Главная
АИ #10 (192)
Статьи журнала АИ #10 (192)
Исследование процессов чистовой фрезерной обработки нержавеющих сталей

Исследование процессов чистовой фрезерной обработки нержавеющих сталей

Рубрика

Технические науки

Ключевые слова

Московский вертолетный завод
вертолеты России
легкие сплавы
нержавеющие стали
фрезерные станки

Аннотация статьи

В статье анализируются технологические условия обеспечения гарантированного качества обработки поверхностей деталей из нержавеющих сталей при чистовом фрезеровании.

Текст статьи

Улан-удэнский авиационный завод производит вертолеты серии Ми-8/17 разработки Московского вертолетного завода имени М.Л. Миля: гражданские модели серии Ми-8АМТ и Ми-171, военные Ми-8АМТШ и Ми-171Ш. Предприятие также производит новый модернизированный вертолет Ми-171А2, являющийся одной из ключевых моделей холдинга.

«Вертолеты России» в линейке средних вертолетов. При том, что большинство деталей вертолетов изготавливаются из легких сплавов, тем не менее часть особо ответственных деталей, работающих в агрессивных средах, испытывающих в процессе эксплуатации высокие нагрузки, изготавливаются из нержавеющих сталей. Как правило, рабочие поверхности этих деталей требуют высокой точности и чистоты обработки. При этом большая часть таких деталей изготавливается на фрезерных станках с ЧПУ. Существуют различные методы обработки нержавеющих сталей, при этом часто используется специальный инструмент из твердых сплавов и специальные средства технологического оснащения. Однако, фрезерование нержавеющих сталей вызывает трудности и при этом трудно достигаются высокие требования точности обработки. В отдельных случаях заданные в каталогах технологические режимы не дают заявленных показателей точности. Многое зависит здесь и от оборудования.

Цель работы – выявить технологические условия обеспечения гарантированного качества обработки поверхностей деталей из нержавеющих сталей при чистовом фрезеровании.

Задачи для достижения этой цели:

  • исследование процесса чистовой фрезерной обработки нержавеющих сталей инструментом различных производителей для установления требуемых режимов резания;
  • провести эксперимент, анализ имеющихся технологий и разработать математическую модель назначения эффективных режимов резания для заданной шероховатости;
  • выявить фрезерный инструмент, который в большей степени отвечает заданным требованиям точности.

Новизна работы заключается в разработке методики назначения эффективных твердосплавных фрез и технологических режимов для обработки заготовок из нержавеющих сталей в условиях Улан-Удэнского авиационного завода.

Нержавеющая сталь имеет высокую прочность и твердость. Это может привести к таким проблемам, как:

  1. Повышенный износ инструмента: Износ фрезы может быть увеличен из-за высокой твердости нержавеющей стали. В результате фреза может быстро тупиться, что требует частой замены инструмента.
  2. Термическое воздействие: Высокая скорость вращения фрезы и трение с материалом могут вызвать повышение температуры обработки. Это может привести к появлению термического воздействия и изменению свойств нержавеющей стали.
  3. Образование стружки: Нержавеющая сталь имеет тенденцию образовывать длинную стружку при фрезеровке. Стружка может запутаться в инструменте или повредить обрабатываемую поверхность.

Комплексное решения задачи качества фрезерования обеспечивают:

  1. Использование специальных инструментов: Инструменты с покрытием из твердого сплава или других специальных материалов могут увеличить стойкость к износу и улучшить процесс обработки.
  2. Охлаждение и смазка: Применение охлаждающей жидкости или смазочных средств может уменьшить температуру обработки и снизить термическое воздействие на материал.
  3. Применение оптимальных параметров скорости и подачи: Корректное выбор скорости вращения фрезы и подачи может улучшить эффективность обработки и уменьшить риск образования стружки.
  4. Контроль качества: Регулярный контроль всего процесса обработки и выпуск готовых компонентов помогает выявить и предотвратить возможные проблемы.

В процессе резания каждый зуб фрезы кратковременно соприкасается с обрабатываемой поверхностью, снимая слой металла. При этом контакт сопровождается ударной нагрузкой, непосредственно влияющей как на стойкость инструмента, так и на качество обработки. В зависимости от типа используемой фрезы резание производится одной или двумя режущими кромками (комбинированное фрезерование). При многокромочной обработке существенно увеличивается объем стружки, длину которой необходимо контролировать. В противном случае это приведет к снижению качества обрабатываемой поверхности. Актуален вопрос: как произвести качественное фрезерование с учетом его особенностей? Для этого необходимы как личный опыт фрезеровщика, так и соблюдение рекомендуемых режимов резания. Режимы резания – это значения основных параметров фрезерования в соответствии с используемой фрезой и материалом заготовки. Они устанавливаются технологом на основе рекомендаций производителя режущего инструмента. Две одинаковые по конструкции и размерам фрезы различных производителей, как правило выдают разные значения шероховатости обработанной поверхности при одних и тех же режимах обработки. Фрезы разных производителей отличаются по стоимости, качеству и техническим возможностям. Нет единого стандарта по выборам режимов фрезерования, а все рекомендации разрабатываются непосредственно производителями по результатам своих исследований. При этом часто заявленные показатели обработки не подтверждаются на практике. В условиях завода приходится пробовать разные фрезы и по ходу корректировать режимы на основе получаемых результатов.

В работе планируется получить в результате практические рекомендации по обработке деталей из нержавеющих сталей, которые смогут использовать технологи завода. Использование рекомендованных режимов резания на производстве позволят:

  • получить высокое качество и точность обрабатываемой поверхности при чистовой обработке;
  • исключить чрезмерные нагрузки на фрезу, тем самым увеличив срок ее службы;
  • повысить производительность металлообработки, сократив время на настройку оборудования и подготовку к резанию, максимально используя технические возможности станка.

Все это в конечном плане позволит повысить производительность изготовления деталей из нержавеющих сталей и снизить затраты на их производство.

Список литературы

  1. Батурин В.Н. Оптимизация решений в задачах проектирования многономенклатурных производств: Монография. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. – 148с.
  2. https://cnc1.ru/blog/tverdosplavnye-frezy-schwarzmaier/rekomenduemye-rezhimy-rezaniya-dlya-tverdosplavnykh-frez-schwarzmaier/.
  3. https://lib-bkm.ru/.
  4. https://www.gov.kz/uploads/2020/10/7/ed204b391b0111fc67f4d60f1211854b_original.9218267.pdf.

Поделиться

363

Ткачёва Т. В., Батурин В. Н. Исследование процессов чистовой фрезерной обработки нержавеющих сталей // Актуальные исследования. 2024. №10 (192). Ч.I.С. 17-19. URL: https://apni.ru/article/8695-issledovanie-protsessov-chistovoj-frezernoj

Актуальные исследования

#30 (212)

Прием материалов

20 июля - 26 июля

осталось 2 дня

Размещение PDF-версии журнала

31 июля

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

13 августа