Классификационные признаки режущих инструментов

Лекции

Лекция 1

Классификационные признаки режущих инструментов

Предпосылками рациональной организации инструментального хозяйства являются классификация и индексация инструмента и технологической оснастки, которые позволяют все многообразие оснащения свести к единой системе группировки по одному главному или нескольким основным признакам. В результате этого преодолеваются трудности, связанные с организацией учета, хранения и выдачи оснащения, а также с организацией производства и приобретения его в нужных количествах.

Под классификацией понимается распределение всего многообразия оснащения, применяемого на предприятии, на определенные группы по наиболее характерным признакам.

В настоящее время наиболее распространенной является классификация оснащения по следующим трем признакам: а) характеру использования; б) месту в производственном процессе; в) назначению.

По характеру использования различают:

оснащение общего пользования, параметры которого определены ГОСТом - стандартный инструмент и оснастка; оснащение, применяемое для выполнения определенных групп операций на ряде предприятий определенной отрасли или подотрасли - стандартизированный инструмент и оснастка;

оснащение, используемое для выполнения определенной операции при обработке определенной детали - специальный инструмент и спецоснастка.

По месту применения в производственном процессе различают:

инструмент первого порядка, используемый для изготовления основной продукции предприятия (в основном производстве);

инструмент второго порядка, используемый для изготовления инструмента первого порядка.

По назначению все оснащение на предприятии обычно подразделяется на следующие классы: 1) режущий инструмент; 2) абразивный инструмент;

3) измерительный инструмент; 4) слесарно-монтажный инструмент;

5) кузнечный инструмент; 6) вспомогательный инструмент; 7) штампы;

8) приспособления; 9) модели, кокили, пресс-формы; 10) разный инструмент (десятичная система классификации, имеющая от пяти до семи ступеней).

Каждый класс включает несколько подклассов, образованных по признаку основных разновидностей оснащения внутри класса, например, режущий инструмент объединяет резцы, долбяки, сверла, фрезы и т. д.

Подклассы делятся на группы, определяющие характер оснащения и его использование, например: фрезы цилиндрические, торцовые, дисковые, фасонные, модельные, резьбовые и др.

Группа содержит подгруппы, характеризующие непосредственное технологическое назначение инструмента, например токарные резцы: обдирочные, чистовые, подрезные, отрезные, фасонные, резьбовые и др. Подгруппы разделяются на секции по конструкции оснащения, например резцы токарные чистовые: прямые, отогнутые, изогнутые, дисковые, чашечные и др. Секции подразделяются на подсекции, а подсекции - на виды и каждому из них присваивается индекс.

При десятичной системе индексации индекс представляет собой ряд цифр, расположенных в порядке классификационных признаков: первая цифра в индексе обозначает класс, вторая ― подкласс и т.д.

Индексация по этой системе обеспечивает полную характеристику классифицируемого инструмента. Такая система позволяет применять автоматизированный учет.

Общие определения режущего инструмента

ОБЩИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Основные признаки отдельных типов режущих инструментов

Режущий инструмент выполняет работу резания лишь в том случае, если его режущая часть перемещается относительно обрабатываемого изделия. Движения, осуществляемые в том или ином станке, обычно состоят из прямолинейно-поступательного и вращательного. При этом инструмент совершает движения резания и подачи. Форма и направление этих движений, обеспечивающих снятие инструментом стружки, или разделение металла на части, а затем сочетание их между собой являются основным признаком работы режущего инструмента.

Имеются и другие сопутствующие признаки, определяющие сущность работы инструментов. Первым из них является область назначения режущего инструмента, далее его конструктивные особенности, внешний вид, форма, одно- или многолезвийность, способ срезания стружки и т. д. Совокупность всех этих признаков характеризует тот или иной тип инструмента.

Конструктивные элементы режущих инструментов

Современное состояние машиностроительного производства предъявляет к режущим инструментам очень жесткие требования. Прежде всего инструменты должны быть износостойкими и прочными. Отдельные инструменты должны обеспечивать определенный профиль детали, а многие из них — гарантировать ее точные размеры. Конструкция инструментов должна быть технологична и экономична. Отсюда возникает целый ряд требований к оформлению конструкций инструментов.

Износостойкость и прочность режущих инструментов характеризуются конструктивными особенностями трех их составных частей: 1) режущей части, 2) тела, или корпуса, и 3) крепежной, или хвостовой, части. В зависимости от назначения инструмента лимитирующей может быть та или другая из указанных частей, но в большинстве инструментов этой частью является режущая, так как ее работа протекает в более сложных условиях, чем работа других частей инструмента.

Режущая часть инструмента выполняет основную работу по резанию обрабатываемой детали. Обычно она снабжена одним или несколькими режущими лезвиями. При конструировании режущей части необходимо определить ее форму и размеры, а также установить необходимую геометрию ее режущих лезвий. Форма режущей части инструмента зависит от типа и назначения его при работе. Размеры режущей части находятся в зависимости от тех нагрузок, с которыми работает инструмент, и механических качеств материалов, из которых он изготовлен. Геометрия режущих лезвий устанавливается в зависимости от условий резания инструментом.

При конструировании режущей части инструмента в первую очередь необходимо обеспечить снижение динамических усилий, что достигается за счет соответствующего угла резания, а значит, и переднего угла, а также формы передней грани инструмента. При конструировании твердосплавного инструмента для обработки твердых материалов передний угол делают отрицательным, благодаря чему устраняют изгибающие и срезающие усилия на его режущей части и в то же время создают наилучшие тепловые условия для скоростного резания.

Далее, необходимо создать условия для снижения сил трения, возникающих при работе инструмента. Это достигается за счет соответствующих задних углов, а также за счет обеспечения лучших условий схода стружки по передней поверхности инструмента.

Большое значение при конструировании режущей части инструмента имеет периодичность подведения к месту сопряжения режущей кромки инструмента с изделием последующих лезвий инструмента. Это обеспечивается созданием многолезвийных инструментов с вращающейся режущей частью или приданием вращения обычному однолезвийному инструменту.

Вторая составная часть режущего инструмента — его тело, или корпус, — составляет с режущей частью или одно целое, или скреплена с ней механическим или каким-либо другим путем (сваркой, пайкой и т. п.). При конструировании эту часть следует брать соответствующих размеров, обеспечивающих необходимую прочность по отношению к изгибающим, крутящим или другим усилиям, могущим воздействовать на эту часть инструмента. При механическом креплении корпуса с режущей частью инструмента необходимо обеспечить простоту крепления и в то же время нужную жесткость и стабильность.

Третья составная часть инструмента — крепежная, или хвостовая, должна по своей конструкции обеспечить надежное крепЛение инструмента в соответствующем приспособлении станка с учетом усилий, возникающих при работе инструмента, и тех скоростей, с которыми он должен работать. В ряде случаев хвостовая часть должна служить и для центрирования Инструмента относительно координатной системы станка.

При сопоставлении прочности отдельных Частей инструмента можно установить, что Наиболее ответственной является режущая часть его, прочность которой должна быть обеспечена в первую очередь.

Прочность режущей части инструмента определяется главным образом внешним осмотром и испытанием на твердость. Имеется попытка исследования прочности инструмента с помощью специальной испытательной установки. Эта установка (конструкция разработана проф. И. П. Третьяковым) предназначена для испытания инструментов на статическую и динамическую нагрузки, а также на совместное одновременное действие указанных нагрузок как при нормальном состоянии инструмента, так и нагретой режущей части его. Кроме того, машина позволяет создавать необходимые по частоте и величине вибрации с одновременным приложением к испытуемому инструменту постоянной или меняющейся статической нагрузки от 50 до 5000 кГ (490—49 000 н)*. Максимальное число ударов—2400 в минуту. В средней части машины имеется приспособление для установки инструментов, подлежащих испытанию на прочность, в верхней части находится механизм ударного нагружения. В приспособлении могут испытываться инструменты с прямолинейной и криволинейной формой реЖУ-щих кромок. В нем же смонтировано устройство для нагрева образцов контактным способом до необходимой температуры.

К некоторым инструментам при их конструировании предъявляют дополнительные требования. Инструмент для обработки определенного профиля детали должен своей конструкцией обеспечивать его получение.

Лекция 2