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 Pz силы резания. У инструментов с винтовой передней поверхностью угол g меняется от g~0о 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 gф=-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 Pz и Py 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 gф=-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 Pz и Py 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 (Sz мм/зуб, So мм/об, Sм мм/мин); скорость резания (VT 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.