Возрождение технологических методов строгания на качественно новом уровне показало высокую его эффективность [1], и начато оно было в ОАО «ЭНИМС», когда был разработан новый метод многопроходного строгания для обработки рабочих поверхностей металлографических печатных форм, которые необходимы для точной печати, например, на ценных бумагах с защитой от подделок [2]. Этот метод реализован на специализированном станке с ЧПУ в режиме безлюдной технологии с помощью строгального резца оригинальной конструкции [3].
Рис. 1
Цикл обработки на строгальных станках, как известно, включает: проход резанием, возвратное движение резца на холостом ходу и движение подачи перед очередным проходом обработки. В новом способе строгания после движения резания выполняют управляемый поворот резца. Затем – очередной проход резания выполняют движением в обратном направлении, так что при реализации строгания продольными проходами резания отпала необходимость выполнять возвратные движения на холостом ходу. Этот способ строгания наиболее эффективен при обработке развитых по длине поверхностей [4].
Высокое качество поверхностей, обработанных строганием, обусловлено возможностью обеспечить постоянную нагрузку на инструмент при отсутствии склонности к возникновению вибраций, что необходимо реализовать при высокоточной обработке прежде всего сложных по форме поверхностей. Такие поверхности в настоящее время обрабатывают с помощью концевых фрез в условиях одностороннего резания, когда на устойчивость процесса значительное влияние оказывает радиальное биение режущих кромок фрезы, а также свойственное фрезерованию периодически изменяющееся значение толщины среза. Указанные особенности фрезерования приводят к необходимости в ряде случаев снижать частоту вращения фрезы а, следовательно, и производительность обработки.
Рис. 2
Предложенный новый способ обработки строганием конкурирует с технологией обработки сложных поверхностей посредством фрезерования. В соответствии с современной тенденцией развития технологии обработки резанием, строгание необходимо проводить при высоких скоростях резания, что проще всего осуществить при вращательном главном движении резания.
Вращательное главное движение резания ассоциируют обычно с токарной обработкой, а строгание – с прямолинейным главным движением резания. Как будет показано ниже, и строгание можно осуществить при вращательном главном движении резания, превратив движение подачи из непрерывного в осуществляемое периодически вне контакта с обрабатываемым материалом. При разработке способа учтен опыт обработки деталей, когда на столе продольно-строгательного станка устанавливали последовательно вдоль движения резания несколько заготовок, которые обрабатывали последовательно каждым проходом резца, повышая производительность.
Сущность нового способа строгания [5] отражена на рис. 1 и рис. 2. Рис. 1 иллюстрирует возможность обработки строганием при вращательном главном движении резания; движения подачи выполняют в пределах углового сектора с углом 
, свободным от обрабатываемого материала, а угловой сектор с углом 90о представляет собой зону размещения подлежащих обработке заготовок, при этом угловой сектор с углом соответствует интервалу между двумя соседними заготовками. На рис. 1 показан резец 1 с вершиной 2 в момент окончания обработки; круговая траектория К относительного движения резца при разгоне до заданной частоты вращения, Со -– траектория подвода резца к заготовке, С – траектория движений подачи на оборот So, К1 и К2 - плоскости соответственно первого и второго проходов обработки. Заготовки 36 (рис. 2) должны быть установлены по кругу с интервалами между ними на планшайбе, например, токарнокарусельного станка так, что подлежащие обработке поверхности 710 обращены наружу. При вращении планшайбы с частотой, соответствующей требуемой скорости резания, подводят резец в точку Г1 и в плоскости, перпендикулярной к оси вращения планшайбы, выполняют последовательную обработку деталей первым проходом, движением подачи переводят резец в плоскость второго прохода, движением в которой выполняют второй проход обработки и далее аналогично выполняют последующие проходы, завершая последним проходом отделение слоя припуска с поверхностей заготовок.
Каждый проход выполняют в сочетании с управляемыми возвратно-поступательными поперечными движениями, формирующими требуемые поверхности на деталях. Благодаря тому, что движение подачи выполняется вне контакта с заготовками, обеспечена возможность выполнять проходы в перпендикулярных к оси вращения плоскостях, т.е. осуществлять обработку строганием. Благодаря этому обеспечена идентичность обработанных поверхностей, что было бы невозможно при обработке точением, когда траекторией относительного движения вершины резца является винтовая линия.
Рис. 3
Процесс удаления одного слоя припуска со всех обрабатываемых поверхностей производят при относительном движении резца по одной гладкой траектории. При этом количество проходов обработки резанием равно числу оборотов планшайбы с заготовками.
Количество деталей, обрабатываемых за один постанов, определяется их размерами, диаметром планшайбы, а также интервалами между заготовками, которые должны быть достаточными для гладкого соединения отрезков пути резания в проходах обработки с помощью отрезков холостого хода, а также для гладкого соединения последовательно выполняемых проходов с помощью отрезков движения подачи.
При обработке на станке с двумя суппортами, оснащенными шпиндельными головками, возможна совмещенная по времени обработка поверхностей, обращенных как наружу, так и вовнутрь, при использовании двух инструментов, например, в виде расточных резцов (рис. 3).
Областью применения рассматриваемого способа строгания является обработка деталей малых и средних размеров в условиях серийного производства. В частности, возможна обработка поверхностей пера турбинной лопатки; при высокой жесткости приводов возможна обработка деталей из закаленных заготовок.
Предпочтительным является использование паллет при установке на станок подлежащих обработке деталей, что сокращает время работы, повышает производительность и снижает себестоимость обработки.
Рис. 4
Возможна обработка строганием в сочетании с фрезерованием. Так, например, боковые поверхности детали (рис. 4) следует обработать строганием после фрезерования, показанной слева выемки, которая необходима для выполнения движения подачи.
Смайловская М.С., генеральный директор, д.э.н.
Гатовский М.Б., заведующий лабораторией, к.т.н.
ОАО ЭНИМС
Список литературы:
1. Эстерзон М.А. Возрождение строгания. Журнал по металлообработке «Стружка» №1, 2007 г., стр. 34-40
2. Эстерзон М.А. Технология и оборудование для изготвления металлографических печатных форм «ИТО» №6, 2004 г., стр. 17-20
3. Гатовский М.Б., Эстерзон М.А. Резец для станочной обработки, патент РФ № 2179094
4. Эстерзон М.А., Петухов И.Я. Способ обработки изделий строганием, патент RU 2 282 524 C2
5. Гатовский М.Б. Способ обработки изделий строганием RU 2009113718А
"