Режущих инструментов

Расчет экономической эффективности

Расчеты экономической эффективности проводятся на следую­щих этапах:

при подготовке создания новых инструментов (ожидаемый экономический эффект);

по окончании разработки нормативно-технической документа­ции (гарантированный экономический эффект);

после внедрения (фактический экономический эффект).

Ожидаемый экономический эффект служит основанием для принятия решения о целесообразности создания нового инстру­мента. На основе гарантированного экономического эффекта, опре­деляемого по годовому объему производства, принимается реше­ние о целесообразности производства и внедрения нового инстру­мента. По фактическому экономическому эффекту оценивается окончательная эффективность новых инструментов.

Ожидаемый и гарантируемый экономические эффекты отражают потенциальные возможности нового инструмента. Исходными дан­ными для их расчета на единицу инструмента являются: для ожи­даемого эффекта — проектные, нормативные и плановые показа­тели, а также экспериментальные оценки, справочные данные; для гарантированного эффекта — отчетные данные по трудовым и материальным затратам на изготовление, а также результаты испытаний и эксплуатации опытных образцов.

Фактический экономический эффект рассчитывают на основа­нии отчетных данных.

Годовой экономический эффект представляет собой суммарную экономию всех производственных ресурсов (живого труда, мате­риалов, капитальных вложений), которую получает народное хо­зяйство в результате производства и использования новых ин­струментов.

Экономический эффект от внедрения нового режущего инстру­мента может быть получен за счет повышения работоспособности инструмента, повышения производительности оборудования и труда рабочих, связанных с применением этого инструмента; улуч­шения качества обработки деталей (точности и шероховатости по­верхности) и, как следствие, повышения их надежности и долго­вечности; снижения себестоимости и удельных капитальных вло­жений на единицу продукции.

2.5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

2.5.1. Классификация резцов

Токарная обработка отличается большим разно­образием обрабатываемых поверхностей и в силу этого значительной номенклатурой режущих инструментов — токарных резцов. На токарных станках выполняются различные стадии обработки поверхности; исполь­зуемые при этом резцы называются черновыми, чистовыми, получистовыми. Геометрия режущей части этих резцов приспособлена к работе с боль­шой или с малой глубиной резания.

Резцы, предназначенные для обработки наружных поверхностей, не имеют специального названия, а для обработки внутренних поверхностей называются расточными с добавлением названия, характеризующего вид выполняемой работы (рис. 9, а, б). По виду выполняемой работы разли­чают резцы проходные — для обработки гладкой цилиндрической поверх­ности (внутренней или наружной) на «проход» (рис. 9, в) и упорные проходные — для обработки одновременно цилиндрической поверхности и торцовой плоскости (рис. 9, г).

Рис. 9. Разновидности токарных резцов по назначению

Торцовые поверхности цилиндрических тел на токарных станках «подрезают» так называемыми подрезными резцами (рис. 9, д), которые рабо­тают с поперечной подачей к оси вращения или от оси вращения заготов­ки. Отрезку заготовки ведут отрезным резцом (рис. 9, ж), а образование канавок — канавочным или прорезным резцом (рис. 9, е). Резьбовые по­верхности образуют резьбовыми резцами, фасонные — фасонными (рис. 9, з), фаски - фасочными, галтели — галтельными и т. д.

Все резцы, работающие с продольной подачей, могут в рабочем движе­нии перемещаться справа налево — это правые резцы (рис. 10, б), и слева направо — левые резцы (рис. 10, а). У правых резцов главная режущая кромка находится со стороны большого пальца правой руки, положенной на резец сверху, у левых резцов главная режущая кромка при аналогичном положении левой руки находится также со стороны большого пальца.

Головка резца по отношению к его телу может быть отогнутой, изогнутой и оттянутой, а может совпадать по направлению с сечением тела. Тогда резцы называют прямыми (рис. 10, в), с отогнутой головкой (рис. 10, г), с оттянутой головкой (рис. 10, д) и с изогнутой головкой (рис. 10, е).

Рис. 10. Разновидности токарных резцов по направлению движения и подачи и по форме головки

Резцы одинакового назначения могут выполняться с державкой — те­лом разного сечения: квадратного, прямоугольного, круглого, специально­го (рис. 11).

Преобладает прямоугольная форма сечения державки резцов, при которой врезание пластины меньше ослабляет державку. Державки с квадратной формой сечения лучше сопротивляются деформированиям сложного изгиба и при­меняются для расточных и автоматно-револьверных резцов и

Рис. 11. Формы сечений тела резца

в других случаях, когда расстояние от линий центров станка до опорной поверхности резца недостаточно велико. Державку с круглой формой сечения применяют для расточных, резьбовых, токарно-затыловочных и других резцов, так как она позволяет осуществлять поворот резца и изме­нять углы его заточки.

2.5.2. Стандартные режущие элементы резцов

и других инструментов

Установ­лены стандартные формы и основные размеры пластин для резцов и дру­гих металлорежущих инструментов. ГОСТ 2209—69 распространяется на перетачиваемые пластины из твердого сплава для режущего инструмента, а ГОСТ 2379—77 — на пластины из быстрорежущей стали для резцов.

Широко применяется механическое крепление пластин. В России дей­ствует ряд стандартов на твердосплавные механически закрепляемые пластины. Последние классифицируются по семи параметрам, которые услов­но обозначаются цифрами или буквами:

по форме: трехгранные с углом 60° (01 или Т), с углом 80° (02 или F), квадратная (03 или S), ромбические с углом 60° (04 или G), с углом 80° (05 или С), с углом 84° (06 или И), параллелограммные с углом 84° (07 или W), с углом 55° (08 или К), прямоугольная с радиусной режущей кромкой (09 или L), пятигранная (10 или Р), шестигранная (11 или Н), круглая (12 или R);

по величине заднего угла: α = 0 (1 или N), α = 7° (2 или С), α = 11° (3 или Р);

по степени точности: нормальная (1 или U), повышенная (2 или М), вы­сокая (3 или G), особо точная (4 или С). Пластины нормальной и повышен­ной точности шлифуются по опорным поверхностям и ленточке, но пла­стины повышенной точности шлифуются с более жестким допуском на диаметр вписанной окружности d; две другие степени обеспечиваются шлифованием также и боковых поверхностей;

по конструктивным особенностям: без отверстия и канавки (1 или N), с отверстием, но без канавки (3 или А), с отверстием и канавкой с одной стороны (4 или М) и др. (всего 6 вариантов).

по размерам отдельных элементов: длина режущей кромки l, толщина пластины s, радиус при вершине, увеличенный в 10 раз. Таким образом, форма, геометрия, степень точности и т. д. квадратной пластины из сплава Т15К6 с углом α = 7°, повышенной степени точности, без отверстия и ка­навки, с длиной режущей кромки l = 27 мм, толщиной 7 мм, с радиусом при вершине 1,6 мм может быть обозначена по ГОСТ 19042—73 цифрами

03221-270716 Т15К6 ГОСТ 19052-73

или буквами и цифрами

SCMN 270716 Т15К6 ГОСТ 19052-73.

Разнообразие форм и конструктивных элементов пластин, предусмот­ренное стандартом, позволяет подобрать нужный вариант пластин для данного типа инструмента (резец, фреза и т. п.) и конкретных условий его работы. Конструктивные варианты некоторых пластин приведены на рис. 12.

Крепление режущих элементов резца. Режущие пластины соединяют с головкой резца пайкой, сваркой или механическим способом. В первых двух случаях на головке резца предварительно фрезеруется паз той или иной формы: открытый, полузакрытый, закрытый (рис. 13). Однако твер­досплавные пластины при напайке подвергаются действию перепада температур, что вызывает появление микротрещин и выход резцов из строя. Лучшим вариантом закрепления пластин является их механическое крепле­ние.

Рис. 12. Формы твердосплав­ных

механически закрепляе­мых пластин

Рис. 13. Формы пазов под пластину: а — паз под передним углом; б — схема переточки с пластиной

в закрытом пазу; в — откры­тый паз; г — полузакрытый паз; д — закрытый паз

На рис. 14 приведены некоторые схемы закрепления твердосплавных пластин с отверстием. Стальной штифт 1 запрессован в державку (рис. 14, а), и на него надевается пластина 5. Двусторонний клин 4 при ввинчи­вании винта 5 прижимает пластину к штифту и таким образом закрепляет ее. Более удачной, за счет уменьшения числа стыков, является конструкция на рис. 14, б, где поворотом оси 6 с эксцентриком пластина прижимается к базирующему уступу державки 2. Здесь для обеспечения самоторможе­ния должна быть обеспечена высокая точность размерной цепи уступ — ось и эксцентрик — пластина.

На рис. 14, в показана самотормозящая конструкция, которая позволяет создавать большее усилие зажима. Зажим пластины 3 в конструкции на рис. 14, г осуществляется тягой 7, перемещаемой пружиной 8.

Рис. 14. Способы механического закрепления

твердосплавных пластин с отверстием

В приведенных конструкциях действующие при резании силы улучшают закрепление пластин. В процессе резания пластина постепенно сминает опорную поверхность гнезда, что приводит, к образованию зазора, возник­новению переменных нагрузок и поломок пластины. Поэтому в совре­менных конструкциях опорная поверхность гнезда защищается закаленной стальной или твердосплавной прокладкой 9 (рис. 14, а) такой же конфигу­рации, что и режущая пластина.

Форма передней и задней поверхностей резцов. Практикой применения резцов выработаны формы их передней и задней поверхностей. Различают плоскую (рис. 15, а) ломаную (рис. 15, б, в) и криволинейную (рис. 15, г) формы поверхности. Технология переточки передней и задней поверхно­стей обычно включает шлифование и доводку. С увеличением площади шлифуемой и доводимой задней поверхности резца из одного куска мате­риала или с пластиной из быстрорежущей стали (рис. 15, а) технологичнее отделять только шлифуемую поверхность от доводимой путем введения ломаной задней поверхности под углом больше заданного на 2…4°. В этом случае трудоемкая операция доводки будет выполняться на не­большой площадке с углом α.

Рис. 15. Формы передней и задней поверхностей

резцов: а — плоские передняя и задняя поверхности;

б — задняя поверхность с двойным изломом;

в — плоская передняя поверхность с фаской;

г — криволинейная передняя поверхность с фаской

Резцы с пластинами твердого сплава при заточке требуют применения разных шлифовальных кругов и режимов для державки и пластины. В силу этого целесообразна форма, изображенная на рис. 15, б, где доводимая по­верхность отделена от шлифуемой, а стальная поверхность державки — от твердосплавной пластины.

Передняя поверхность резца может выполняться в трех основных вариантах, если не учитывать специальных ее подточек для обеспечения стружколомания и стружкозавивания: плоской (рис. 15, а, б), плоской с фа­ской (рис. 15, в) и криволинейной с фаской (рис. 15, г). Резцы с плоской передней поверхностью применяют при обработке чугуна, при обработке стали с подачами s < 0,2 мм/об; такую поверхность имеют, в частности, фасонные резцы. Криволинейную переднюю поверхность с фаской имеют резцы для обработки стали, когда необходимо обеспечить стружкозавивание. Здесь, как и в плоской с фаской форме, важную роль при работе резца играет фаска шириной несколько меньше величины подачи, затачиваемая под углом γ_ф. Создание специальной фаски укрепляет место сопряжения передней и задней поверхностей — режущую кромку и благоприятствует нагружению ее силой резания. Радиус r выемки передней поверхности вы­бирают в зависимости от подачи и назначения резца r = (10…60) s.

Сочетание форм передней и задней поверхностей резца выбирают, ис­ходя из условий его эксплуатации.

Дата добавления: 2014-12-26