Зависимость точности обработки от тепловых деформаций инструмента. Пути повышения точности.

Тепловые деформации инструмента. Некоторая часть теплоты, выделяющейся в зоне резания, переходит в режущий инструмент, вы­зывая его нагревание и изменение размеров. При токарной обработке наибольшая часть погрешности, связанной с тепловыми деформа­циями технологической системы, обусловлена удлинением резцов при их нагревании. При точении легированной стали с а_в = = 1080 МПа (ПО кгс/мм²) резцами, снабженными пластинками Т15К.6, с вылетом 40 мм и сечением 20X30 мм тепловое равновесие, при котором прекращается удлинение резца, наступает примерно через 20—24 мин непрерывной работы (рие. 2.6). В процессе обработки мягкой стали тепловое равновесие резца устанавливается через 12 мин непрерывной работы при сохранении общего характера зако­номерностей, показанных на рис. 2.6.

При повышении скорости резания, глубины резания и подачи интенсифицируется нагревание, а следовательно, увеличивается удлинение резца. Большое влияние на удлинение оказывает вылет резца. Например, при уменьшении вылета резца с 40 до 20 мм удли­нение сократилось с 28 до 18 мкм. Удлинение резца приблизительно обратно пропорционально площади поперечного сечения его стержня. С увеличением толщины пластин'ки твердого сплава удлинение резца уменьшается.

Нагревание и удлинение резцов прямо пропорционально твердо­сти обрабатываемого материала. В обычных условиях работы без охлаждения удлинение резца может достигать 30—50 мкм [101. При создании обильного охлаждения удлинение резцов уменьшается б 3—3,5 раза.

Удлинение А/_р (мкм) резца в. условиях теплового равновесия можно приближенно подсчитать по формуле

где С — постоянная (при V— 100-^200 м/мин, t < 1,0 мм, s «; < 0,2 5$ — С — 4,5); /_р — вылет резца, мм; F — поперечное сече­ние резца, мм².

В первый период работы до наступления теплового равновесия удлинение резца сопровождается непрерывным изменением размеров обрабатываемых заготовок (при небольших габаритах заготовок) или формы поверхностей (при больших размерах заготовок).

При обработке заготовок с перерывами машинного времени Т_клт в момент прекращения резания начинаются охлаждение резца и его укорочение, которые продолжаются до начала следующего периода резания.

Как показывают кривые (рис. 2.6), построенные проф. А. П. Со­коловским, при обработке заготовок с перерывами машинного вре­мени тепловые деформации резца, а следовательно, и температурные погрешности обработки заметно уменьшаются.

Общее удлинение ∆^’ резца при ритмичной работе с перерывами машинного времени приближенно составляет:∆^’ где Т_пер — продолжительность перерыва машинного времени. При ритмичной работе тепловые деформации заготовок постоян­ны. При отсутствии ритмичности тепловые деформации отдельных заготовок различны, что приводит к рассеянию размеров заготовок.

Нагревание режущих инструментов, при фрезеровании, нареза­нии зуба и других операциях прерывистой механической обработки, выполняемых с охлаждением, оказывает заметно меньшее влияние на точность обработки, чем нагревание резцов.

Дата добавления: 2015-08-27