Наша страница    VK500

Виброакустический контроль качества процесса точения заготовок из закалённой стали

Авторы: М.П. Козочкин, А.Е. Селезнев, МГТУ «СТАНКИН». Д.Г. Алленов, РУДН.

В данной статье приведены результаты исследований сигналов вибраций, сопровождающих процесс врезания керамических резцов в закалённую поверхность. Рассмотрено влияние износа инструмента и автоколебаний на стабильность процесса резания. Приводятся результаты экспериментов с изменением теплопроводности инструмента.

Обработка лезвийным инструментом заготовок с твёрдостью более 47 HRC часто называют твёрдым точением (ТТ). Принцип ТТ заключается в разогреве обрабатываемого материала в зоне контакта с режущей кромкой до температуры 1400 - 1600 ˚С. Обрабатываемый материал в окрестности режущей кромки разогревается за счёт тепла, выделяющегося в процессе пластической деформации, что приводит к локальному снижению твёрдости, как предполагают, до 23 - 25 HRC. Максимальные температуры возникают в зоне первичных пластических деформаций. Основное тепло отводится стружкой, а обрабатываемая поверхность и инструмент нагреваются незначительно. После отделения стружки происходит быстрое охлаждение материала, что приводит к уменьшению его окончательной твёрдости не более чем на 2 единицы.

Поскольку ТТ нацелено на замену операций шлифования, то это определяет соответствующие требования к геометрии и материалу режущего инструмента, к жёсткости упругой системы станка, к режимам резания и т.п. Практика показывает, что большое влияние на качество получаемой поверхности при ТТ оказывает динамика процесса врезания инструмента в закалённую поверхность и возможность возникновения интенсивных автоколебаний. Врезание происходит в закалённый материал, и от скорости достижения требуемой температуры в зоне резания и поддержания её на стабильном уровне зависит и целостность режущей кромки, и качество получаемой поверхности. Температура в зоне пластических деформаций может зависеть от обрабатываемого и инструментального материалов, от режимов резания, от изменяющейся с износом геометрии режущей кромки, от теплопроводности материала подложки и державки резца, от динамических характеристик упругой системы станка, от его виброакустической (ВА) активности и ряда других факторов, влияние которых трудно оценить.

Проведённые исследования показали, что при точении закалённых поверхностей процесс врезания несёт наибольшую опасность для целостности режущей кромки инструмента из керамических материалов. Повышение жёсткости технологической системы позволяет сократить это негативное влияние. Высокая жёсткость технологической системы важна и для стабилизации температурного режима в окрестности режущей кромки, и для исключения режима возникновения интенсивных автоколебаний, развитию которых способствует снижение под действием тепла механических свойств стружки. При этом важно повышение жёсткости технологической системы не только в радиальном направлении, но и в направлении, совпадающем с осью заготовки, поскольку относительные колебания в этом направлении хотя и меньше влияют на точность обработки, но при ТТ нарушают стабильность температурного режима, меняющего твёрдость обрабатываемого материала в зоне контакта, способствуют возникновению ударного взаимодействия режущей кромки с материалом. Эксперименты показывают, что корректировать температурный режим в зоне резания можно за счёт применения в конструкции режущего инструмента деталей из материалов с разными коэффициентами теплопроводности. За стабильностью теплового режима в зоне резания, за возникновением автоколебаний, за износом режущего инструмента можно наблюдать с помощью контроля ВА сигналов.

Опубликовано: «Станочный парк», 2016, № 11 (140), стр. 30 - 35.

С полным текстом статьи можно ознакомиться, заказав номер журнала.

 

 

 

О журнале

«Станочный парк» журнал, ориентированный на помощь руководителям предприятий в решении проблем покупки, продажи, ремонта и модернизации станков и металлообрабатывающего оборудования.

Наши партнеры

Мы в соцсетях

©2006-2017 Ежемесячный специализированный журнал «Станочный парк». Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-56307 от 02.12.2013. Все права защищены.

Search