Рис2. Специальный режущий инструмент для обработки боропластика

Принцип работы инструмента состоит в следующем: вра­щающийся с большой частотой инструмент поступательно пе­ремещается относительно вращающейся оболочки. Резание про­исходит в условиях динамических нагрузок и сопровождается ударами резцов, которые интенсивно разрушают обрабатывае­мый материал, выбивая частицы борного волокна. При этомиспользуется такое свойство обрабатываемого материала, как низкая ударная вязкость.

Использование многолезвийного инструмента требует обо­рудования, обеспечивающего вращение и продольное переме­щение. Для обеспечения вращения инструмента используют специальное шлифовальное приспособление, например, постав­ляемое вместе с токарно-винторезным станком 1М61. Приспо­собление состоит из электродвигателя АСЛ2-12-2 (УУ = 1, 1 кВт; п = 2830 об/мин) и высокооборотного внутри шлифовального шпинделя, установленных на плите. Вращение от электродвига­теля на шпиндель передают с помощью плоскоременной пере­дачи. Изменение частот вращения инструмента можно достиг­нуть путем установки на вал электродвигателя шкивов различ­ного диаметра. В условиях проведения экспериментальных ис­следований частота вращения шпинделя с инструментом дости­гала 9000 об/мин.

Экспериментальные исследования режимов наружной об­точки оболочек из боропластика производили предложенным инструментом, оснащенным резцами-вставками из эльбора-Р. Число резцов-вставок выбиралось по конструктивным сообра­жениям и составляло 40 шт. Экспериментальная установка за­креплялась в резцедержателе токарно-винторезного станка. Рез­цы-вставки инструмента тщательно выставлялись в целях обес­печения максимально возможной равномерности работы каж­дого из них.

Специфические особенности работы описываемого инстру­мента обусловливают и особый подход к назначению режимов резания. Одиночный резец инструмента при резании совершает сложное пространственное перемещение относительно вра­щающейся оболочки, обладая двумя подачами. Одна из подач представляет собой подачу вращающегося инструмента относи­тельно вращающейся оболочки в продольном направлении S_zпрод . Эту подачу обеспечивает механизм коробки подач то­карного станка. Подачу можно рассчитать по формуле

S_zпрод ⁼ S_o n_ст /(zn_инстр)

где S_o - продольная подача суппорта станка, мм/об;

n_ст /n_инстр- частоты вращения шпинделя станка и инструмен­та, об/мин;

z - число резцов-вставок в инструменте.

Другая подача — круговая — является результатом как бы «накатывания» вращающейся обрабатываемой оболочки на ре­зец-вставку в направлении, перпендикулярном к направлению продольной подачи инструмента. Главную роль в определении круговой подачи инструмента играют диаметр обрабатываемой оболочки (даже, точнее, длина окружности) и частота вращения оболочки. Круговая подача на один резец-вставку инструмента выражается формулой

где D_о — диаметр обрабатываемой оболочки, мм.

Анализ формул показывает, что для увеличения производи­тельности следует использовать высокооборотный привод для вращения инструмента и максимально насыщать боковую по­верхность многолезвийного инструмента резцами-вставками.

Еще одним положительным качеством этого инструмента является то, что в процессе резания участвуют две режущие кромки резца, одна из которых работает с продольной подачей, другая — с круговой подачей.

В целях выяснения работоспособности многолезвийного инструмента из СТМ и определения его стойкостных качеств в зависимости от параметров режимов резания проводили ряд экспериментов, варьируя режимы резания. Частоту вращения шпинделя изменяли в диапазоне 50...200 об/мин, при этом круговая подача S _круг для диаметра обрабатываемой оболочки200 мм была в пределах 0, 35... 1, 4 мм/зуб. Продольную подачу суппорта вместе с инструментом варьировали в пределах 0, 10...2, 66 мм/зуб. Глубину резания при всех экспериментах ос­тавляли постоянной (t = 1 мм).

Проведенные эксперименты показали, что предлагаемый многолезвийный инструмент из СТМ вполне работоспособен и может быть успешно применен для наружной обточки оболочек из боропластика. Имеет место существенное увеличение стойко­сти инструмента по сравнению с точением одиночным резцом из СТМ, причем это не простое умножение стойкости одного резца на их число, а величина в 2...2, 5 раза большая.

Режимы резания при токарной обработке пластмасс, в ча­стности стеклопластиков, должны обеспечивать высокую произ­водительность при требуемых качестве и точности, а также стойкости резцов. На стойкость влияет большое число различ­ных факторов, в том числе скорость резания, подача, глубина резания, причем их влияние неоднозначно. Рекомендуемые по­дачи приведены в табл. 3.

3. Выбор подачи при обработке стекло-, углепластиков в зави­симости от шероховатости поверхности

Получены зависимости, позволяющие при обработке стек­лопластика рассчитать стойкость при заданной скорости

и скорость резания (м/с) при заданной стойкости

На основании этих зависимостей построена таблица для выбора оптимальных скоростей резания при точении стекло­пластика (табл. 4).