Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Кинематико-технологический анализ показывает, что основные резервы абразивной обработки находятся в комплексных способах с соизмеримыми скоростями заготовки и инструмента. Их эффективность в сравнении с классическими способами тем выше, чем меньше размеры режущих элементов. Для сравнения производительность фрезоточения в 2-3 раза выше точения, а производительность шлифохонингования (см. рис. 5.18) при тех же кинематических соотношениях уже на порядок выше шлифования. Соответствующие пропорции сохраняются для удельных сил и работы резания.
262
РАЗРАБОТКА НОВЫХ СПОСОБОВ РЕЗАНИЯ
Встречное направление соизмеримых скоростей комплексных способов обеспечивает суммарную скорость резания, а в условиях макро- и микролезвийной обработки - и высокоскоростное шлифование при сравнительно невысоких составляющих скоростях. Прерывистое шлифохонин-гование планетарным абразивным инструментом, долбежное шлифование позволяют получить супервысокую скорость резания 250 ... 300 м/с при составляющих скоростях 50 ... 80 м/с. Прерывистое резание уменьшает тепловую нагрузку инструмента и позволяет повысить скорость резания. Это самый простой путь из известных в настоящее время способов сверхскоростной макро- и микролезвийной обработки. Принципиально новым, неизвестным в мировой практике, является способ волновой абразивной обработки [A.c. 386750, 389891 (СССР)]. Сущность его заключается в деформации гибкого абразивного инструмента вращающимся генератором (см. рис. 5.10). Волна деформации абразивного слоя, обегая контур заготовки, снимает припуск. Возможны различные варианты волнового шлифования - с продольным, поперечным движением подачи, с выхаживанием. Волновая обработка особенно эффективна для некруглых отверстий деталей передач и корпусов типа статоров лопастных насосов.
На долю круглошлифовальных и специальных станков в массовом производстве (в автомобильной промышленности) приходится четверть парка оборудования, т.е. примерно 40 тыс. единиц. Многошпиндельное шлифование [A.c. 1117193 (СССР)] валов и гильз в крупносерийном и массовом производстве позволяет в 2-3 раза сократить потребность в круглошлифовальных станках при увеличении производительности обработки в 4 раза (см. рис. 7.11).
Системный анализ взаимосвязи способов механической обработки, определивший принципы модернизации и направления развития классических способов в переходные и комплексные, позволил установить пути совершенствования станочного оборудования. Среди них - соизмеримость скорости подач и мощности приводов суппортных групп с приводом главного движения; равенство диапазонов частот прямого и обратного вращения шпинделей; непрерывность движения подач суппортных групп, столов и бабок; широкая универсализация и оснащение суппортных групп и ползунов шпинделем с многолезвийными инструментами; упрощение специальных станков за счет самоподачи инструмента от привода главного движения.
Конкретные пути модернизации по группам станочного оборудования: для токарных станков - увеличение скорости и мощности привода продольного движения подачи до соизмеримых с главным приводом;
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
263
сверлильно-расточных - достижение одинакового диапазона частот прямого и обратного вращения шпинделя, повышение верхнего предела диапазона подач; строгально-протяжных - обеспечение непрерывного поперечного движения подачи, встречного движения столов и инструментов, оснащение самовращающимися патронами; фрезерных - увеличение скорости и мощности привода продольного движения подачи, достижение одинакового диапазона частот прямого и обратного вращения шпинделя; шлифовальных - обеспечение непрерывного поперечного движения подачи, увеличение скорости и мощности привода вращения заготовки до соизмеримой со шлифовальным кругом; зубообрабатывающих - полная универсализация за счет расширения диапазона передаточных отношений цепи обката и оснащения многосуппортным барабаном.
Специальные станки для реализации комплексных способов обладают соразмерными узлами, одинаковыми по мощности приводами заготовки и инструмента, повышенной жесткостью и безопасностью по сравнению с универсальными станками. Они обеспечивают максимальную производительность и сверхвысокую скорость резания.
Широкими технологическими возможностями обладает токарный обрабатывающий центр с барабанным суппортом [A.c. 603503 (СССР)]. Барабанный суппорт выполняет одновременно три функции: многопозиционного резцедержателя, инструментального магазина и робота. При непрерывном вращении суппорта осуществляются точение с продольным и тангенциальным движениями подач, загрузка и выгрузка деталей. Токарный обрабатывающий центр обеспечивает повышение производительности в 1,7-1,8 раза в широком диапазоне размеров и форм обрабатываемых заготовок типа валов, фланцев.
Опыт отладки двенадцатишпиндельного роторного автомата тангенциального точения мод. КА-350, разработанного в СССР в середине 1960-х годов, показал, что бичом высокопроизводительного металлорежущего оборудования является отвод стружки и сложность инструмента. Предельно упростить инструмент и улучшить отвод стружки удалось в горизонтальном роторном станке с ЧПУ для обработки валов и коротких тел вращения (A.c. 465274, 1024214 (СССР)]. В шестишпиндельном роторном автомате, сочетающем гибкость с высокой производительностью, в 2-3 раза повышается производительность обработки в быстропереналаживаемом массовом и крупносерийном производстве поршней, валов электродвигателей, фланцев, колес и других деталей. Штучное время обработки вала из стали 4OX длиной 310 мм и диаметром 55 мм на одношпиндельном станке мод. 16К20ФЗС5 составляет 1,341 мин, а на роторном автомате с ЧПУ - 0,462 мин; при этом высвобождается 3-4 рабочих.
