Основные части и конструктивные элементы режущих инструментов

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТАХ

ВИДЫ ИНСТРУМЕНТОВ

Комбинированные инструменты – представляют собой соединение двух или нескольких различных или однотипных режущих инструментов в один для снижения машинного времени обработки заготовки за счет совмещения нескольких операций или переходов в один.

Все виды режущих инструментов в зависимости от назначения могут принимать самые различные формы и иметь самые разнообразные передние и задние углы.

Некоторые специфические виды слесарно-монтажных режущих инструментов: зубила, крейцмейсели, ножовочные полотна и т.д.

Режущие инструменты часто классифицируют также по видам обрабатываемых поверхностей.

Инструменты для обработки различных наружных поверхностей (плоскостей, поверхностей тел вращения, пазов, уступов и т.д.). К этим инструментам можно отнести резцы, протяжки для наружного протягивания, напильники, фрезы, шлифовальные круги и т.д.

Инструменты для обработки отверстий: сверла, зенкеры, развертки, расточные резцы, протяжки для внутреннего протягивания, шлифовальные круги и т.д.

Инструменты для обработки резьбы: резьбовые резцы, резьбовые фрезы, метчики, плашки, резьбонарезные самооткрывающиеся головки, метчики и патроны, резьбошлифовальные круги, накатные ролики и плашки и т.д.

Инструменты для разрезания материала: дисковые пилы, ножовочные полотна, ленточные и цепные пилы, тонкие абразивные и алмазные круги, отрезные резцы.

Инструменты для обработки зубчатых поверхностей (зуборезные инструменты): дисковые модульные и пальцевые модульные фрезы, червячные зубофрезерные фрезы, долбяки, гребенки, шеверы и т.д.

Любой из режущих инструментов имеет рабочую (режущую) и крепежную части. Воснове режущей части лежит клин, предназначен­ный для снятия стружки.

Крепежная часть, оформленная в виде корпуса или хвостовика, служит для установки, базирования и закрепления инструмента на станке.

Режущий клин ограничен двумя поверхностями: передней, по кото­рой сходит стружка, и задней, обращенной к поверхности резания, которая образуется после снятия стружки; если эти поверхности плоские, их назы­вают гранями, и при пересечении они образуют режущую кромку (лезвие).

Различают главную и вспомогательную режущие кромки. Первая служит для срезания основной части припуска, а вторая - лишь частично участвует в этом процессе и служит для зачистки и окончательного фор­мирования обработанной поверхности. У некоторых инструментов, на­пример резьбонарезных, вспомогательные режущие кромки отсутствуют. С целью обеспечения работоспособности многолезвийных инструментов пространство между лезвиями должно быть достаточным по объему для свободного размещения снимаемой стружки. С этой же целью на перед­них поверхностях часто предусматривают углубления, уступы и другие элементы для завивания или дробления стружки. При большой ширине срезаемых слоев на режущих кромках делают канавки или выемки для деления стружки по ширине и рационального распределения нагрузки между лезвиями.

У многих режущих инструментов (сверла, зенкеры, развертки, про­тяжки и др.) рабочая часть делится на режущую и калибрующую.

Режущая часть служит для снятия основного припуска, калиб­рующая - для окончательного формирования обработанной поверхности и восполнения режущей части инструмента при переточках (в некоторых случаях она также служит для направления инструмента и обеспечения его самоподачи, например у резьбонарезных инструментов).

У инструментов для обработки отверстий калибрующая часть оформляется в виде «ленточек», на которых расположены вспомогатель­ные режущие кромки. Ленточки служат для направления и базирования инструментов в отверстии, а вспомогательные кромки - для окончатель­ного формирования обработанной поверхности отверстий. Для предот­вращения защемления инструментов в отверстии и снижения сил трения на ленточках вследствие упругой деформации обработанных поверхно­стей, как правило, предусматривается небольшая обратная конусность, т.е. уменьшение наружного диаметра инструмента в направлении к хво­стовику.

Для подвода смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС) в рабочей части инструментов могут быть выполнены внутрен­ние каналы.

В зависимости от назначения инструмента и формы поверхности де­тали режущие кромки по форме могут быть прямолинейными, винтовы­ми или фасонными.

Винтовые стружечные канавки и режущие кромки, располагаемые на них, обеспечивают лучшие условия удаления стружки из зоны резания и более равномерную работу инструмента.

Работоспособность, прочность и стойкость всех режущих инстру­ментов зависят:

- от материала, из которого изготовлен режущий клин;

- от физико-механических свойств обрабатываемого материала (твердость, прочность и др.);

- от углов заточки режущего клина, называемых геометрическими параметрами инструмента.

На оптимальное значение стойкости влияют режимы резания: ско­рость V, подача S и глубина t.

На рабочих чертежах инструментов не принято указывать угол за­острения β режущего клина; приводят только значения углов заточки: переднего γ и заднего α, имея в виду, что β = 90° - (γ + α). Эти углы отсчитываются от координатных плоскостей: основной и плоскости ре­зания, задаваемых кинематикой взаимодействия инструмента и заготов­ки в процессе резания.

Рис. 1.1. Сечение режущего клина инструмента плоскостью, нормальной к главной режущей кромке: а – прямолинейные передняя и задняя поверхности (грани); б – криволинейные передняя и задняя поверхности

Положение взаимно перпендикулярных координатных плоскостей (рис. 1.1, а) определяется двумя линиями: режущей кромкой и векторами скорости резания (плоскость резания) и подачи (основная плоскость). Передний угол γ – это угол между передней плоскостью и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания. Задний угол a – это угол зазора между задней поверхностью и плоскостью резания. Если в сечении, нор­мальном к режущей кромке, передняя и задняя поверхности инструмента криволинейны, то их заменяют прямыми, касательными к ним (рис. 1.1, б). Кроме обязательных углов γ и a, режущие кромки могут быть заточены также с углами в плане φ и φ₁, и с углом λ наклона главной режущей кромки к основной плоскости.

На форму режущих кромок, а также стойкость инструмента, произ­водительность и точность изготовления детали оказывают влияние метод формообразования поверхности детали и схема резания.

Окончатель­ное формообразование поверхности детали может быть осуществлено следующими методами: следа, копирования и обката (огибания).

При использовании метода следа (рис. 1.2, а) обработанная поверх­ность образуется вершиной режущей кромки в соответствии с формой траектории ее движения, задаваемой станком.

Рис. 1.2. Методы формообразования инструментом (И) поверхности детали (Д) при точении по следу (а), копирования (б) и огибания (в)

Форма режущей кромки совпадает с образующей обработанной по­верхности только при методе копирования (рис. 1.2, б), реализуемом при радиальной подаче инструмента.

При методе огибания (обката) (рис. 1.2, в) обработанная поверх­ность является огибающей различных положений режущей кромки, ко­торые обеспечиваются кинематикой процесса обработки, т.е. согласован­ными движениями инструмента и заготовки.

Под схемой резания понимают последовательность удаления при­пуска режущими кромками. В конструкциях режущих инструментов применяются следующие схемы резания: профильная, генераторная, комбинированная, одинарного и группового резания.

При профильной схеме режущие кромки подобны профилю обрабо­танной поверхности, а припуск удаляется за счет превышения каждого последующего зуба над предыдущим. Таким образом, обработанная по­верхность окончательно формируется последним режущим зубом.

При генераторной схеме форма режущей кромки не совпадает с профилем детали, а обработанная поверхность формируется последова­тельно всеми зубьями инструмента.

Качество поверхности при генераторной схеме резания не­сколько ухудшается, но удается значительно увеличить подачу и стой­кость инструмента. Поэтому для снижения шероховатости поверх­ности последние зубья инструмента выполняют по профильной схеме.

Рис. 1.3. Форма режущего клина: а - при заточке; б - при износе по передней грани; в - при износе по задней грани

Эти схемы резанияиспользу­ются главным образом при протягивании и служат для перераспределе­ния нагрузки между зубьями.

При заточке режущих клиньев на зубьях, предназначенных для чис­товой, окончательной обработки, необходимо обратить внимание на ост­роту лезвия, которая характеризуется радиусом скругления ρ, и на на­значаемую толщину срезаемого слоя а_Z.

На инструментах из быстроре­жущей стали после заточки и доводки минимальное значение радиуса ρ = 0,005 мм. Затупление режущего клина вызывает увеличение этого радиуса, и при а_Z < 0,02 мм вместо резания происходит смятие и уплот­нение срезаемого слоя (рис. 1.3, а). При этом возможно появление нарос­та и резкое ухудшение качества обработанной поверхности. Снятие ми­нимальной толщины среза требует тщательной заточки и доводки рабо­чих поверхностей режущего клина.

При работе с большими подачами износ клина концентрируется на передней поверхности в форме лунки (рис. 1.3, б), а при снятии тонких стружек и при обработке хрупких материалов – на задней поверхности в виде площадки износа (рис. 1.3, в). Это необходимо учитывать при на­значении припуска на переточку и выборе формы режущих зубьев и ме­тодов их заточки.

Дата добавления: 2014-01-20