Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2014, № 11 (спецвып.)

И.Е. Таиров
С.А. Лескин

ОПТИМИЗАЦИЯ
ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ
С ФАСОННЫМИ
ПОВЕРХНОСТЯМИ
С ПРИМЕНЕНИЕМ
СТАНКОВ С ЧПУ

УДК 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Т 14 

621.941.1 
Т 14 
 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 
29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной 
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.13 
 
 
Таиров И.Е., Лескин С.А. 
Оптимизация технологии изготовления деталей с фасонными поверхностями с применением станков с ЧПУ: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Отдельная статья (специальный выпуск). — 2014. — № 11. — 8 с.—
М.: издательство «Горная книга» 
 

ISSN 0236-1493 

 
Описаны принципы построения технологических процессов  механической обработки деталей, относящихся к прессовому инструменту с твердостью свыше 45 HRC. В основе создания новых технологических процессов лежит применение многофункционального оборудования с ЧПУ, 
которое отвечает требованиям по жесткости системы станок – приспособление – инструмент – деталь и способно осуществлять токарную обработку деталей, прошедших термическую обработку, режущим инструментом с пластинками из кубического нитрида бора. 
Ключевые слова: ЧПУ, точение, пресс инструмент, закалка, твердость. 
 
 
 
 
 
 
 

УДК 621.941.1

 
©  И.Е. Таиров, С.А. Лескин, 2014 
©  Издательство «Горная книга», 2014 
ISSN 0236-1493 

©  Дизайн книги. Издательство  
«Горная книга», 2014 

 
 

При серийном производстве различных изделий, выполняемыми методами холодной штамповки, необходимо постоянно 
обновлять оснастку для прессового оборудования. основными 
рабочими инструментами являются матрица и пуансон. Это формообразующие элементы штампа, к которым предъявляются высокие требования по точности - 6-7 квалитет, по расположениям 
поверхностей - допуски около 0,01-0,02 мм, по шероховатости 
поверхности - около Ra0,08, а также по твердости - HRC 60-63.  
Традиционный маршрут обработки деталей цилиндрической 
формы выглядит следующим образом: 
1. Заготовительная - отрезается заготовка с технологическими припусками. 
2. Токарная - точение детали с припусками под шлифовку. 
3. Термическая обработка - объемная закалка детали с последующим отпуском. 
4. Шлифовка - шлифовка поверхности с целью обеспечения 
размеров, указанных в чертеже. 
5. Доводка - доводка качества поверхности до параметров, 
указанных в чертеже. 
Цикл изготовления таких деталей достаточно длительный и, 
как показывает практика, узким местом в технологии изготовления являются шлифовальные операции.  Давайте посмотрим чертеж изделия матрица. 

 
Рис. 1. Сборочный вид изделия матрица 

Как видно из чертежа, внутреннее отверстие матрицы имеет достаточно высокие требования по точности и качеству поверхностей.  
 

 
Рис. 2. Эскиз пуансона 
 
Пуансон, показанный на рис.2 также имеет достаточно сложную геометрию. 
Надо сказать, что прессовый инструмент - это единичное 
производство с повторяемостью около 1 комплекта в 5-6 рабочих 
дней. Поэтому переналадка шлифовального станка занимает значительную часть времени.  
Также много трудностей для шлифовщика доставляет множество различных диаметров и разнообразие геометрии. При этом обработка ведется различным шлифовальным инструментом, что не может не сказываться на трудоемкости. Также для различных конструктивных элементов могут использоваться специальные шлифовальные круги. Обычно шероховатость после шлифовки получается 
в пределах Ra0.8. При ритмичной работе основного производства, 
инструментальное производство с традиционным построением 
технологической цепочки перестает справляться с функцией 
обеспечения основного производства. Как говорилось выше, узким местом являются шлифовальные операции. 
Такая проблема достаточно просто решается при наличии на 
производстве оборудования с ЧПУ. Другими словами сложнопрофильные поверхности возможно получить "из под резца". Конечно, надо отметить, что не всякое оборудование подойдет для 

такой работы. Главным критерием для получения высоких точностей и качества поверхности является жесткость системы СПИД 
(станок-приспособление-инструмент-деталь). Одним из самых 
важных элементов являются шпиндель и патрон. Если на кулачках или в подшипнике шпинделя имеется хоть небольшой люфт, 
то пойдет дробление поверхности. Также важна точность самого 
шпинделя - это биения которые возникают в его конструкции. 
Низкая жесткость инструмента и резцедержателя также может 
вызывать появление дробления. Такого допускать категорически 
нельзя. В противном случае, доводка поверхности до столь высокого качества не представляется возможной. 
Обработка деталей с твердостью свыше 60 HRC вызывает массу 
проблем, связанных с подбором инструмента. Державки выбираются максимально возможного сечения для исключения вибраций. 
Также фирмы производители инструмента делают сборные державки с различными вставками для гашения вибраций.  
К пластинке, как к объекту, выполняющему самую ответственную работу, а именно съем металла, предъявляются очень высокие требования. Начнем с того, что сама пластина изготавливается из твердого сплава. На рабочих поверхностях пластины 
впаиваются элементы из CBN (кубический нитрид бора). С такой 
твердостью может справиться только этот материал. 
После термической обработки, припуск на поверхности составляет 0,15-0,25 мм на сторону. На оборудовании с ЧПУ установлены два инструмента. один черновой, второй чистовой. Оба с 
пластинами из CBN. Черновой резец имеет пластинку с малым 
радиусом скругления - около 0,2-0,4 мм. Это связано с уменьшением удельных сил при врезании пластинки. Роль чернового резца - снять основной припуск с поверхности. После обработки остается припуск величиной до 0,05 мм. Скорость резания при этом 
достаточно низкая и составляет около 120 м/мин. Подача около 
0,1 мм/об. На чистовом проходе обработка ведется также пластинкой из CBN, но с гораздо большим радиусом скругления 
около 0,8 мм. Это сделано для того, чтобы получить максимально 
высокое качество поверхности на изделии и, как следствие, снизить количество трудозатрат на доводочной операции. Скорость 
резания при это возрастает до 300-350 м/мин, подача же снижается до 0,03 мм/об. 

Надо сказать, что при обработке, резец проходит по сплайновой линии четко вдоль номинальной поверхности чертежа без 
прерывистых движений. Этим обусловлено отсутствие буртиков, 
перепадов и неоднородностей по шероховатости. После операции 
поверхность на детали достигает шероховатости в Ra0.63. 
Явные плюсы токарной операции - это отсутствие специального инструмента, для обработки необходимо всего два резца, 
цикл обработки происходит в автоматическом режиме, отсутствует множество переналадок оборудования. 
Также нужно отметить, что при такой обработке, требование 
к квалификации оператора очень высокое. Оператор обязан следить и чувствовать вибрации при обработке. Так как, это финишное точение, то вероятность производства брака очень высока, 
тем более это очень "дорогой" брак на финишной операции, то 
есть почти на готовом изделии. 
Выводы 
Внедрение модернизированного технологического процесса 
позволило сократить цикл изготовления изделия более чем в 2 
раза; снизилось количество специального инструмента более чем 
в 1,5 раза; снизилось количество брака при изготовлении оснастки на 30%. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

 
1. Автоматизация и механизация производства.  Черпаков Б.И., Вереина Л.И. 
М.: Академия, 2004 -  375 с. 
2. Проектирование 
технологии 
автоматизированного 
машиностроения: 
Учеб. для машиностроит. cпец. вузов/И.М. Баранчукова, А.А. Гусев, Ю.Б. Крамаренко и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева. – 2-е изд. Испр. - М.: Высш. шк., 
1999. 
3. Справочник технолога машиностроителя: в 2 т./ под ред. А.М. Дальского, 
А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. – М.: Машиностроение,  2001. 
Т. 1. –  912 с.; Т. 2.– 944 с. 
 
 

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ 
 
Таиров Илья Евгеньевич – аспирант, МГТУ «СТАНКИН»,  
Лескин Сергей Алексеевич – главный специалист технологического отдела  
НФ ОАО «НПО «Прибор», e.mail: il.tairov@gmail.com

OPTIMIZATION TECHNOLOGY OF SHAPED SURFACES  
USING CNC EQUIPMENT 
Tairov I.E., Graduate Student, MSTU "STANKIN",  
Lesquin S.A., Chief specialist of technical Department NF JSC "NPO "Device", 
e.mail: il.tairov@gmail.com 
 
This article describes the principles of the process of machining of details relating to the 
pressing tools with hardness over 45 HRC. At the heart of the creation of new processes is the 
use of multi-function CNC equipment, which meets the requirements for the system stiffness machine - tool - tool - item and is capable of turning parts, heat treated, the cutting tool with the 
plates of cubic boron nitride. 
Key words: CNC, turning, press tools, hardening, hardness. 
 

REFERENCES 
 
1. 
Cherpakov B.I., Vereina L.I. Avtomatizatsiya i mekhanizatsiya proizvodstva 
(Automation and mechanization of production).  Moscow, Akademiya, 2004, 375 p. 
2. 
Baranchukova I.M., Gusev A.A., Kramarenko Yu.B. i dr. Proektirovanie 
tekhnologii avtomatizirovannogo mashinostroeniya: Ucheb. dlya mashinostroit. cpets. Vuzov 
(Design technology computer-aided engineering: Textbook. for Mashinostroitel. spec. universities). 2-e izd. Ispr., Moscow, Vyssh. shk., 1999. 
3. 
Dal'skogo A.M., Kosilovoi A.G., Meshcheryakova R.K., Suslova A.G. Spravochnik tekhnologa mashinostroitelya (Reference technologist machinist), Moscow, Mashinostroenie, 
2001. Vol. 1, 912 p., Vol. 2, 944 p. 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ 

Таиров И.Е., Лескин С.А. 
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ  
С ФАСОННЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ  
СТАНКОВ С ЧПУ .........................................................................................3 
 
 
CONTENT 

Tairov I.E., Lesquin S.A. 
OPTIMIZATION TECHNOLOGY OF SHAPED SURFACES  
USING CNC EQUIPMENT............................................................................3 
 

Компьютерная верстка и подготовка
оригинал-макета
Дизайн обложки
Зав. производством
Полиграфическое производство

Е.Б. Капралова
Н.Д. Уробушкина
.Н.

Н.А. Голубцов

Л
Файнгор

Подписано в печать
Формат 60 90/16.
Бумага офсетная
1. Гарнитура «Times».
Печать трафаретная на цифровом дупликаторе.

х

л 0,

№
18.09.14.

Усл. печ.
.
. Тираж
экз.
5
500
Изд. № 2845

Выпущено в авторской редакции

Отпечатано в типографии
издательства «Горная книга»

Горный информационно-аналитический
бюллетень (научно-технический журнал).
Отдельная статья (специальный выпуск)

Режим выпуска «молния»

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
С ФАСОННЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
С ПРИМЕНЕНИЕМ СТАНКОВ С ЧПУ

Илья Евгеньевич
Сергей Алексеевич
Таиров
Лескин