Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
При электрохимической обработке затраты мощности и удельной работы уменьшаются в 2-2,5 раза по сравнению с обычной обработкой
J_,_,_J_ т . У _і_,_
0.1 ю го so ^o so 40 то во п HZm
Рис. 6.3. Зависимости механической Ам и физико-химической Aq1 удельных работ от скорости резания при различной толщине среза
184
КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
(см. рис. 6.3, кривая 3 для АЭХО), что свидетельствует о повышении режущих свойств инструмента. На это указывает также изменение составляющих сил резания в сторону увеличения в 3-5 раз доли касательной составляющей силы резания при общем уменьшении силы резания. Применение АЭХО и АЭЭО целесообразно при шлифовании труднообрабатываемых материалов на низких и средних скоростях (20 ... 30 м/с), при резании титановых сплавов.
В последнее время электрофизические способы обработки применяют в сочетании с иглолезвийной обработкой при иглофрезеровании и зачистке поверхностей металлическими щетками. При этом производительность съема увеличивается в 2-3 раза.
Разновидностью физического воздействия являются вибрационные процессы [20, 24]. Наложение колебаний в процессе обработки давлением или резанием способствует разрушению межкристаллитных связей в металлах. Параметры колебаний (амплитуда и частота) должны соответствовать параметрам механической обработки (толщине и скорости деформирования). Ультразвук вызывает возникновение микро- и макротрещин в обрабатываемом слое и способствует их расклиниванию СОЖ, интенсифицируя процесс обработки. Для достижения максимального эффекта ультразвуковые колебания должны быть перпендикулярны траекториям касательных напряжений. Например, при врезном фрезеровании направление колебаний совпадает с направлением движения подачи фрезы, а при продольном - перпендикулярно движению подачи.
Особенно эффективно использование ультразвука при алмазно-абразивной обработке (УЗАО). Соизмеримость амплитуд колебаний и толщин среза, а также соизмеримость скоростей повышают производительность в 3-4 раза и снижают износ инструмента. При воздействии ультразвуком фактическая скорость резания непрерывно изменяется, а скорости резания на различных радиусах режущих элементов выравниваются. Наложение ультразвуковых колебаний улучшает условия микрорезания, устраняет засаливание инструмента.
Кавитационный процесс в жидкости на поверхности круга способствует удалению шлама и стружки из межзеренного пространства, разрушению адгезионной пленки на вершинах абразивных зерен и пропитке пор круга жидкостью. Профилографированием установлено, что при УЗАО происходит микроразрушение абразивных зерен и связки на рабочей поверхности круга, в результате чего уменьшается относительная опорная длина микрорельефа и увеличивается шаг между зернами.
КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ПО ВИДУ ВОЗДЕЙСТВИЯ 185
Устройство для УЗАО (рис. 6.4) на модернизированном круглошлифоваль-ном станке мод. ЗА 130 содержит ультразвуковую головку /, на торце концентратора-волновода которой закреплен алмазный правящий карандаш 2, и ультразвуковую головку 5 с магнитострикци-онным преобразователем 4 и концентратором-волноводом 5, имеющим сопло 7 для пода-
чи СОЖ. Зазор Л между рис. 6.4. Схема ультразвукового шлифова-соплом и шлифовальным кру- ния
гом 8 регулируют смещением головки с помощью суппорта б, установленного на кожухе 10 ограждения. Исследования УЗАО совместно с ультразвуковой правкой (УЗП) проводили на заготовках 9 из сталей 12Х18Н9Т, 30X13, 4OX и 40ХГНМ. Режимы маятникового шлифования следующие: скорость круга V111 = 25 ... 100 м/с, скорость заготовки vT = 30 ... 40 м/мин, скорость продольной подачи vc = 0,5 ... 0,8 м/мин, поперечная подача S = 0,01 ... 0,04 мм/ход; круг 24А25-НСМ17К5. Концентраторы-волноводы генерировали колебания с частотой 20 кГц и амплитудой 20 ... 30 мкм для сопла СОЖ и 5 ... 10 мкм для правящего карандаша. Проведенные испытания показали, что по сравнению с обычным шлифованием составляющие силы резания уменьшились на 15 ... 20 %, шероховатость - в 1,3 раза (Ra = 1,2 мкм вместо Ra = 1,6 ... 1,8 мкм), стойкость круга возросла в 1,5-2 раза, а для коррозионно-стойких сталей 12Х18Н9Т и 30X13 - в 2,5-3 раза, интенсивность съема металла (производительность) увеличилась до 1,5 раза (6,75 см3/мин против 4,5 см3/мин). Наибольший эффект достигнут при совместном использовании УЗАО и УЗП.
Сравнительные испытания наружного хонингования по схеме точения без и с наложением ультразвуковых колебаний (А = 4 ... 6 мкм, /= 20 кГц) показали увеличение стойкости брусков в 10 раз при улучшении качества обработанной поверхности. Обрабатываемые материалы - титановые и жаропрочные сплавы на никелевой основе, инструменты - алмазные бруски АСП 50/40, ACM 40/28 на металлической связке Ml 100 %-й концентрации. Режимы обработки: скорость заготовки 80 ... 100 м/мин,
186 КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
продольная подача брусков 12 ... 16 мм/об, сила прижима брусков шириной 8 ... 12 мм и длиной 60 ... 80 мм - 50 ... 60 H (р = 0,1 МПа), охлаждение - 3 %-й водный раствор кальцинированной соды. Не менее эффективны ультразвуковые колебания при выглаживании валов, особенно из жаропрочных и коррозионно-стойких сталей.
