Obrabotka Metallov 2013 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (59) 2013 26 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ ские показатели. Значительно в меньшей степе- ни композиты известны при обработке резьбы, в том числе – при скоростном фрезеровании резь- бы резцами из композитов [3,4]. Впервые описание скоростного фрезерования резьбы вращающимися резцами (вихревое наре- зание резьбы) дано С.С. Черниковым в 1946 г. Анализ литературных источников показыва- ет, что несмотря на ряд достоинств этот один из самых производительных методов резьбообра- зования не получил в наше время широкого рас- пространения. Известно, что для всех процессов резания прерывистых поверхностей характерно чередование рабочих ходов (снятие стружки) и холостых пробегов инструмента. В зависимости от конструктивных особенностей обрабатывае- мых поверхностей заготовки и способа резания соотношение рабочих и холостых ходов будет различным. Однако во всех случаях, в том чис- ле и при скоростном фрезеровании резьбовых поверхностей, полный цикл (оборот заготовки) состоит из четырех этапов: 1) врезание; 2) рабо- чий ход; 3) выход режущей части инструмента из контакта с обрабатываемой поверхностью за- готовки; 4) холостой пробег инструмента. Особенность обработки резьбовых поверх- ностей вихревым методом заключается в том, что этот процесс также имеет прерывистый ха- рактер. Прерывистое резание, многократное чередование с большой частотой и скоростью врезания, резания и выхода резцов вихревой головки из контакта обрабатываемой поверх- ности заготовки являются признаками сколов и выкрашиваний режущей части твердосплавного инструмента. Низкая работоспособность твер- досплавного инструмента объясняется как ме- ханическими ударами, так и резкими тепловыми колебаниями, являющимися следствием быстро чередующихся нагревов и охлаждений, соударе- ний вершины инструмента и детали. Попытка замены твердосплавного инструмента на компо- зиты путем простого переноса режимов резания и рекомендуемой геометрии режущей части так- же не обеспечивает удовлетворительной работо- способности инструмента. Учитывая это обстоятельство, а также значи- тельную хрупкость композитов становится про- блематичным обеспечение не только заданного качества и точности обработки, но и работоспо- собности инструмента. Обычно традиционное решение связано с применением у режущих композиционных элементов положительного угла наклона главной режущей кромки λ, по- скольку при такой геометрии режущей части ин- струмента его врезание в прерывистую поверх- ность детали произойдет не хрупкой вершиной, а периферией режущей кромки. Однако эффект такого решения весьма мал, поскольку речь идет о переточке, ухудшении режущих свойств, осла- блении прочности композиционных элементов и постоянном контроле за состоянием режущей части инструмента. В таких условиях проблема работоспособно- сти инструмента может быть решена за счет соз- дания особых условий контакта режущей части инструмента с обрабатываемой поверхностью заготовки [5, 7]. Первоначально Н.И. Резниковым, а затем Г.С. Андреевым, Н.Н. Зоревым, М. Кроненбер- гом, В.Н. Подураевым и другими учеными ис- следована и показана возможность повышения работоспособности инструмента за счет его опти- мального расположения относительно обрабаты- ваемой заготовки в процессах точения, растачи- вания, фрезерования и строгания прерывистых поверхностей деталей твердыми сплавами. Исследования технологических особенно- стей процессов обработки прерывистых по- верхностей современными инструментальны- ми материалами за счет создания оптимальных контактных условий, проведенные Б.А. Крав- ченко, Е.А. Кудряшовым и их учениками, позво- лили более полно раскрыть свойства и исполь- зовать возможности композитов на чистовых операциях, осуществляемых в экстремальных условиях. Задачей исследования является нахождение оптимального сочетания геометрии режущей ча- сти инструмента и угла наклона резьбонарезно- го приспособления, при котором обеспечивается требуемое условие контакта передней поверхно- сти резца с обрабатываемой поверхностью заго- товки (контакт STUV, U-контакт). 1. Теория На примере точения прерывистой поверх- ности заготовки, аналогично процессу ско- ростного фрезерования резьбы, в упрощенной форме рассмотрим положение передней по-