Анисимов К.С., Евстафьев Н.Н., Цыпков С.В.,
г. Пермь
УДК 621.923
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ РАЗВЕРТЫВАНИЯ ТОЧНЫХ
ОТВЕРСТИЙ
В ДЕТАЛЯХ ГТД ПУТЕМ ЭФФЕКТИВНОЙ ПОДАЧИ СОЖ
В статье приведены примеры эвакуации стружки с помощью СОЖ, подаваемой в зону резания с различным давлением и с различных сторон.
Системный подход при совершенствовании чистового развертывания отверстий в ответственных деталях (например: кронштейны подвески двигателя, топливный коллектор, фланцы дисков турбины и т.д.) отличительно учитывает особенности затруднительной внутренней обработки и предполагает:
1) необходимость надежной эвакуации стружки из зоны резания;
2) необходимость нивелировать возможные погрешности шпинделя станка, например, неоднородность радиальной жесткости шпинделя, радиальное и угловое смещение посадочного конуса шпинделя. Установлено, что радиальная жесткость для сверлильных станков определена 30…200 кг/мм, для радиально-сверлильных 44…100 кг/мм, угловое смещение оси конуса относительно оси шпинделя в среднем 0о12’.
3) при найденных решениях двух условий наиболее успешно реализуются рациональные составляющие развертывания: инструмент, режимы, состав СОЖ с целью обеспечения минимальных погрешностей отверстия.
Наиболее просто и эффективно обеспечивается эвакуация стружки с помощью СОЖ, подаваемой в зону резания с различным давлением и с различных сторон. Сравнительно оценены следующие варианты:
– традиционный подвод СОЖ методом полива с давлением Р = 1,5 МПа на инструмент сверху через кондукторную втулку;
– подвод эмульсии ниже кондукторной втулки в направлении осевой подачи развертки;
– подвод эмульсии навстречу осевой подаче развертки, возможный при развертывании сквозных отверстий;
– подвод эмульсии с пульсирующей частотой 0,2…0,3 Гц ниже кондукторной втулки.
Условия развертывания: литая нержавеющая сталь 10Х18Н9БЛ, d = 10,5 мм Z = 4, φ = 45, α = 14, γ = 5, t = 0,1 мм, Sz = 0,04 мм/зуб, диапазон скоростей – от 1,7 до 43 м/мин. В качестве сопоставимой оценки принято среднеквадратичная микронеровностей Ra. Результаты представлены в таблице.
| Способ подвода эмульсии при развертывании |
Скорость развертывания, м/мин | |||||||
| 1,7 | 4,5 | 9,0 | 12,5 | 18,0 | 25 | 36 | 43 | |
| Полив с давлением Р=1,5 МПа на инструмент сверху через кондукторную втулку | 2,6 | 3,1 | 2,9 | 2,7 | 2,4 | |||
| Подвод эмульсии ниже кондукторной втулки в направлении осевой подачи развертки | 1,8 | 2,2 | 2,4 | 2,0 | 1,4 | |||
| Подвод эмульсии навстречу осевой подаче развертки, возможный при развертывании сквозных отверстий | 0,7 | 0,85 | 0,7 | 0,65 | 0,58 | 0,55 | 0,5 | 0,5 |
| Подвод эмульсии с пульсирующей частотой 0,2…0,3 Гц ниже кондукторной втулки | 0,6 | 0,7 | 0,58 | 0,48 | 0,44 | 0,4 | 0,42 | 0,4 |
Первые два варианта практически не обеспечивают функцию по удалению стружки при скорости развертывания V = 18 м/мин. Полив с P = 1,5 МПа над кондукторной втулкой обеспечивает Ra от 2,4…3,1 мкм, подвод эмульсии ниже кондукторной втулки обеспечивает 6-й класс Ra = 1,4…2,4 мкм.
При обработке сквозных отверстий подвод эмульсии навстречу подачи развертки обеспечивает Ra = 0,5…0,85 мкм, в т.ч. при скоростях более 25 м/мин Ra = 0,5…0,55 мкм, что соответствует 8-му классу.
Усиление эффекта эвакуации стружки из зоны резания достигнуто за счет применения праворежущих разверток с ω=15…25о.
Пульсирующая подача эмульсии позволяет обеспечить Ra = 0,4…0,7 мкм даже при обработке глухих отверстий.
В целом, при улучшении шероховатости поверхности за счет эмульсионной эвакуации из зоны резания создаются предпосылки реализации оптимальных режимов развертывания. Этот системный подход реализован в конструкциях кондукторных приспособлений, например, при сверлении и развертывании сквозных осевых отверстий в лабиринтах из жаропрочных сталей мартенситного класса 13Х11Н25МФШ (ЭИ961Ш). Кондуктор (см. рисунок) состоит из корпуса, на который установлена колодка с вращающейся базовой втулкой и комплектом переходных втулок под сверло, зенкер и развертку. Предусмотрен поворотный механизм с прижимом, а также фиксирующим и пневматическим устройством.
С целью обеспечения обильного полива СОЖ в зону резания в кондукторе предусмотрены две схемы подачи эмульсии: при сверлении подвод СОЖ по трубке ниже кондукторной втулки, а при зенкеровании предусмотрен снизу – навстречу подачи зенкера, развертки.