Черниговский завод строительных материалов » КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

Книга базируется на обобщенном анализе кинематики

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:44:06 +0000

Книга базируется на обобщенном анализе кинематики всех методов обработки, как разновидностей единого процесса резания металлов. Характеристиками любого метода обработки являются его физические параметры—толщина и ширина среза, пути, проходимые в металле режущими кромками, непрерывность процесса, а также зависимости от этих параметров основного времени обработки и отклонений деталей от требуемой формы.В книге вводится новое единообразное определение средней толщины среза. Выражение основного времени через асру определяемое таким образом, позволяет отношение основных времен обработки поверхности любыми двумя методами представить как непрерывную функцию размерных параметров обрабатываемой поверхности и режущего инструмента. От отношений основных времен можно перейти к двум основным критериям сравнительной оценки эффективности методов—отношению штучных времен и технологической стоимости обработки.Применение подобной методики сравнительного анализа показало, что область рационального применения различных методов обработки должна определяться в первую очередь исходя из размерных параметров обрабатываемых поверхностей (например -jyt L Sи -j- для поверхностей вращения, у и D для плоскостей, —и S для резьб). Рекомендации подобного рода с указанием, для решения каких технологических задач они могут быть использованы, приведены в конце каждого раздела книги, посвященного определенному типу поверхностей.Необходимо отметить, что эти рекомендации основываются на современном представлении об уровне режимов резания и разрешающих возможностях режущих кромок инструментов в различных процессах обработки. По мере совершенствования инструментов и станков их возможности могут измениться, и тогда, сохранив изложенную в книге методику сравнительного анализа, можно будет ввести поправочные коэффициенты на величины а -v и скорректировать окончательные рекомендации.

Для мелких резьб L > 30 мм этот методфрезерования

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:44:02 +0000

30 мм этот методфрезерования» width=»250″ height=»150″>
Для мелких резьб (~-<0,10; L > 30 мм этот методфрезерования может и по производительности и по стоимости операции конкурировать с резьботочением твердосплавным резцом, но во всех случаях он, по крайней мере, в 2—3 раза менее производителен, чем фрезерование охватывающими гребенчатыми фрезами внутреннего касания.Наиболее эффективными методами обработки длинных резьб являются:а) для резьб с малым шагом (S < 3 мм) сравнительно неболь-шой длины (-- < 20, а также длинных резьб при отсутствиив конце свободного выхода — точение с многократными проходами твердосплавным резцом (в условиях крупносерийного и массового производства — по автоматическому циклу);б) для более крупных (S > 3 мм) и длинных резьб > .20 ,имеющих свободный выход в конце — обработка многолезвийным инструментом с заборным конусом, например, резьбонарезной головкой или раздвижным метчиком;в) для крупных трапецеидальных и т. п., а также длинныхрезьб (при ~ > 0,40 до упора — фрезерование дисковыми фрезами внутреннего касания (так называемое вихревое нарезание резьбы).Наиболее эффективными методами обработки коротких резьбявляются: для мелких резьб < 0,26 длиной 50 мм > L >?> 20 мм в условиях серийного и массового производства — охватывающее фрезерование гребенчатыми фрезами (внутреннего касания);для не очень мелких резьб > 0,12 с достаточным выходомв конце — обработка многолезвийным инструментом с заборным конусом, а при отсутствии выхода — точение многократными проходами твердосплавным резцом.ЗАКЛЮЧЕНИЕЗАКЛЮЧЕНИЕ

Чем мельче резьба

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:43:58 +0000

Чем мельче резьба (т. е. меньше и чем она длиннее(т. е. больше L, но в пределах возможности конструирования фрез длиной, равной L), а также чем больше удельный вес основного времени в штучном (т. е. меньше а), тем выше относительная производительность охватывающего резьбофрезерования.3. Для коротких < 20) и не мелких > 0,15 резьб обработка резьбонарезными головками со вставными быстрорежущими плашками может обеспечить штучное время, очень незначительно превышающее время обработки охватывающими гребенчатыми фрезами, и, одновременно, уменьшенную стоимость операции. Однако этот метод точения является приемлемым только для резьб с достаточным выходом резьбы до уступа (не менее 2S) и с непрерывной поверхностью (отсутствие лысок, или шпоночных канавок, прорезей и т. п.).4. Точение мелких резьб < 0,12) методом многократныхпроходов твердосплавным резцом по автоматическому циклу при длине резьбы L = 25-50 мм увеличивает штучное время по сравнению с охватывающим гребенчатым фрезерованием в 1,5— 4 раза.Точение более крупных резьб - > 0,12 ) небольшой длины(L < 25 мм) тем же методом, особенно на деталях, требующих 318большого вспомогательного времени, обеспечивает штучное время, незначительно превышающее время охватывающего резьбофрезе рования, и, одновременно, меньшую стоимость операции.5. Фрезерование обычными быстрорежущими гребенчатыми фрезами внешнего касания на применяемых в настоящее времярежимах резания является для крупных коротких резьб >> 0,12; L < 50 мм) самым малопроизводительным методом обработки.

при работе быстрорежущими ножами

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:43:55 +0000

а) при работе быстрорежущими ножами (фиг. 147)б) при работе твердосплавными ножами (фиг. 148)На фиг. 147, б и 148, б по формуле (9) построены графикиНа фиг. 147, в и 148, в по формулам (10) и (10) построены графики сравнения стоимости осуществления резьбообработки четырьмя сравниваемыми методами. Для точения резцом по автоматическому циклу, обработки резьбонарезными головками и фрезерования гребенчатыми фрезами внешнего касания взяты те же элементы затрат, что и при построении графиков на фиг. 4, 143и 146. Для нового метода охватывающего фрезерования гребенчатыми фрезами (внутреннего касания) по аналогии с обычным фрезерованием гребенчатыми фрезами и согласно экспериментальных данных ЭНИМС [32] приняты следующие величины (намеренно несколько увеличивающие предполагаемые затраты метода): Т9к2 = 30 мин; т2 = 0,5; tCM% = 5 мин; SUH2 = 200 коп. — для быстрорежущих ножей и Sw„2 = 400 коп. — для твердосплавных ножей; 32 = 0,64 коп.; Аст = 5000 руб.; ?2 = 1,84 коп.Величины а = -4—-— при построении графиков 147, б10гр. охви в взяты равными 1; 2; 3 и 10. При фрезеровании твердосплавными ножами основное время гр охв очень мало (порядка нескольких секунд) и потому величина а должна еще увеличиться. Вследствие этого при построении графиков на фиг. 148, б и 148, в приняты а = 3; 4; 10 и 20.Анализ графиков на фиг. 147 и 148 позволяет сделать следующие выводы:1. При любых параметрах короткой наружной резьбы в пре-делах < 0,26 и L > 20 мм охватывающее фрезерование гре-бенчатыми фрезами является самым производительным методомбенчатыми фрезами является самым производительным методом

Отношение основных времен сравниваемых методов выражается

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:43:52 +0000

Отношение основных времен сравниваемых методов выражается следующими зависимостями.1. При сравнении точения по автоматическому циклу с охватывающим фрезерованием [с помощью формул (6) и (393) ]Фиг. 147. Графики сравнения производительности и стоимости обработки резьбы фрезерованием гребенчатыми фрезами внутреннего касания (быстрорежущими) с тремя методами — точения многократными проходами, обработки резьбонарезными головками и фрезерования гребенчатыми фрезами внешнего касания:а — сравнение основных времен; б — сравнение штучных времен; в — сравнение стоимости обработки.Фиг. 148. Графики сравнения производительности и стоимости обработки резьбы фрезерованием гребенчатыми фрезами внутреннего касания (твердосплавными) с тремя методами — точения многократными проходами, обработки резьбонарезными головками и фрезерования гребенчатыми фрезамивнешнего касания:а ~ сравнение основных премен; б – сравнение штучных времен; в —сравнение сiон мое гн обрибогки.На графике нанесены линии = 12 и 28 при =1,1 ир, = 7,5 мм.3. При сравнении фрезерования гребенчатыми фрезами внешнего касания с фрезерованием охватывающими головками [на основании формулы (411)]V н. ic = асрох?ох*гох$вн *°гр.охм асрфриФРгнарвнар при построении графика принятоРежимы резания при точении резьбы резцами, резьбонарезными головками и фрезеровании гребенчатыми фрезами внешнего касания приняты при построении графиков на фиг. 147 и 148 те же, что и указанные выше для графиков на фиг. 4, 143 и 146. Режимы фрезерования охватывающими гребенчатыми фрезами принимались установленные экспериментами ЭНИМС [32] для обработки стали средней твердости:Режимы резания при точении резьбы резцами, резьбонарезными головками и фрезеровании гребенчатыми фрезами внешнего касания приняты при построении графиков на фиг. 147 и 148 те же, что и указанные выше для графиков на фиг. 4, 143 и 146. Режимы фрезерования охватывающими гребенчатыми фрезами принимались установленные экспериментами ЭНИМС [32] для обработки стали средней твердости:

Анализ графиков на фиг. 145 и 146 позволяет сделать

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:43:49 +0000

Анализ графиков на фиг. 145 и 146 позволяет сделать следующие выводы:1. Метод фрезерования гребенчатой быстрорежущей фрезой внешнего касания менее эффективен, чем метод точения твердосплавным резцом по автоматическому циклу.2.» Отношение между стоимостью обработки сравниваемыми методами корреспондируется с отношением основных времен, изменяя его в пользу обработки твердосплавным резцом на 15— 40%.3. При обработке крупных и коротких резьб = 0,25,L <С 50 мм применение твердосплавного резца повышает производительность и одновременно понижает стоимость операции при-мерно в 3 раза. Однако при обработке мелких резьб = 0,02,начиная с L > 75 мм, фрезерование гребенчатыми фрезами делается более производительной операцией (см. фиг. 145 и 146).При L = 100 мм и = 1,0 для мелкой резьбы (например2М300 X 3; = 0,02) метод фрезерования понижает стоимостьоперации по сравнению с точением в 1,4 раза (примерно на 30%).Соотношение между фрезерованием и точением сильно изменится, если будут применяться гребенчатые фрезы не внешнего, а внутреннего касания (охватывающие головки).Новый метод охватывающего фрезерования резьбы гребенчатыми фрезами был проверен экспериментально в ЭНИМСе в 1955— 1957 гг., причем фрезы конструировались оснащенными как быстрорежущими, так и твердосплавными ножами-гребенками.На фиг. 147, а и 148, а приведены графики сравнения основных времен трех методов обработки коротких наружных резьб с основным временем четвертого метода — охватывающего резьбофрезе-рования гребенчатыми фрезами, оснащенными быстрорежущими (см. фиг. 147) и твердосплавными (см. фиг. 148) ножами.

Относительное преимущество строгания возрастает при

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:43:46 +0000

Относительное преимущество строгания возрастает при обработке мелкихрезьб, т. е. при уменьшении -дг.а также при обработке деталейнебольшого диаметра.Относительное преимущество строгания по сравнению с обработкой гребенчатой фрезой внешнего касания объясняется увеличением угла контакта между инструментом и деталью. Еще большего увеличения угла контакта можно достичь, применив для обработки короткой наружной резьбы гребенчатые фрезы внутреннего касания.Отношение основного времени обработки гребенчатыми фрезами внешнего и внутреннего касания будет, аналогично отношению основных времен обработки дисковыми фрезами, выражаться зависимостью (411), представленной графически при условии равенства асгрфр на фиг. 142. Из графика видно, что основное время обработки метрической резьбы гребенчатыми фрезами внутреннего касания в 3—5 раз меньше, чем время обработки гребенчатыми фрезами внешнего касания и, следовательно, в 1,6— 2,2 раза меньше, чем время обработки плоской широкой протяжкой. Следовательно, обработка при поступательном движении длинной плоской протяжкой не имеет преимуществ по сравнению с обработкой при вращательном движении гребенчатой фрезой внутреннего касания.В настоящее время для обработки коротких резьб до упора применяют как метод фрезерования гребенчатыми фрезами внешнего касания, так и точение с многократными проходами твердосплавным резцом.Отношение основных времен обработки этими двумя методами может быть с помощью формул (6) и (393) выражено следующей зависимостью:

Если же повышение производительности многорезцовой

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:43:43 +0000

Если же повышение производительности многорезцовой головки будет достигаться благодаря применению высоких скоростей резания, то, как показали эксперименты,будет иметь место низкая стойкость инструмента и трудности с удалением сливной стружки.В настоящее время не достигнуты еще положительные результаты при применении многорезцовой головки, нет проверенных практикой режимов резания и потому нельзя произвести в общем виде сравнение этого метода с другими методами резьбообработки. Обработка короткихрезьб. Для обработки коротких резьб, кроме проанализированных выше, могут быть применены еще следующие методы: а) фрезерование гребенчатыми фрезами внешнего и внутреннего касания; б) фрезерование червячной фрезой; в) строгание широкой плоской протяжкой.
— фрезерованием гребенчатыми фрезами внешнего касания и червячными фрезами:II—фрезерованием гребенчатыми фрезами внешнего касания и строганием широкой плоскойRпротяжкой приПроизведем сначала сравнение методов «б» и «в» с наиболее распространенным на практике методом фрезерования обычными гребенчатыми фрезами наружного касания. Так как все эти методы являются близкими по своей физической сущности и имеют равные возможности в части использования быстрорежущего ил итвердосплавного режущего материала, то будем полагать равными их коэффициенты асрифр. При этом условии с помощью формул (393) и (402) отношение основного времени фрезерования гребенчатой фрезой ко времени фрезерования червячной фрезойтрогание короткой резьбы плоской широкой протяжкой является методом, более производительным, чем фрезерование гребенчатой фрезой внешнего касания.

Практически многолезвийный инструмент для простоты

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:43:40 +0000

Практически многолезвийный инструмент для простоты изготовления почти всегда конструируют с заборным конусом по наружному диаметру. На стр. 19 в качестве примера была приведена формула (8), выражающая отношение основных времен обработки резьбы точением резцом по автоматическому циклу [Umo4 а» ) и точением многолезвийным инструментом с заборным конусом по наружному диаметру (*оЯ4 )• По этой формуле на фиг. 4 построены графики. На стр. 25—26 сформулированы выводе и рекомендации, вытекающие из анализа этих графиков. Выводы в равной степени справедливы как при обработке наружных, так и внутренних резьб. В последнем случае под UnmWK следует понимать время обработки раздвижным метчиком или гребенкой.Метод однопроходного точения многорезцовой головкой обладает по сравнению с точением многолезвийным инструментом одним преимуществом — простотой конструкции ножей, которая позволяет легко оснащать их пластинками твердого сплава. В последние годы как у нас, так и за рубежом ведутся работы – по освоению технологии изготовления «резьбовых гребенок, также оснащенных твердым сплавом. Наряду с этим многорезцовая головка обладает по сравнению с резьбонарезной головкой рядом существенных недостатков — вследствие несцентрированности сил резания головка создает растяжку шага в начале и конце детали, резко уменьшает суммарную длину одновременно работающих режущих кромок. Если же повышение производительности многорезцовой головки будет достигаться благодаря применению высоких скоростей резания, то, как показали эксперименты,Метод однопроходного точения многорезцовой головкой обладает по сравнению с точением многолезвийным инструментом одним преимуществом — простотой конструкции ножей, которая позволяет легко оснащать их пластинками твердого сплава. В последние годы как у нас, так и за рубежом ведутся работы – по освоению технологии изготовления «резьбовых гребенок, также оснащенных твердым сплавом. Наряду с этим многорезцовая головка обладает по сравнению с резьбонарезной головкой рядом существенных недостатков — вследствие несцентрированности сил резания головка создает растяжку шага в начале и конце детали, резко уменьшает суммарную длину одновременно работающих режущих кромок.

Добавочным резервом повышения производительности метода

admin — Mon, 29 Jul 2013 23:43:36 +0000

Добавочным резервом повышения производительности метода фрезерования при обработке деталей большого диаметра D > 50 мм является возможность увеличения числа zeuxp зубьев фрез внутреннего касания (как показали эксперименты ЭНИМС, распространяемое в некоторой литературе мнение, что увеличение числа зубьев фрез при данном методе обработки ведет к резкому уменьшению стойкости инструмента, является ошибочным).3. Отношение между стоимостью обработки сравниваемымиметодами изменяет отношение основных времен в пользу обработкитвердосплавным резцом приблизительно на 20—40%. В результате обработка четырехзубыми твердосплавными дисковыми фрезами внутреннего касания с точки зрения стоимости начинает стано-овиться эффективной только для крупных наружных резьб > 0,4(т. е. типа трапецеидальных, поскольку у метрических резьб такого соотношения не бывает).Эти же выводы являются справедливыми для сравнения методов точения многократными проходами и фрезерования дисковыми фрезами внутренних резьб, когда обычные дисковые фрезы осуществляют внутреннее касание с деталью. Но при этом необходимо учитывать, что в случае обработки внутренних резьб метод точения с многократными проходами обладает существенным недостатком по сравнению с фрезерованием — трудностью удаления стружки из обрабатываемой детали.Обработка длинных резьб со свободным выходом в конце (не менее 2S), кроме всех проанализированных выше методов может осуществляться: точением многолезвийным инструментом с заборным конусом и однопроходным точением многорезцовой головкой с резцами, смещенными в радиальном и осевом направлениях.