этом уменьшается работа пластического деформирования в процессе удаления припуска и снижается износ инструмента;

• введение в зону резания дополнительной энергии путем пластического деформирования вязких сталей и сплавов, обработки резанием с вибрациями и нагревом. Пластическое деформирование обрабатываемого материала исчерпывает часть запаса его пластичности и тем самым уменьшает работу и температуру в зоне резания, увеличивает стойкость инструмента и производительность труда (рис. 29.1).

При вибрационном резании на принятую кинематическую схему обработки накладывают дополнительное вынужденное колебательное движение инструмента относительно заготовки или заготовки относительно инструмента. Точение с вибрациями целесообразно использовать на операциях черновой и получистовой обработки вязких, пластичных и труднообрабатываемых материалов (рис. 29.2). Сверление с колебаниями в осевом направлении при обработке глубоких отверстий в пластичных и вязких материалах позволяет уменьшать коэффициент трения и получать мелкодробленую стружку, которая легко удаляется из зоны резания (рис. 29.3).

Метод обработки резанием с нагревом (терморезание) заключается в совместном использовании для удаления припуска с заготовки двух видов энергии — механической и тепловой, целенаправленно изменяющих физико-механические свойства срезаемого слоя. Нагрев заготовок перед обработкой резанием может быть сплошным (в печах) или локальным (плазменный, лучевой, электродуговой, электроконтактный и др.). Для терморезания чаще применяют плазменный источник теплоты, отличающийся значительной мощностью, высокой концентрацией теплоты и простотой регулирования (рис. 29.4). Эффект улучшения обрабатываемости материалов объясняется снижением их прочностных характеристик при повышении температуры. Например, для титановых сплавов нагрев до 500 °C уменьшает значения предела прочности и твердости в 2-3 раза. Снижение механических характеристик ведет к улучшению обрабатываемости материалов резанием и повышению производительности обработки.

Дробление стружки осуществляется накатным роликом с выступающими зубьями, которые наносят на поверхности резания углубления в виде насечек (рис. 29.5). Насечки являются концентраторами напряжений и при образовании стружки способствуют ее разделению на элементы заданной длины.

Применение электрофизических и электрохимических методов обработки позволяет получать изделия сложной формы из материалов практически с любыми физико-механическими свойствами без приложения значительных механических сил. В результате использования этих методов улучшается обрабатываемость многих труднообрабатываемых материалов по целому ряду показателей.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: