РАСТАЧИВАНИЕ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

РАСТАЧИВАНИЕ РЕЗЦАМИ ИЗ ПРИРОДНЫХ

И СИНТЕТИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ

Основной особенностью обработки цветных металлов и сплавов является применение высоких скоростей резания, достигающих 1000 м/мин. Благодаря этому можно получать поверхности 8—10-го класса чистоты.

В качестве материала режущей части инструмента часто используют природные или синтетические поликристалли — ческие алмазы-балласы (АСБ). Этому способствовали особые физико-механические свойства алмазов: высокая твердость и износостойкость (это позволяет достигнуть высокой точ­ности обработки больших партий деталей); способность затачиваться с минимальным радиусом округления режущей кромки, что позволяет снимать тончайшие слои металла и также способствует получению высокой точности обработки; длительное сохранение острой режущей кромки, благодаря чему на протяжении всего периода стойкости обеспечива­ется высокое качество обработанной поверхности; высокая теплопроводность, способствующая быстрому отводу тепла из зоны резания и повышению стойкости инструмента; низ­кий коэффициент трения с обрабатываемыми материалами, что способствует возникновению малых усилий резания и минимальной пластической деформации стружки и поверх­ностного слоя детали.

Коэффициент трения цветных металлов и сплавов с при­родными алмазами находится в пределах 0,05—0,1, а с син­
тетическими алмазами марки АСБ — в пределах 0,2—0,33 [14]. Коэффициент трения у синтетических поликристалли — ческих алмазов по сравнению с природными больше вслед­ствие наличия в алмазах АСБ металлической фазы и мик — р’овырывов на поверхности после механической обработки.

Низкий коэффициент трения алмаза с метал­лами и высокая острота режущих кромок резца существенно влияют на процесс стружкообразо — вания. Это проявляется в резком снижении ра­боты пластической де­формации по сравнению с обработкой твердым сплавом, что приводит к меньшей усадке струж­ки, увеличению угла Р* (рис. 28) и’ более легко­му ее отделению от ос­новного металла со зна­чительно меньшими уси­лиями резания [10, 14]. При тонком растачива­нии цветных металлов и сплавов резцами из при­родных и синтетических алмазов абсолютная ве­личина усилий резания Рг = 0,4-т-2,6 кГ Ри = = 0,2-т-0,8 кГ.

— При растачивании цветных металлов алмазами измене­ние скорости резания до 700 м/мин практически не влияет на величину усилий резания, в то время как при работе твер­досплавными резцами это оказывает значительное влияние.

Стойкость алмазных резцов при обработке цветных метал­лов и сплавов достигает 250 и более часов. При этом на про­тяжении всего периода стойкости инструмента шерохова­тость поверхности соответствует 8—10-му классу чистоты. Так, в случае растачивания алюминиевого сплава АЛ2 со скоростью резания 600 м/мин при подаче 0,03 мм/об и глу­бине резания 0,1 мм после прохождения алмазным резцом пути в 72 000 м обеспечивалось получение шероховатости поверхности в пределах 9-го класса чистоты [3].

Износ резцов из природных алмазов происходит в резуль­тате образования микротрещин, проникающих на сравни­тельно брльшую глубину, и появления сколов на режущей кромке. Механизм протекания износа резцов из синтетиче­ских поликристаллических алмазов существенно отличается от механизма износа резцов из природных алмазов. Если у монокристалла природного алмаза микротрещины в процес­се износа могут распространяться на весь кристалл, то у поликристаллов синтетических алмазов развитие микро­трещин локализовано границами отдельных зерен и блоков, а также металлическими включениями. Поэтому износ рез­цов из АСБ происходит путем выкрашивания более мел­ких частиц алмаза, такие резцы в 1,5—2 раза более износостойки по сравнению с резцами из природных алма­зов [14].

— В случае тонкого растачивания цветных металлов и сплавов резцами из алмазов шероховатость обработанной поверхности практически не зависит от глубины резания и мало зависит от скорости резания. При увеличении ско­рости резания от 300 до 600 м/мин шероховатость поверх­ности уменьшается на 1—2 разряда. На шероховатость об­работанной поверхности наиболее значительно влияет изме­нение подачи. При подачах 0,02—0,03 мм/об шероховатость поверхности соответствует 10-му классу чистоты; при пода­чах 0,04—0,05 мм/об — 9-му классу чистоты поверхности; при подачах 0,06—0,08 мм/об — 8-му классу чистоты по­верхности.

В результате применения СОЖ шероховатость поверх­ности снижается на 1—2 класса чистоты. Особенно эффек­тивно применение СОЖ при обработке наростообразующих материалов (например, сплавов алюминия, меди и т. п.).

Большое влияние на шероховатость обработанной по­верхности при работе алмазными резцами оказывает форма вершины резца. Лучшие результаты обработки получаются при использовании резцов с закругленной вершиной. В слу­чае выполнения вершины резца в виде фасетки (несколько линейных переходных лезвий, расположенных под углом друг к другу) необходимо, чтобы одно из ее лезвий было па­раллельно ходу стола алмазно-расточного станка. При не­точной установке резца шероховатость поверхности может увеличиться на 1—2 класса. В этих случаях необходимо, чтобы конструкция борштанг позволяла осуществлять раз­ворот резца в осевой плоскости.

При использовании алмазных резцов большие требования предъявляются к системе СПИД. Амплитуда колебаний хо­лостого вращения шпинделя не должна превышать 0,3— 0,4 мкм, а предельная податливость системы шпиндельный узел — борштанга — 0,5 мкм/кГ. Кроме того, желательна балансировка шпинделя расточной головки совместно с бор- штангой.