Конструкции металлорежущих инструментов

Конструкции инструментов классифицируются по методу крепления на станке и методу изготовления.

Методы крепления:

- стержневые инструменты имеют стержень в виде «ласточкин хвост» или прямоугольный:

- хвостовые инструменты имеют цилиндрический или конический хвостовик под шпиндель станка:

- насадные инструменты имеют цилиндрическое или коническое посадочное отверстие для установки на оправку с хвостовиком.

Методы изготовления:

- цельные инструменты из инструментальных материалов;

- сварные с режущей частью из инструментальных материалов и хвостовиком из конструкционной стали;

- с напайными пластинками из твердого сплава и стержнем из конструкционной стали;

- сборные с механическим креплением: неперетачиваемых пластин, напайных ножей, вставок и корпуса из конструкционной стали.

5.2.Геометрия режущей части инструмента.

Режущая часть всех инструментов выполнена в виде режущего клина. У разных видов инструментов передняя и задняя поверхности клина бывают плоскими (резец, фреза) или криволинейными (сверло, зенкер, метчик).

Для определения ориентации клина в системе станок – приспособление – деталь введены понятия плоскости резания (ПР), переднего g и заднего a углов, углов в плане. Движение РК образует на заготовке поверхность резания. Плоскость, проходящая через главную РК, касательно к поверхности резания, называется плоскостью резания. В плоскости I-I, перпендикулярной РК и ПР лежат углы g и a режущего клина.

Угол g определяет положение передней поверхности инструмента, по которой сходит стружка. При увеличении g уменьшается деформация стружки, т. е. Уменьшается составляющая P_z силы резания. У инструментов с винтовой передней поверхностью угол g меняется от g~0^о у оси инструмента до g~w (угла наклона винтовой канавки) на его периферии.

Угол a определяет положение задней поверхности. При увеличении a уменьшается сила трения инструмента о поверхность резания.

С увеличением углов g и a снижается прочность инструментов, поэтому для хрупких инструментальных материалов предусматривают упрочняющую фаску шириной 0,5 мм с g_ф=-5°…-10°.

Главный j и вспомогательный j₁ углы в плане определяют положение главной и вспомогательной РК. При уменьшении j и j₁ уменьшается высота микронеровностей и улучшается теплоотвод в инструмент, но увеличиваются составляющие P_z и P_y силы резания. Для большинства инструментов j=45°…60°, а j₁=5°…10°. У концевых фрез, зенкеров и разверток для глухих отверстий j=90°, исходя из требуемой формы поверхности. У чистовых разверток j=3°…15°.С увеличением углов g и a снижается прочность инструментов, поэтому для хрупких инструментальных материалов предусматривают упрочняющую фаску шириной 0,5 мм с g_ф=-5°…-10°.

Главный j и вспомогательный j₁ углы в плане определяют положение главной и вспомогательной РК. При уменьшении j и j₁ уменьшается высота микронеровностей и улучшается теплоотвод в инструмент, но увеличиваются составляющие P_z и P_y силы резания. Для большинства инструментов j=45°…60°, а j₁=5°…10°. У концевых фрез, зенкеров и разверток для глухих отверстий j=90°, исходя из требуемой формы поверхности. У чистовых разверток j=3°…15°.

I – I

j₁ I

g

j

I

Рисунок 1.6. a

5.3 Инструментальные материалы.

Металлорежущие инструменты изготавливаются из следующих групп материалов:

- углеродистые инструментальные стали (У10А, У12А);

- легированные инструментальные стали (ХВГ, 9ХС);

- быстрорежущие инструментальные стали (Р18, Р6М5);

- твердые сплавы (ВК8, Т15К6);

- минералокерамика (ЦМ-352);

- сверхтвёрдые материалы (эльбор, гексанит);

- абразивные материалы (корунд, карборунд).

5.4. Рекомендуемые режимы резания.

К режимам резания относятся: глубина резания (t, мм); подача (S_z мм/зуб, S_o мм/об, S_м мм/мин); скорость резания (V_T м/мин). Порядок назначения режимов резания основан на стремлении достичь наибольшей производительности при наименьшей себестоимости и обязательном обеспечении качества поверхности.

1этап. Глубина резания. Выбирается с целью съема припуска за минимальное число проходов. При предварительной обработке глубина резания ограничена мощность станка, возможностями инструмента и жесткостью системы СПИД. При чистовой обработке глубина резания ограничена точностью и шероховатостью поверхности детали.

2 этап. Выбор подач. При предварительной обработке величина подачи ограничена мощностью станка и жесткостью системы СПИД. При точении и фрезеровании подачу следует уменьшать при увеличении глубины резания а при сверлении, зенкеровании и развертывании – при уменьшении диаметра инструмента. При чистовой обработке подача ограничена точностью и шероховатостью поверхности детали.

3 этап. Выбор скорости резания. Предельная величина скорости резания ограничена требованием сохранения нормативной стойкости инструмента.