При внедрении сверхскоростного фрезерования чугунов и цветных сплавов инструментом из СТМ требуются шпиндельные узлы на подшипниках качения с Ki = 12 ... 15 мм/мин при Кз - = 800 ... 1000 кВт/мм (для d = 140 мм это означает, что Пшах = = 850 ... 10 ООО мин-1 и Л/ = 110 ... 140 кВт).

Повышение параметров работоспособности станков достигается прежде всего увеличением жесткости и быстроходности шпиндельных узлов. Для повышения работоспособности шпиндельных узлов необходимо наряду с модернизацией их конструкций (в первую очередь - на базе высокоскоростных радиально-упорных шарикоподшипников) совершенствовать технологию производства шпиндельных узлов (особенно средств измерения), систему смазывания, патроны, ремни, шестеренный привод, а также общие компоновочные решения (несущие системы) для обеспечения устойчивого резания в условиях высоких скоростей и нагрузок.

Таким образом, для рационального применения инструмента, оснащенного из СТМ и керамикой, необходимы качественно новые станки; простая модернизация действующего оборудования путем, например, увеличения частоты вращения шпинделя не может дать требуемого результата.

Фрезы, оснащенные СТМ на основе нитрида бора, в основном применяют для фрезерования плоскостей корпусных деталей из чугунов, в том числе по литейной корке с глубиной резания до 5-8 мм. Торцовые фрезы, оснащенные синтетическими поликристаллическими алмазами, применяют для фрезерования плоскостей аналогичных деталей из алюминиевых и других цветных сплавов, В первом случае оптимальные скорости резания 600- 3000 м/мин, а вовтором- они могут достигать 10 ООО м/мин и более. При обработке алюминиевых сплавов припуски, как правило, не превышают 1-3 мм, однако вследствие сверхвысоких скоростей резания требования к мощности двигателя те же, что и при фрезеровании чугунов (табл. 6.1).

В основу табл. 6.1 положены данные стандартов для фрезерных и шлифовальных станков различных типов (табл. 6.2-6.4). Новые станки по точности должны приближаться к шлифовальным, а по жесткости - превосходить продольно-фрезерные станки повышенной точности.

И,меющиеся фрезерные станки (табл. 6.4) можно использовать для работы с помощью инструмента из СТМ. Однако в большинстве случаев реальные условия эксплуатации будут далеки от оптимальных, и, следовательно, технико-экономический эффект от внедрения будет ниже. Так, все вертикальные консольно-фрезер-иые станки нормальной степени точности обладают невысокой жесткостью, что не позволяет вести изгшовление точных деталей. Кроме того, все оии имеют малую мощность и не могут длительное время работать на предельно высоких частотах вращения шпин-

Допуск параллельности обработанной поверхности обравца его основанию, мкм

Допуск перпендикулярности обработанных поверхностей обравца. мкм

Обозначения: Н, П, В - классы точности станков.

деля, ХОТЯ даже при Пщах = 2500 мин- скорость резания фрезой диаметром 160 мм составляет всего 1256 м/мин. Станки с крестовым столом обладают хорошей жесткостью, но имеют низкую быстроходность (только у станков 65А60Ф1 и 65А60Ф4 скорость и мощность приближаются к требуемым).

Из всех компоновок фрезерных станков модели продольного типа обладают наибольшей жесткостью. Однако для полной реализации возможностей инструментов из СТМ, особенно при обработке с глубинами резания 4-7 мм фрезами диаметром 250-400 мм, эти станки не обладают требуемыми мощностью и скоростью.

На карусельно-фрезерных станках применение фрез из СТМ в настоящее время практически невозможно, так как шпиндель для черновой обработки не обеспечивает съема припуска вследствие недостаточной мощности двигателя. Кроме того, точность карусельно-фрезерных станков ниже, чем консольно-фрезерных.

6.2. Точность обработки на некоторых фрезерных И продольно-шлифовальных станках различных типов

6.3. Суммарная жесткость J = Р/6, кН/мм, фрезерных и продольно-шлифовальных станков различных типов

6.4. Технические характеристики некоторых фрезерных многоцелевых станков