Оцінка впливу режимів різання на вібрацію розточувального різця і точність оброблюваних отворів на верстатах з ЧПК

Abstract

На точність механічної обробки отворів суттєво впливають такі фактори, як вібрації, що неминуче виникають у процесі виготовлення деталей у технологічній оброблювальній системі (ТОС). Серед них вібрація різального інструменту є найбільш негативним явищем, оскільки вона впливає на точність і шорсткість оброблених поверхонь, працездатність верстата та термін служби цього інструменту. Консольне закріплення різального інструменту під час розточування отворів зменшує жорсткість ТОС, що призводить до зниження їх точності. На сьогодні відсутні системні дослідження впливу вібраційної жорсткості консольного закріплення інструментів на точність одержаних отворів. Тому дослідження впливу вібрацій розточувального різця на точність обробки отворів на верстатах з числовим програмним керуванням (ЧПК) набуває важливого практичного значення. Під час обробки деталей на сучасних металорізальних верстатах з ЧПК їх працездатність можна визначити за показниками потенціометра, що дозволяє аналізувати ефективність процесу різання, його стабільність, амплітуду та величину вібрацій інструмента. У статті на прикладі розроблення технологічного маршруту механічної обробки деталі ‒ штифта плаваючого, що призначений для забезпечення центрування напрямних у корпусі прес-форми, з використанням CAD-CAM системи «Inventor 3D» та програми «Siemens NX» – проаналізовано вплив вібрацій різального інструменту, що виникають у ТОС в процесі обробки, на точність розточування отворів. Завдання вирішувалося під час розточування точних отворів діаметром 30H7 у заготовках із загартованої сталі 40Х за допомогою розточувального антивібраційного різця фірми «Sandvik-A20S-STFCR 11-RB1 CoroTurn 107», оснащеного змінною твердосплавною пластиною TCMT090204-UM. Дослідження проводили на сучасному токарно-фрезерному обробному центрі з ЧПК моделі HAAS DS‒30Y. Теоретично показано, що зменшення вібрації розточувального різця під час розточування точного отвору досягається за таких режимів різання: глибина t = 0,4 мм, подача s = 0,1 мм/об та частота обертання шпинделя n, яка в інтервалі часу «розгон‒гальмування» 2 секунди змінюється, тобто збільшується від n = 1800 об/хв до n = 2000 об/хв і навпаки, що дозволяє отримати отвір 30H7 з допуском циліндричності до 0,02 мм на довжині 100 мм.