Кинематика процесса резания. Часть 2
Кинематика процесса резания. Часть 1
В этом номере мы продолжаем исследовать кинематику процесса резания вместе с техническим директором компании «Тул Лэнд» Антоном Смирновым.
![Рис. 1. Влияние увеличения плотности коры на ее прочность при сжатии Рис. 1. Влияние увеличения плотности коры на ее прочность при сжатии](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi86/tool_land_01.jpg)
Рис. 1. Влияние увеличения плотности коры на ее прочность
при сжатии
При установке на шпиндель ось ножевой головки минимально смещается относительно оси шпинделя (рис. 1). Также необходимо учесть погрешности, вызванные заточкой инструмента. В результате получается, что все ножи инструмента вращаются по разным окружностям и качество поверхности определяет в конечном итоге только один нож.
Чтобы учесть вышесказанное, в формулу вычисления скорости подачи необходимо вводить величину так называемой эффективной подачи на зуб: f.
При использовании обычного инструмента величина f равна подаче на оборот, то есть количество ножей в ножевой головке (или количество зубьев фрезы) не влияет на качество обрабатываемой поверхности. В формуле для вычисления скорости подачи заготовки независимо от количества ножей z будет равно 1.
Тогда реальная скорость подачи будет в четыре раза меньше: v = (1,5 ● 6000 ● z = 1) / 1000 = 9 м/мин.
![Рис. 2. Ножевая гидроголовка строгальная Рис. 2. Ножевая гидроголовка строгальная](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi86/tool_land_02.jpg)
Рис. 2. Ножевая гидроголовка строгальная
![Рис. 3. Продольный разрез гидроголовки Рис. 3. Продольный разрез гидроголовки](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi86/tool_land_03.jpg)
Рис. 3. Продольный разрез гидроголовки
При частоте вращения инструмента 6000 об./мин. четырех ножей достаточно для работы. Увеличение количества ножей не приводит к повышению качества обработки поверхности, но приводит к увеличению расходов на ножи. Из сказанного следует, что повысить производительность работы можно с помощью специального гидроинструмента и станков средней и тяжелой серий. На диаграмме качества поверхности показана зависимость качества обрабатываемой поверхности от f и зависимость стойкости инструмента от f. Повышение качества поверхности с уменьшением подачи вполне понятно: на каждый обработанный миллиметр поверхности приходится большее количество ударов ножа. Но если f меньше 1,3 мм, наблюдается заметное снижение стойкости инструмента.
Это происходит в связи с резким повышением температуры в зоне резания. При минимальной подаче f режущая кромка инструмента начинает не затупляться, а гореть. Кстати, это особенно важно для алмазных лезвийных инструментов, стойкость которых при правильном выборе кинематических режимов составляет десятки километров.
Одним из наиболее широко используемых гидроинструментов является гидроголовка.
Гидроголовка – это ножевая головка, которая имеет камеру для закачки в нее специальной жидкости (жировой смазки).
Гидроголовка устанавливается на шпиндель станка, после чего в нее закачивается жидкость под давлением 300 атмосфер. При этом внутренняя полость гидроголовки расширяется, буксы обхватывают шпиндель станка и ось инструмента совмещается с осью шпинделя станка.
Фрезы устанавливаются на шпиндель станка с помощью двухзажимных гидрооправок. Двухзажимная гидрооправка представляет собой оправку, имеющую внутри полость – камеру для закачки жидкости.
На гидрооправку собираются фрезы и завинчиваются прижимной гайкой.
Затем оправка устанавливается на шпиндель станка, в нее закачивается жидкость. При закачке жидкости внутренняя стенка оправки обхватывает шпиндель станка, а внешняя стенка оправки расширяется внутри посадочного отверстия фрез.
Таким образом, ось фрез совмещается с осью шпинделя.
Закачка жидкости в гидроинструменты возможна только тогда, когда они полностью собраны и установлены на шпиндель станка.
В противном случае высокое давление в камере инструмента может привести к его повреждению.
Станки средние, станки тяжелые...
![Рис. 4. Совмещение оси инструмента с осью шпинделя Рис. 4. Совмещение оси инструмента с осью шпинделя](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi86/tool_land_04.jpg)
Рис. 4. Совмещение оси инструмента с осью шпинделя
![Рис. 5. Джойнтер Рис. 5. Джойнтер](http://lesprominform.ru/uploads/images/lpi86/tool_land_05.jpg)
Рис. 5. Джойнтер
Станки, подобно танкам, подразделяются на три класса: легкие, средние, тяжелые. Станок средней серии массивнее станка легкой серии, изготовлен с большей точностью и, как правило, оборудован шпинделями диаметром 50 мм. Станок тяжелой серии – это станок с массивной станиной, хорошо поглощающей вибрации, возникающие в процессе работы. Все детали такого станка выполнены с особо высокой точностью.
Обычно такой станок оснащен не только шпинделями диаметром 50 мм, но и гидроопорами для горизонтальных шпинделей и специальными устройствами, позволяющими править инструмент непосредственно на станке. Эти устройства называются джойнтерами.
Джойнтер ликвидирует погрешности заточки инструмента. С помощью этого приспособления можно также несколько раз перетачивать инструмент, не снимая его со станка, что крайне важно при высоких скоростях подачи заготовок.
При использовании гидроинструмента и станка средней или тяжелой серии возможно, как было сказано выше, повысить производительность работы.
В этом случае величина fz eff равна подаче на зуб, то есть на производительность станка начинает оказывать влияние количество ножей в ножевой головке (или количество зубьев фрезы).
Станок средней серии, оснащенный гидроинструментом, способен работать на скорости 24–36 м/мин. При более высоких скоростях на качестве обрабатываемой поверхности начинают сказываться неизбежные неточности (допуски) изготовления и сборки шпиндельных узлов серийных станков и вибрация.
Тяжелые станки могут работать со скоростью до 250 м/мин., но это уже тема отдельного разговора.
Технический директор
ООО «Тул Лэнд»
Антон СМИРНОВ
ООО «Тул Лэнд»
Антон СМИРНОВ
141400, Московская обл., г. Химки, ул. Ленинградская, д. 1
тел./факс: (495)739-03-30
www.toolland.ru
e-mail: info@toolland.ru
тел./факс: (495)739-03-30
www.toolland.ru
e-mail: info@toolland.ru
Автор: Антон СМИРНОВ