Важными перспективными технологическими направлениями призванными снизить производственные расходы на металлообработку стали и сплавов являются сухая

Важными перспективными технологическими направлениями призванными снизить производственные расходы на металлообработку стали и сплавов являются сухая

Важными перспективными технологическими направлениями призванными снизить производственные расходы на металлообработку стали и сплавов являются сухая обработка и обработка MMS. Немецкая инструментальная компания GUHRING интенсивно работала в данных направлениях и разрабатывала инструмент и приспособления для крепления инструмента оптимально подходящие для этих видов обработки. При этом было особенно важно изучить термические процессы протекающие на инструменте и на заготовке. Основные наблюдения Так как при сухой обработке и обработке MMS возникающая теплота резания не может отводиться так же как при обычной обработке с охлаждением СОЖ важно чтобы конструкция инструмента обеспечивала оптимизированный инструмент таким образом чтобы - выделение во время процесса резания меньшего количества тепла (например за счет применения острых режущих кромок с положительным передним углом при одновременно увеличенных режимах резания) - уменьшение трения (например вследствие уменьшения ширины направляющих ленточек и увеличения обратного конуса сверла) - уменьшение теплообмена между стружкой и инструментом (например вследствии применения термостойкого твердого покрытия и полированной поверхности инструмента для уменьшения трения между стружкой и стружечной канавкой) - уменьшение теплообмена между стружкой и заготовкой (например благодаря быстрому отводу стружки из отверстия или с поверхности заготовки). Влияние переднего угла на температуру в зоне резания Для исследования данного параметра фирма GUHRING изготовила три испытательных сверлильных инструмента диам. мм для глубины сверления мм. Геометрия инструмента была идентичной они отличались только углами подъема спирали и соответственно передними углами. Испытательные инструменты имели передние углы 0 (т.е. прямая канавка) 15 а также 30. Диаметр внутренних каналов под охлаждение на всех инструментах был одинаковым. С помощью термографической камеры была замерена и задокументирована выделяющаяся теплота при обработке отверстия в алюминиевом сплаве AISi7 в режиме реального времени. Использованные для этого испытательные пластины имели толщину 140 мм и сверлились с торцовой стороны так чтобы оставшаяся стенка между отверстием и термографически исследованной поверхностью пластины составляла 20 мм. С помощью такого испытательного расположения представлялась возможность качественно сравнить теплоту в зависимости от применяемого испытательного инструмента. При термографическом анализе вершины инструмента проявилась отчетливая связь между передним углом и возникающей температурой. Положительный передний угол привел к тому что в зоне перелома стружки температура была значительно ниже так как стружка на скрученном на 30 инструменте поворачивалась только на 60 (малый перелом) в то время как поворот стружки на инструменте с прямыми канавками составляет 90 (большой перелом). Возникающая в зоне перелома теплота непосредственно переходит в качестве теплоты резания в процесс. Более короткая стружка переносит - вследствие своего более короткого контакта на стружечной поверхности -меньшую теплоту трения на инструмент что способствует более благоприятным температурным условиям. Дополнительно высокоскоростня камера зарегистрировала прохождение стружки. На выбранных параметрах обработки vc 3000 мин и f 035 мм/об. наблюдались существенные различия относительно удаления стружки и теплоты при резании. Удаление стружки т.е. непрерывная транспортировка стружки из отверстия улучшалось с увеличением хода спирали инструмента. Причина этого заключается главным образом в положительной геометрии и связанным с ней улучшенным переломом стружки что и дает в результате укороченную стружку. Эта укороченная стружка вследствие своего лучшего соотношения поверхности - объема может легче выводиться из отверстия и меньше склонна к заклиниванию в стружечной канавке. Спиральный инструмент своей существенно улучшенной схемой удаления стружки и сравнительно более низкой температурой при обработке в значительной степени способствует повышению надежности производственного процесса при сухой обработке и обработке MMS. Сверла с прямыми канавками могут использоваться для обработки алюминия и чугуна преимущественно там где необходимы повышенные требования к качеству отверстия (улучшения крутость и меньшая длина отверстия). Это связано с тем что инструмент с прямыми канавками имеет как правило четыре направляющих фаски. Температурный уровень сверлильного инструмента с прямыми канавками кроме того благодаря оптимизированной геометрической структуре каналов под охлаждение может быть снижен таким образом что этот термический недостаток по отношению с скрученному сверлильному инструменту может быть существенно компенсирован. 1598 GUHRING Сухая обработка и принцип минимального смазывания MMS