Качество затачивания твердосплавного режущего инструмента определяет его стойкость, качество и надежность лезвийной обработки. На сегодняшний день существует большое количество фирм, поставляющих металлорежущий инструмент в Россию. Номенклатура представленного инструмента разнообразна и включает режущий инструмент для высокоточной обработки, при этом качество затачивания лезвия, то есть радиус округления лезвия этого инструмента составляет порядка 10…15 мкм, что в свою очередь позволяет производить обработку с толщиной стружки не менее 20…30 мкм. Это ограничение зачастую является критическим и предельным, так как точность обработки некоторых ключевых деталей составляет 3…5 мкм, а также приводит к значительному снижению потенциального ресурса режущего инструмента. Повышение качества затачивания до значений 1…3 мкм позволяет получать высокую точность обработки и ресурс режущего инструмента, что также положительно отражается на качестве обработки. Данная работа выполнена при финансовой поддержке министерства образования и науки РФ.
Ключевые слова: металлообработка, высокоскоростное шлифование, затачивание твердосплавного инструмента
Качество затачивания режущего инструмента характеризуется радиусом округления лезвия. Традиционные технологии затачивания позволяют получать высокие параметры качества лезвия лишь с помощью трудоемких доводочных операций. Переход на высокоскоростное затачивание позволяет, используя традиционные схемы формообразования режущей части, получать качественно новый результат, за счет изменения механизма износа алмазных зерен шлифовального круга и процесса разрушения обрабатываемого материала, а также за счет подбора наиболее оптимальной рецептуре абразивного материала.
Общее количество твердосплавного инструмента, применяемого в современном механообрабатывающем производстве, составляет до 90 %, причем этим инструментом производится большая часть операций. Основой всех твердых сплавов являются карбиды металлов, которые представляют собой химические соединения металла с углеродом. Современные твердые сплавы являются основным инструментальным материалом, обеспечивающим высокопроизводительную обработку резанием, и имеют размер карбидов около одного микрометра [1].
Современные твердосплавные пластины изготавливают с использованием операций прессования, спекания, затачивания и покрытия. При этом операции затачивания являются одними из ключевых, так как на них формируется окончательная форма пластины и качество лезвия. Классические режимы затачивания находятся в узком диапазоне и составляют: продольная подача Sпрод=1…9 м/мин; поперечная подача Sпоп=0,01…0,05 мм/дв. ход; скорость резания V=15…45 м/с, и обеспечивают условный вписанный радиус округления лезвия (острота) порядка ρ=15…25 мкм. Данная острота лезвия получается на особомелкозернистом твердом сплаве (∆=1…2 мкм), после всех операций. Повышение скорости резания до 250 м/с позволяет получать — ρ=0,1…1 мкм и менее, при сохранении остальных параметров затачивания.
В данной работе проводились исследования по определению наиболее оптимальной рецептуре шлифовального инструмента. Производилось затачивание твердосплавных пластин CNMG 120408 маки 890 (Seco) на высокоскоростной шлифовально-заточной установке ВЗ-326Ф4 при продольной подаче Sпрод=3 м/мин; поперечной подаче Sпоп=0,01 мм/дв. ход. и скорости резания V=250 м/с. В таблице 1, представлены результаты затачивания пластин различными рецептурами шлифовального инструмента.
Результаты обработки твердосплавного инструмента
|
рецепта |
Обозначение |
Алмазное зерно % |
Карбид кремния % |
Микросферы стеклянные % |
СФП % |
Лезвие твердосплавного инструмента, х100 |
Обработанная поверхность, х1000 |
Абразивный инструмент, х50 |
Абразивный инструмент, х350 |
Параметры обработки и механизм изнашивания зерен |
|
1. |
II |
АС5 63\40 12,5 % |
SIC8 45 % |
- |
40 |
|
|
|
|
ρ=3…5 мкм; Ra=0,1…0,3 мкм; микроскол. |
|
2. |
III |
АС5 63\40 45 % |
- |
- |
52 |
|
|
|
|
ρ=1…2 мкм; Ra=0,08…0,15 мкм; микроскол. |
|
3. |
7 |
АСМ 28\20 25 % |
- |
50 |
25 |
|
|
|
|
ρ=0,5…1 мкм; Ra=0,08…0,2 мкм; микроскол. |
|
4. |
9 |
АСМ 28\20 12,5 % |
SIC8 45 % |
- |
40 |
|
|
|
|
ρ=1…3 мкм; Ra=0,1…0,3 мкм; микроскол и истирание. |
|
5. |
10 |
АС5 63\40 25 % |
64С 40\28 35 % |
- |
35 |
|
|
|
|
ρ=2…4 мкм; Ra=0,2…0,6 мкм; микроскол и истирание. |
|
6. |
15 |
АСМ 28\20 12,5 % |
- |
50 |
45 |
|
|
|
|
ρ=1…2 мкм; Ra=0,2…0,6 мкм; истирание. |
|
7. |
20 |
АСМ 28\20 45 % |
- |
35 |
45 |
|
|
|
|
ρ=1…2 мкм; Ra=0,08…0,12 мкм; истирание. |
По проведенным исследованиям установлено, что наилучшее качество затачивания твердосплавного инструмента обеспечивают рецептуры III, 7, 15 и 20. При этом шлифовальные головки, выполненные по рецептуре 15 и 20, в процессе работы значительно истираются и засаливаются, что приводит к повышению температуры на обрабатываемой поверхности. Проведенные исследования показали, что, наилучшее качество обеспечивают рецептура III (АС5 63\40 45 % и СПФ 52 %) и 7(АСМ 28\20 25 %; Микросферы стеклянные 50 % и СПФ 25 %).
Литература:
1. Палей, М. М. Технология шлифования и заточки режущего инструмента. / М. М. Палей, Л. Г. Дибнер, М. Д. Флид; М.: Машиностроение. — 1988. — 288 с.
