РАСТОЧНЫЕ БОРШТАНГИ

Результаты процесса тонкого растачивания в значитель­ной мере зависят от правильного выбора конструкции и раз­меров расточной борштанги. Основными элементами наибо­лее распространенной конструкции борштанги является цилиндрический стержень и фланец для крепления к шпин­делю расточной головки [3]. Менее распространены бор­штанги, состоящие из корпуса и сменных стержней-вставок. Последние обычно применяются лишь в случае обработки нескольких деталей с различными размерами отверстий на одном станке.

В зависимости от принятой технологической схемы обра­ботки (расточка отверстия одним чистовым резцом; расточка черновым резцом с одной стороны и чистовым резцом с дру­гой; расточка последовательно черновым и чистовым резцами с одной стороны) борштанга может иметь один или два резца. Предпочтение следует отдавать технологическим схемам

Рис. 4. Расточная борштанга для обработки с нормальным зазором 2S = 0,ldp (dp —диаметр растачиваемого отвер­стия, dg— диаметр борштанги): 1 — борштанга; 2 — резец; 3.— лыска; 4 — винт прижимной; 5 — винт установочный, 6 — обрабатываемая деталь.

обработки отверстий однорезцовыми борштангами, так как они обладают значительно большей жесткостью, чем двух­резцовые и при этом создаются более благоприятные условия отвода стружки из зоны резания.

Чаще всего применяются борштанги (рис. 4) с зазором между обрабатываемым отверстием и цилиндрическим стержнем. Резец в таких борштангах располагают под пря­мым углом к оси стержня. Величина диаметрального зазора 25 обычно принимается равной 0,1 диаметра растачиваемого отверстия. При обработке вязких материалов, в процессе растачивания которых появляется сливная стружка, такой зазор может оказаться недостаточным. В таких случаях зазор несколько увеличивают и на борштанге дополнительно снимают продольную лыску на длине не менее 2/3 1(1 — длина растачиваемого отверстия). Лыска снимается под уг­лом 10°-Ы5° в сторону передней поверхности резца, начиная от образующей, проходящей через крайнюю верхнюю точку

Рис. 5. Беззазорная расточная борштанга: 1 — борштанга; 2 — винт прижимной; 3 — резец; 4 — винт установочный; 5 — обрабатываемая деталь.

опоры резца. Весь «лишний» металл борштанги впереди • резца срезается с целью облегчения удаления стружки. Особое внимание следует обращать на недопустимость «кар­манов» или «ниш» между передней поверхностью резца и от­верстием борштанги, так как они препятствуют сходу струж­ки и часто являются причиной поломки резцов и плохого качества обработки.

Диаметр стержня двухрезцовых борштанг для обработ­ки хрупких материалов (чугун, бронза) постоянный, а для расточки вязких материалов двухрезцовые борштанги сле­дует делать со ступенчатым стержнем. Разность диаметров

ступеней борштанги может быть принята равной нормально­му диаметральному зазору.

Для обработки отверстий среднего и особенно малого диаметров в вязких материалах в последнее время применя­ются так называемые беззазорные борштанги (рис. 5). Ра-

а — овальность О, б — конусность К, / — (о = 0,5 мкм/кГ, 2 — со = = 1 мкм/кГ, 3 — со = 1,75 мкм/кГ, 4 — со = 2 мкм/кГ 2л—общее количест­во деталей)

диальный зазор между такими борштангами и расточенными отверстиями обычно составляет 0,5 мм, что способствует заметному увеличению жесткости в сечении резца. В случае использования беззазорных борштанг применяют стружко­завивающие резцы, расположенные под углом 60° к оси стержня. При этом обеспечивается надежное удаление струж­ки из зоны резания даже при расточке достаточно глубоких отверстий. Главная режущая кромка резца выносится на 2-т-З мм за торец борштанги и завивает стружку в свобод­ную зону. Сходящая стружка обычно не попадает в малый зазор и выдвигается вперед торцом борштанги. Фаску на торце борштанги не делают, а перед передней поверхностью резца снимают небольшую лыску с целью обеспечения бес­препятственного схода стружки.

Таблица 5

Предельные значения податливости системы шпиндель—борштанга в сечении резца

Обрабатываемый материал	Податливость, мкм/кГ
при резании без виброгасителя	при использова нии динамическо­го одномассового виброгасителя	при использовании многомассового виброгасителя
Сталь 45	0,8—1,0	1,5—2,0	СО сл 1 о
Бронза	1,9	3,2	—
Чугун	1,3—1,5	2,6—3,0	5,5—6,5
Алюминий	1,3	3,2	—

Одним из основных условий качественного выполнения процесса тонкого растачивания является отсутствие вибра­ций борштанги в процессе резания. Виброустойчивость системы шпиндель — борштанга в свою очередь определя­ется податливостью этой системы в сечении резца [20]. С увеличением ее не только растет высота неровностей на обработанной поверхности, но и значительно увеличиваются погрешности формы расточенных отверстий в продольном и поперечном сечениях (рис. 6) [15].

Податливость в сечении резца со складывается из двух составляющих, одна из которых сог характеризует шпин­дельную головку, а вторая соб зависит от конструкции и раз­меров борштанги [19, 27]. Для каждого обрабатываемого материала существует некоторое предельное значение по­датливости, выше которого невозможна безвибрационная
расточка обычными борштангами. В таких случаях применя­ются борштанги с виброгасителями. Существует несколько видов виброгасителей: одномассовые ударного и динами­ческого действия и многомассовые. В результате применения одномассового динамического и особенно многомассового виброгасителей >^по данным лаборатории динамики станков Одесского технологического ин­ститута им. Ломоносова) зна­чительно расширяются техноло­гические возможности процесса тонкого растачивания (табл. 5).

Первый вид виброгасителей (ударного действия) из-за недо­статочной их эффективности в последнее время используется редко.

Динамический одномассовый виброгаситель (рис. 7) пред­ставляет собой груз цилинд­рической формы, расположен­ный в отверстии стержня борштанги с зазором по диа­метру и торцам [211. Зазор заполняется гидропластом. Ма­териалом виброгасителя может быть тяжелый сплав ВНМЗ-2 (удельный вес 18 г/см9), твердый сплав любой марки или свинец. Вес груза принимается равным 0,1 веса консольной части борштанги. Радиальный зазор S выбирается по табл. 6. Зазор по торцам принимается равным 0,55.

Таблица 6 Величина радиального зазора для виброгасителя динамического действия Диаметр отверстия в бор — штанге d0, мм От 6-до 10 Свыше 10 до 15 Свыше 15 до 20 Свыше 20 Радиальный зазор S, мм 1,0 1,5 2,0 2,5

Многомассовый виброгаситель (рис. 8) представляет собой набор из восьми масс, расположенных в отверстии борштанги с диаметральным зазором 25 = 0,2 — 0,3 мм и сжатых вдоль оси борштанги пружиной [12]. Суммарный Рис. 8. Многомассовый виброгаситель: а — перед резцом; б — за резцом; / — резец; 2 — борштанга; 3 — пружина; 4 — крышка; 5 — грузы.

вес виброгасителя не менее xh веса консольной части бор­штанги. Усилие прижима дисков в зависимости от веса виб­рогасителя можно выбирать по данным, приведенным в табл. 7.

Расчет податливости системы шпиндель — борштанга может быть выполнен по формулам Одесского технологи-

Таблица 7 Усилие прижима дисков Вес вибро­гасителя, г 50 100 200 300 400 500 1000 2000 3000 4000 5000 Усилие прижима, кГ 1,2 1,7 2,2 2,6 2,8 3,0 3,4 4,1 4,4 4,6 4,8

ческого института им. Ломоносова и Одесского СКВ алмаз­но-расточных станков. Данные для расчета берутся из черте­жа борштанги (рис. 9).

Податливость в сечении резца со = юб + ®г, мкм/кГ.

*>б = — Щ — [ft + k + У + (К* -1) (к + У +

+ (/С3 —/з] мкм/кГ,

модификаций соответствующих типоразмеров, так как изме­нение расстояния между опорами головки практически не влияет на радиальную жесткость.

По результатам расчета податливости системы шпин­дель — борштанга в сечении резца и данным табл. 5 реша­ется вопрос о необходимости применения виброгасителя и его конструкции.

При обработке материалов, дающих сыпучую стружку, виброгасители следует располагать впереди резца. С целью обеспечения свободного удаления сливной стружки из зоны резания при расточке вязких материалов часто приходится располагать виброгаситель позади резца (рис. 8, б). В таких случаях независимо от податливости системы для большей надежности следует применять многомассовые виброгаси­тели.