4.5. Причины повышенной точности обработки деталей на станках с чпу.

Обработка заготовок на станках с ПУ обеспечивает высокую степень

автоматизации и широкую универсальность выполняемой обработки, требует

меньших затрат времени на перестройку станка с одной операции на другую.

Значительно облегчается перевод производства на новую продукцию, т.к нет

необходимости конструирования и изготовления сложных приспособлений и

устройств.

При использовании станков с ЧПУ повышается точность обработки вследствие

исключения влияния ошибок, вызванных недостаточной квалификаций рабочих.

Особенно эффективно использование станков при обработке сложных деталей со

сложными ступенчатыми или криволинейными контурами.

Системы управления программными станками выполняются дискретными, смешанными

и непрерывными. Системы автоматического регулирования обеспечивают высокую

точность обработки.

В системе автоматического регулирования параметров обрабатываемой детали блок

управления имеет два измерительных суппорта, снабженных датчиками вариации

функции профиля, и один силовой, который имеет приводы поступательных

движений и возвратно-поступательных перемещений. Система снабжена фильтрами,

блоками задержки, сумматором, преобразователем управления возвратно-

поступательным приводом.

Для одновременного автоматического увеличения точности продольного сечения

система снабжена согласующим элементом, суммирующим устройством.

Применение систем автоматического управления процессом резания позволяет

значительно увеличить точность обработки. Это достигается за счет компенсации

влияния на точность не только силовых упругих деформаций, но и износа

инструмента, увеличения производительности, обработки путем поддержания

оптимальной скорости износа инструмента, расширения диапазона регулирования

скорости резания, в котором точность работы не снижается.

4.6. Современные режущие инструменты и методы выбора режимов резания.

Синтетические- сверхтвердые материалы обладают высокой твердостью, износостойкостью, низким коэф-м трения. Их подразделяют на материалы с основой в виде кубического нитрида бора и материалы на основе алмазов. Синтетический алмаз получают из графита при высоких давлениях и темпер-х , полученные кристаллы дробят в порошок, кот-ы используют для получения алмазнообразивногоинстр-та (кругов, брусков и т.д). Алмаз обладает высокой степенью жесткости, высокой теплопроводностью и теплоемкостью, малым коэф-ом теплового расширения.Он применяется для обра-ки твердых сплавов. Алмаз-ые резцы применяют в качестве чистового и отделочного инструмента при обраб-е цветных металлов, сплавов и неметал-их матерьялов. Алмазы используют для правки шлиф-ых и алмазных кругов высокая хрупкость.

Более перспективным являются материалы на основе кубического нитрида бора (КНБ), которые по твердости приближаются к алмазу,. Но имеют более высокую теплостойкость. КНБ –это хим-ое соединение из бора и азота. Получаются при мен-их давлениях и темп-хтакие материалы на основе КНБ как :эльбор, гексанит, композит. Их применяют для получистовой, чистовой, отделлочной обр-ки закаленных сталей, твердых сплавов, чугунов. Порошки исп-ют для изготов-я абраз-о инструм-та. В последнее время к синтетическим сверхтерд-м матерьялам относятся матер-ы, содержащие композиции Si-Al-O-N в основе которых – нитрид кремния Si₃N₄.

Внедрение инстр-ов из сверхтвердых матерьяловпозволяет исключать микротрещены, улутшать качество пов-ти,повысит производительность в 1,5-4 разаза счет увеличения скорости резания. Инструмент-е стали: -Углеродистые: У7-У8- инструм-т, работающий при ударных нагрузках. У10-У13-при статистических нагрузках (напильники); -Легированные: выдерживают нагрев до 250-500С (хромокремнистая 9ХС,хромовольфрамовая ХВ5); -Быстрорежущие: содержат 6-19 вольфрама и 3-4,6 хрома, выдерживают нагрев до 600С. Р9-использ-ся приобр-ке кострукционных углеродистых сталей, но она плохо поддается шлиф-ю. Р112 и Р6М5-использ-ся для изготовления сверл, метчиков. Р9К5-Р9К10- использ-ся для изготов-я инсрум-ов, раб-их на повышенных скоростях резания; -Конструкционные- исп-ся для изгот-я державок, хвостовиков деталей крепления составного и сборного реж-го ин-та.; Твердосплавные марки

-Вольфрамовые (ВК2, ВК3М, ВК6 ит.д)-более вязкие и мене хрупкие,поэтому применяют для обраб-ки чугуна, при наличии ударных нагрузок,для обр-ки цветных металлов и сплавов; -Титановольфрамовые Т5К10,. Т15К6, Т30К4)-твердые износостойкие, но менее вязкие,меньше коэф-овтрения, использ-ся при обр-ке незакаленных сталей.

1.Инструментальные углеродистые и легированные стали. Из углеродистых сталей изготовляют метчики, плашки, развёртки н др. режущий инструмент, работающий с малыми скоростями резания. Легированные инструментальные стали обладают повышснной вязкостью в закалённом состоянии, более глубокой прокаливаемостью, меньшей склонностью к деформациям и трениям. При закалке широко применяют 9ХС, X, 11Х, ХВГ(режущий инструмент, резьбовые калибры, (пуансоны, матрицы и т, д.)

2. Быстрорежущие стали. Их режущие свойства определяются объемом основных карбндообразующих элементов - Вольфрама, Молибдена, Ванадия - и легирующих элементов - Кобальта, Азота. Хорошо сохраняют твёрдость при многократном нагреве и особенно эффективны при обработке сталей с пределом прочности σ_В=900-1000МПа и чугунов с твёрдостью НВ 270-280. Применяется для чистовых и получистовых инструментов (фасонные резцы, развёртки, протяжки, фрезы) при обработке нелегированных и легированных конструкционных ст. 3.Твёрдые (металлокирамнческие) сплавы. Получают методом Порошковой металлургии. Содержат смесь зёрен карбидов, нитридов, карбонитридов, тугоплавких металлов в связывающих материалах. Стандартные марки твёрдых сплавов выполнены на основе карбидов Вольфрама WC, Титана TiC, Тантала ТаС, Кобальта Со в составе твёрдых сплавов является цементирующей связкой.

Стандартом ИСО выделены 3 группы применяемости твердосплавного режущего инструмента: Р- для обработки материалов, дающих сливную стружку; К- для мат., дающих стружку надлома, М- для обработки материалов универсальными твёрдыми сплавами.

Твёрдые сплавы обычно изготовляются в виде пластин путём спекания при t= 150Q*C в электропечах. Основное преимущество инструмента, оснащенного пластиной из твёрдого сплава — его режущие I свойства не уменьшаются при t нагрева до 800- I 900°С. Поэтому' такие инструменты применяют для обработки твёрдых металлов, включая закалённые стали, и неметаллических труднообрабатываемых материалов. (-)- их хрупкость.

Трёхкарбидныс сплавы, содержащие карбиды Вольфрама, Титана и Тантала отличаются повышенной юносостойкостью, прочностью и вязкостью. Их применяют при обработке труднообрабатываемых сталей аустенитного класса Для обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе и титановых сплавов применяют пластины из твердого сплава группы ВК. не содержащих в своей основе титана. 4. Минералокирамичсские материалы.

Обладают высокой твёрдостью, теплостойкостью, износостойкостью и неокислясмостью Однако минералокирамика уступает металлокирамическим сплавам по теплопроводности и пределу прочности на изгиб. Свойства: Хорошо сопротивляется истиранию и износу, обеспечивает высокую размерную стойкость режущего инструмента. Минерало-кирамичкский инструмент имеет незначительную склонность к схватыванию с обрабатываемым материалом, что особенно ценно при обработке жаропрочных сплавов. Недостаток минералокирамики-повышенная хрупкость. Поэтому наибольшее распространение он получил, при чистовом н получистовом точении чугуна, цветных металлов на основе меди, конструкционных легированных (в т. ч. закалённых сталей, жаропрочных никелевых сплавов).

5. Синтетические сверхтвёрдые материалы ( СТМ ). : СТМ обладают высокой твёрдостью, износостойкостью, низким коэффициентом трения и высокими режущими свойствами. А материалы. созданные на основе Кубического Нитрида Бора (КНБ) - инертностью к железу В настоящее время промышленность выпускает 2 группы СТМ на основе: нитрида бора-композиты; углерода- поликристаллические алмазы АСПК(карбанадо), АСБ(баллас), СКМ и др. Эти 2 группы имеют не вязанные друг с другом области применения-омпозиты практически инертны к чёрным металлам, а алмазы проявляют по отношению к !им значительную активность, особенно при высоких 1 и давлениях в зоне резания. Инструмент из композита применяют в основном ця обработки чугунов и сталей (в т.ч.акалённых), а инструмент из синтетических алмазов - для обработки цветных металлов и плавов, и металлических материалов.

Каждая фирма-производитель режущего инструмента использует свои ноу-хау для создания новых современных инструментов, обладающих особыми свойствами. Приведем примеры инструментальных материалов, которые использует Sandvik для пластин для точения для различных обрабатываемых материалов:

Буквенное обозначение инструментальных материалов:

Твердые сплавы: HW Твердые сплавы без покрытия,содержащие в основном карбиды вольфрама (WC).

HT Безвольфрамовые твердые сплавы без покрытия (керметы), содержащие в основном карбиды (TIC) или нитриды (TIN) титана или и те, и другие вместе.

HC Вышеперечисленные твердые сплавы, но с покрытием.

Минералокерамика:

CA Окисная керамика, состоящая из окиси алюминия (Al2O3).

CM Смешанная керамика на основе окиси алюминия (Al2O3), но содержащая также другие элементы.

CN Нитридная керамика, содержащая в основном нитриды кремния (Si3N4).

CC Вышеперечисленные керамические материалы, но с покрытием.

Алмаз:

DP Поликристаллический алмаз1)

Нитриды бора:

BN Поликристаллический нитрид

Бора (сверхтвёрдый режущий материал).

Для обработки низколегированной стали:

CT5015 (HT) – P10 (P01-P20)

Непокрытый кермет с исключительной стойкостью к образованию нароста и устойчивостью к пластической деформации. Новая связка обеспечивает повышенную прочность. Для чистовой и получистовой обработки углеродистых и легированных сталей, когда качество обработанной поверхности и / или низкие силы резания имеют решающее значение. fnx x ap < 0.35 мм2.

GC1525 (HC) – P15 (P05-P25)

Кермет с покрытием РVD. Очень высокая износостойкость и прочность режущей кромки. Для чистовой и получистовой обработки низкоуглеродистых или малолегированных сталей. Используется, когда требуется обеспечить высокое качество обработанной поверхности при средних и высоких скоростях резания. fn x ap < 0.35 мм2.