SU730475A1

SU730475A1 - Способ прерывистой механической обработки труднообрабатываемых материалов

Info

Publication number: SU730475A1
Application number: SU782675729A
Authority: SU
Inventors: Борис Петрович Баринов; Давид Григорьевич Быховский; Алексей Константинович Кочергин; Григорий Данилович Собольницкий
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4585
Priority date: 1978-10-03
Filing date: 1978-10-03
Publication date: 1980-04-30

Description

Изобретение относится к области механической обработки металлов с подогревом зоны резания и может быть использовано при обработке заготовок из труднообрабатываемых металлов, имеющих несплошности на обрабатываемых поверхностях.

В связи с тем, что при механической обработке с подогревом зоны резания в 5—10 раз увеличивается сечение стружки, возникает проблема в стойкости инструмента при прерывистой обработке.

Известен способ прерывистой механической обработки труднообрабатываемых материалов, включающий плазменный подогрев зоны резания с периодическим формированием кратковременных импульсов тока [1].

Однако известный способ предназначен только для резания в непрерывном режиме, т. е. для .непрерывного снятия стружки. При обработке деталей, поверхности которых имеют разрыв (например карусельная обработка прямоугольных плит, станин станков и др.) значительно снижается производительность, так как заходная кромка заготовки при высоких скоростях резания недостаточно разогревается. Исследованиями установлено, что температурное поле на плоскости резания стабилизируется на расстоянии 7—15 мм от заходной кромки в за висимости от теплофизических свойств обрабатываемого металла. Так как заходная кромка при равномерном нагреве и высоких скоростях резания разупрочняется не⁵ равномерно (.практически не разогрета в начале с плавным повышением температуры и глубины разогрева до установившегося значения), происходит ударное нагружение режущего инструмента, которое сни10 жает срок его службы, увеличивает частоты его замены в процессе обработки или требует снижения режимов обработки.

Целью изобретения является создание способа прерывистой механической обра¹⁵ ботки с плазменным подогревом зоны резания, позволяющего повысить производительность обработки и стойкость режущего инструмента.

Для этого в известном способе механи20 ческой обработки деталей, включающем предварительный подогрев снимаемого слоя плазменной дугой с дроблением стружки импульсами тока, до подхода режущего инструмента к заходной кромке в дуговом 25 плазмотроне создают импульс тока, по величине превышающий основной ток нагрева в 1,5—1,8 раза. При значении тока в импульсе, менее 1,5 значения основного тока нагрева, из-за большой скорости заходная ³⁰ кромка не прогревается. При значения?;

тока в импульсе, больших 1,8 значения тока нагрева, дуга переходит в режим резки, и на за ходи ой кромке образуется глубокая канавка, что приводит к нарушению .поверхности резания. ⁵

Время воздействия импульса определяют из соотношения , п-а v~ ' 10 где п — коэффициент, зависящий от теплофизических свойств обрабатываемого металла, колеблется в пределах 0,8—1,2; 15 а — расстояние от заходной кромки до точки установившегося поля нагрева и колеблется в пределах 7—15 мм;

v — скорость резания, м!мин. 20

Импульс формируют с крутым фронтом и спадом по экспоненте до значения основного то.ка нагрева.

В результате воздействия импульса ²5 часть заходной кромки срезается, а оставшаяся часть ее разупрочняется за счет дополнительного тепла импульса тока, что обеспечивает заход режущего инструмента на обрабатываемую .поверхность со ско- ³⁰ростыо резания, но без удара. Это увеличивает стойкость инструмента и производительность обработки.

На чертеже изображена принципиальная схема процесса. ³⁵

Пример осуществления способа на карусельной обработке плиты из спецстали с тремя окнами в разрыве, равном 370 мм.

Заготовку 1 закрепляют на карусельном' станке. Резец 2 устанавливают в резцедер- 40 жителе. На расстоянии 250 мм от него устанавливают плазмотрон 3 в специальное приспособление, жестко закрепленное на суппорте перемещения резца. На обрабатываемом станке устанавливают режим ре- ⁴³зания:

Глубина резания, мм10

Величина подачи резца, мм/об 2,5 Скорость резания, м!мин 25 ⁵⁰

На пульте управления плазменной дугой задают параметры горения этой дуги:

Ток плазменной дуги, А 250 ³³

Напряжение на дуге, В200

Детали сообщают движение с заданной скоростью, включают плазменную дугу и перемещают ее вдоль снимаемого слоя. 60 Периодически увеличивают силу тока плаз мотрона до величины 250 А и воздействуют им в течение 8 миллисекунд. В местах увеличения силы тока образуются стружкоразделительные канавки, при подходе к которым резца стружка ломается. При выходе плазмотрона в разрыв поверхности детали плазменная дуга гаснет, включая перемещение .плазмотрона по траектории резания навстречу заходной кромке 4. В момент подхода дежурной дуги к заходной кромке 4 увеличивают силу тока плазмотрона до 450 А, формируя импульс с крутым фронтом, после чего на расстоянии 100 мм от заходной кромки ток постепенно уменьшают в течение 2 миллисек, до величины тока нагрева, равного 250 А. Под воздействием импульса тока часть заходной кромки срезается, а оставшаяся часть разупрочняется. Резец 2 заходит без удара на обрабатываемую поверхность, не снижая скорости резания. Далее цикл резания повторяется. Обработка прекращается после достижения деталью заданных размеров.

Claims

тока в импульсе, больших 1,8 значени тока нагрева, дуга переходит в реж м резки, и на за ходи ой кромке образуетс глубока канавка, что приводит к нарушению поверхности резани . Врем воздействи имнульса определ ют из соотношени где п - коэффициент, завис щий от теплофизических свойств Обрабатываемого металла, колеблетс в пределам 0,8-1,2; а - рассто ние от заходной кромки до точки установившегос пол .нагрева и колеблетс в пределах 7-15 мм; V - скорость резани , м1мин. Импульс формируют с крутым фронтом и спадом по экспоненте до значени основного то,ка нагрева. В результате воздействи импульса часть заходной кромки срезаетс , а остав та с часть ее разупрочн етс з,а счет дополнительного тепла импульса тока, что обеспечивает заход режуш,его инструмента на обрабатываемую .поверхность со скоростью резани , но без удара. Это увеличивает стойкость инструмента и производительность обработки. На чертеже изображена принципиальна схема лронесса. Пример осуществлени способа на карусельной обработке плиты из спецстали с трем окнами в разрыве, равном 370 мм. Заготовку закрепл ют на карусельном ставке. Резец 2 устанавливают в резцедержателе . На рассто нии 250 мм от него устанавливают плазмотрон 3 в специальное приспособление, жестко закрепленное на суппорте .перемещени резца. На обрабатываемом станке устанавливают режим резани : Глубина резани , мл110 Величина подачи резца, мм/об 2,5 Скорость резани , м/мин25 На пзльте управлени плазменной дугой задают параметры горени этой дуги: Ток плазменной дуги, А Напр жение на дуге, В Детали соо-бщают движение с заданной скоростью, включают плазменную дугу и перемещают ее вдоль снимаемого сло . Периодически увеличивают силу тока плаз мотрона до величины 250 Л и воздействуют им в течение 8 миллисекунд. В местах увеличени силы тока образуютс стружкоразделительные канавки, при подходе к которым .резца стружка ломаетс . При выходе плазмотрона в разрыв поверхности детали плазменна дуга гаснет, включа перемещение плазмотрона по траектории резани навстречу заходной кромке 4. В момент подхода дежурной дуги -к заходной кро.мко 4 увеличивают силу тока плазмотрона до 450 А, формиру импульс с крутым фронтом , после чего на рассто нии 100 мм от заходной кромки ток постепенно уменьшают в течение 2 миллисек, до величины тока нагрева, равного 250 Л. Под воздействием имлульса тока часть заходной кромки срезаетс , а оставша с часть разунрочн етс . Резец 2 заходит без удара на обрабатываемую поверхность, }ie снижа скорости резани . Далее цикл резани повтор етс . Обработка прекращаетс после достижени деталью заданных размеров. Формула изобретени Способ прерывистой механической обработки труднообрабатываемых материалов, включающий плазменный подогрев зоны резани с периодическим формированием кратковременных импульсов тока, о т л ичающийс тем, что, с целью повышени производительности процесса обра-ботки и стойкости резцов при обработке прерывистых поверхностей, до подхода режущего инструмента к заходной кромке на ней формируют импульс плазменной дуги с крутым фронтом и спадом по экспоненте, причем указанное воздействие осуществл ют с током в импульсе, равным 1,5-1,8 значени м тока нагрева, а врем воздействи определ ют из соотноше}ш где п - коэффициент, завис щий от теплофизических свойств обрабатываемого металла и наход щийс в пределах 0,8-1,2; а - рассто ние от начала заходной кромки до точки установившегос нагрева, мм; и - скорость резани , м/мин. Источник информации, прин тый во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство по за вке № 2567482/25-08, кл. В 23 В 1/00, 1978.