Одним из основных условий высокопроизводительной и точной обработки заготовок в условиях автоматизированного производства является наличие эффективной системы своевременной эвакуации стружки из зоны резания. Невыполнение этого условия накладывает существенные ограничения на производительность и точность обработки.

Особую важность этот вопрос приобретает при фрезеровании глубоких и профильных пазов, фрезеровании лабиринтов и т.д. Известно, что отделенная стружка может иметь твердость, большую по сравнению с твердостью обрабатываемого материала вследствие наклепа и закаливания. Поэтому в случае, когда образующаяся в процессе резания стружка повторно затягивается в зону резания (циркулирует), это может приводить к существенному снижению ресурса режущего инструмента и даже к разрушению его режущих кромок, снижению точности и повышению шероховатости обрабатываемых поверхностей, повышению затрат энергии.

В настоящее время в автоматизированном производстве используются, в основном, два способа эвакуации стружки из зоны резания - пневмоотсос и гидросмыв. Оба способа неэффективны для удаления элементной и витой металлической стружки из глубоких и профильных пазов, лабиринтов. В то же время в существующих металлорежущих системах уже имеются предпосылки создания высокопроизводительных систем эвакуации стружки.

Во-первых, в условиях работы автоматических линий достаточно широко применяется гидравлическая система уборки и транспортирования стружки. Гидротранспорт, в котором в качестве транспортного средства используют жидкость, позволяет избавиться от громоздких механически конвейеров, снизить эксплуатационные расходы и увеличить надежность транспортных систем. Безнапорным гидротранспортом убирают стальную, чугунную стружку и стружку цветных металлов. Для гидросмыва стружки из-под автоматических линий используются и направленные струи жидкости под давлением.

Во-вторых, в последнее время в практике металлообработки широкое применение находит подача смазочно-охлаждающей жидкости напорной струей в зону резания. Тонкая струя направляется в зону контакта режущей кромки инструмента с обрабатываемой заготовкой со стороны задней грани лезвия. Подача СОЖ осуществляется высоконапорной струей под давлением не менее 1,5-2,0 МПа через сопла с выходными отверстиями диаметром до 0,8 мм.

Применение подачи смазочно-охлаждающей жидкости высоконапорной струей требует решения некоторых проблем:

1) трудность обеспечения в производственных условиях нужного направления струи на режущую кромку инструмента;

2) необходимость тщательной очистки смазочно-охлаждающей жидкости, чтобы исключить засорение сопла механическими примесями;

3) необходимость оснащения станка специальной насосной станцией;

Очевидно, что эти проблемы могут быть относительно легко преодолены при создании современных металлорежущих систем.

Учитывая накопленный опыт эксплуатации систем с высоконапорными струями, логично предложить эффективный метод удаления стружки из зоны резания, основанный на использовании энергии высоконапорных струй жидкости, с целью исключения циркуляции и вытекающих из этого последствий. Предлагаемый метод, по-видимому, может найти применение для эвакуации стружки при различных видах и схемах обработки. Наиболее очевидной областью его применения является фрезерование глубоких и профильных пазов, различного рода лабиринтов.

Суть метода заключается в том, что устройство для излучения высоконапорных струй жидкости располагается в непосредственной близости от зоны резания, не препятствуя основному процессу. Устройство “привязано” к системе координат станка и перемещается эквидистантно траектории движения режущего инструмента. В более сложных вариантах устройство может иметь собственный привод и управляться от системы ЧПУ станка. Возможно также неподвижное закрепление устройства на столе станка, либо на конструктивных элементах зажимного приспособления.

При возникновении опасности затягивания отделенной стружки в зону резания вследствие подпора при заполнении паза или лабиринта, включается подача высоконапорной струи жидкости, направленной в зону скопления стружки. С достаточной точностью этот момент может быть установлен при помощи светочувствительных элементов (например, фотосопротивлений), по увеличению момента сил сопротивления резанию и т.д. Конструктивно более простым вариантом является циклическая кратковременная подача высоконапорной струи заданной длительности. Параметры высоконапорной струи определяются из условия полного удаления стружки из опасной зоны.

При этом подача жидкости для охлаждения и смазки и для удаления стружки может осуществляться при цикличной работе одного и того же устройства. Причем параметры струй (давление, расход жидкости и др.) с целью оптимизации режимов могут быть различными для охлаждения-смазки и для удаления стружки.

расходу смеси в аэрированной струе струеформирующего механизма;

Для практических расчетов по формуле (1) разработаны также зависимости для определения всех ее компонентов.

Для обеспечения возможности практических расчетов с целью определения рациональных параметров установок, выполнены экспериментальные исследования по установлению зависимостей

Таким образом, в настоящее время созданы объективные предпосылки для моделирования рабочих процессов и создания технологических систем с комплексным использованием СОТС, обеспечивающих достижение рациональных значений параметров состояния поверхностного слоя деталей машин и существенного повышения производительности механообработки для многих случаев, когда традиционные подходы оказываются неэффективными.

Список литературы: 1. Шавловский С.С. Основы динамики струй при разрушении горного массива. М.. "Наука", 1979. 173 с.