Крепежная часть режущего инструмента реферат

Обновлено: 05.07.2024

Металлорежущий инструмент является одним из важнейших орудий производства. Он используется при обработке резанием всевозможных деталей на металлорежущих станках. При этом срезается часть материала заготовки в виде стружки до получения требуемой поверхности детали.
В настоящее время в машиностроении используется большое количество разнообразных режущих инструментов.
На заре развития человеческой культуры одними из первых орудий, которыми пользовались люди в процессе своего труда, были каменные орудия. Уже в эпоху неолита человек достиг большого мастерства в изготовлении самых разнообразных каменных орудий: скребков, резцов, наконечников, иголок, кинжалов, топоров, молотков, долот, мотыг, серпов, напильников.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реферат-конспект.docx

Режущий инструмент

В настоящее время в машиностроении используется большое количество разнообразных режущих инструментов.

На заре развития человеческой культуры одними из первых орудий, которыми пользовались люди в процессе своего труда, были каменные орудия. Уже в эпоху неолита человек достиг большого мастерства в изготовлении самых разнообразных каменных орудий: скребков, резцов, наконечников, иголок, кинжалов, топоров, молотков, долот, мотыг, серпов, напильников.

Каменные орудия были хрупкими, они часто ломались, а расширявшаяся производственная деятельность людей требовала более прочных орудий. Поэтому в 3—1 тысячелетиях до н. э. на смену камню пришли медь, олово и бронза. Орудия, изготовленные из бронзы, были прочными, но им недоставало твердости и остроты каменного орудия. Поэтому бронза не могла вытеснить каменные орудия.

Развитие ремесла настоятельно требовало создания такого материала, который сочетал бы в себе прочность бронзы и твердость камня. Таким материалом явилось железо. Оно дало ремесленнику орудия такой твердости и остроты, которым не мог противостоять ни один камень, ни один из известных тогда металлов.

Резкий скачок в развитии производительных сил общества мы наблюдаем при переходе от мануфактурного производства к машинной индустрии, это было связано с переходом от ручного труда к машинному, с передачей механизму функций непосредственного воздействия на предмет труда.

Переход к машинной индустрии привел к чрезвычайно бурному развитию инструментов и созданию новых их типов.

Во второй половине XIX века появляются такие инструменты, как спиральное сверло, развертка, зенкер, разнообразные фрезы, в том числе затыло-ванные фасонные фрезы для обработки зубчатых колес. В конце XIX и начале XX веков стали использоваться в производстве такие сложные инструменты, как червячные фрезы, зуборезные долбяки, гребенки и др. Двадцатые годы XX века характеризуются внедрением такого инструмента, как протяжка, которая в настоящее время находит широкое применение в силу высокой производительности и качества обработки. В этот же период начинают применять всевозможные комбинированные инструменты, наборы ннструмеитов, позволяющие совмещать различные операции.

Режущий инструмент является важнейшим элементом техники различных отраслей машиностроительной промышленности. На протяжении всей истории техники усовершенствования режущего инструмента оказывали большое влияние на конструкцию металлорежущих станков и технологию машиностроения.

Успешное развитие любого машиностроительного производства в значительной степени зависит от того, насколько оно обеспечено надлежащим количеством высококачественного инструмента.

Одним из наиболее простых и распространенных металлорежущих инструментов является резец. Резцы применяются на токарных, расточных, строгальных и других станках. В зависимости от вида станка и рода выполняемой работы применяются резцы различных типов. Ниже изображены основные типы токарных резцов.

Для обточки наружных поверхностей вращения, т. е. цилиндрических валиков, конических поверхностей большой длины и им подобных деталей, применяют проходные резцы. Проходные резцы бывают прямые (а) и отогнутые (б). Отогнутые резцы получили широкое применение из-за их универсальности, большей жесткости, возможности вести обработку в менее доступных местах.

Отогнутыми резцами можно работать при продольной и поперечной подачах и вести обточку поверху, подрезку торцов, снятие фасок. Проходные резцы могут быть черновые и чистовые. Чистовые резцы имеют больший радиус закругления, что обеспечивает получение более чистой обработанной поверхности. Если необходимо получить особенно чистую и гладкую поверхность, применяют широкие лопаточные резцы. Эти резцы работают с большой подачей. Однако при значительной длине контакта режущей кромки с заготовкой они склонны к вибрациям, дрожанию.

Проходные упорные резцы (в) имеют угол в плане 90° и применяются при обточке ступенчатых валиков и подрезке буртиков, а также при точении нежестких деталей.

Подрезные резцы предназначаются для обточки плоскостей, перпендикулярных оси вращения, подрезки торцов на проход (г). Эти резцы работают с поперечной подачей. Расточные резцы служат для обработки отверстий (д, е). Они работают в менее благоприятных условиях, чем проходные резцы для наружной обточки. Расточные резцы должны иметь меньшие поперечные размеры, чем обрабатываемое отверстие. Они получаются длинными. Вылет резца должен быть больше длины растачиваемого отверстия. В силу малой жесткости расточные резцы склонны к вибрациям, что не дает возможности снимать стружку большого сечения.

Конструктивные элементы и геометрические параметры проходных токарных резцов

Из всех видов токарных резцов наиболее распространенными являются проходные резцы. Они предназначены для точения наружных поверхностей, подрезки торцов, уступов и т.д.

Призматическое тело npoходного резца (рис. 1), как и любого другого, состоит из режущей части (головки) и державки. Головка резца содержит переднюю 1, главную заднюю 2 и вспомогательную заднюю 3 поверхности. Пересечения этих поверхностей образуют главную 4 и вспомогательную 5 режущие кромки.

Рис. 1. Конструктивные элементы токарного резца:

1 – передняя поверхность; 2 – главная задняя поверхность;
3 – вспомогательная задняя поверхность; 4 – главная режущая кромка;
5 – вспомогательная режущая кромка

По передней поверхности сходит снимаемая резцом стружка. Главная задняя поверхность обращена к поверхности резания, образуемой главной режущей кромкой, а вспомогательная задняя поверхность – к обработанной поверхности детали.

Указанные поверхности и режущие кромки после заточки располагаются под определенными углами относительно двух координатных плоскостей и направления подачи, выбираемыми с учетом кинематики станка.

За координатные плоскости (рис. 2) принимают две взаимно перпендикулярные плоскости:

1) плоскость резания, проходящую через главную режущую кромку, и вектор скорости резания, касательный к поверхности резания;

2) основную плоскость, проходящую через эту же кромку и нормаль к вектору скорости резания.

Есть другое определение основной плоскости: это плоскость, проходящая через векторы продольной Sпр и радиальной Sр подач; в частном случае может совпадать с основанием резца, и в этом случае возможно измерение углов резца вне станка в его статическом положении.

Рис. 2. Геометрические параметры проходного токарного резца

За вектор скорости резания, применительно к резцам, а также ко многим другим инструментам, принимают вектор окружной скорости детали без учета вектора продольной подачи, который во много раз меньше вектора окружной скорости и не оказывает заметного влияния на величину передних и задних углов. Только в отдельных случаях, применительно, например, к сверлам, в точках режущих кромок, прилегающих к оси сверла, это влияние становится существенным.

На рис. 2 представлены вид заготовки и резца в плане и геометрические параметры, обязательно указываемые на рабочих чертежах резцов: γ, α, α1, φ, φ1. Ниже даны определения и рекомендации по назначению их величин.

Передний и задний углы главной режущей кромки принято измерять в главной секущей плоскости N–N, проходящей нормально к проекции этой кромки на основную плоскость, которая в данном случае совпадает с плоскостью чертежа. Плоскость N–N выбрана в связи с тем, что именно в ней происходит деформация металла при резании.

Передний угол γ – это угол между основной плоскостью и плоскостью, касательной к передней поверхности. Величина этого угла оказывает на процесс резания определяющее влияние, так как от него зависят степень деформации металла при переходе в стружку, силовая и тепловая нагрузки на режущий клин, прочность клина и условия отвода тепла из зоны резания. Оптимальное значение переднего угла γ определяется опытным путем в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого и режущего материалов, факторов режима резания (V, S, t) и других условий обработки. Возможные значения угла γ находятся в пределах 0. 30°. Для упрочнения режущего клина, особенно изготовленного из хрупких режущих материалов, на передней поверхности затачивают фаску с нулевым или отрицательным передним углом (γф = 0. –5°), шириной f, зависящей от подачи.

Задний угол α – это угол между плоскостью резания и плоскостью, касательной к задней поверхности. Фактически это угол зазора, препятствующего трению задней поверхности резца о поверхность резания. Он влияет на интенсивность износа резца и в сочетании с углом γ влияет на прочность режущего клина и условия отвода тепла из зоны резания.

Чем меньшую нагрузку испытывает режущий клин и чем он прочнее, тем больше значение угла a, величина которого зависит, таким образом, от сочетания свойств обрабатываемого и режущего материалов, от величины подачи и других условий резания. Например, для резцов из быстрорежущей стали при черновой обработке конструкционных сталей α = 6. 8°, для чистовых операций α = 10. 12°.

Угол наклона главной режущей кромки λ – это угол между основной плоскостью, проведенной через вершину резца, и режущей кромкой. Он измеряется в плоскости резания и служит для предохранения вершины резца А от выкрашивания, особенно при ударной нагрузке, а также для изменения направления сходящей стружки. Угол λ считается положительным, когда вершина резца занижена по сравнению с другими точками главной режущей кромки и в контакт с заготовкой включается последней. Стружка при этом сходит в направлении обработанной поверхности (от точки В к точке А), что может существенно повысить ее шероховатость. При черновой обработке это допустимо, так как после нее следует чистовая операция, снимающая эти неровности. Но при чистовых операциях, когда нагрузка на режущий клин невелика, первостепенное значение приобретает задача отвода стружки от обработанной поверхности. С этой целью назначают отрицательные значения угла (–λ). При этом вершина резца А является наивысшей точкой режущей кромки, а стружка сходит в направлении от точки А к точке В.

Наличие угла λ усложняет заточку резцов, поэтому практические значения этого угла невелики и находятся в пределах λ = +5…–5°.

Углы в плане φ и φ1 (главный и вспомогательный) – это углы между направлением продольной подачи Sпр и, соответственно, проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Главный угол в плане φ определяет соотношение между толщиной и шириной срезаемого слоя. При уменьшении угла φ стружка становится тоньше, улучшаются условия теплоотвода и тем самым повышается стойкость резца, но при этом возрастает радиальная составляющая силы резания.

При обточке длинных заготовок малого диаметра вышесказанное может привести к их деформации и вибрациям, и в этом случае принимается φ = 90°.

Для других случаев рекомендуется:

– при чистовой обработке φ = 10. 20°;

– при черновой обработке валов (l/d = 6. 12) φ = 60. 75°;

– при черновой обработке более жестких заготовок φ = 30. 45°.

У проходных резцов обычно угол φ1 = 10. 15°. С уменьшением угла γ1 до 0 величина h также уменьшается до 0, что позволяет значительно увеличить подачу, а следовательно, и производительность процесса резания.

Вспомогательный задний угол α1, измеряемый в сечении N1 – N1, перпендикулярном к вспомогательной режущей кромке, принимается примерно равным α; α1 образует зазор между вспомогательной задней поверхностью и обработанной поверхностью заготовки.

Вспомогательный передний угол γ1 определяется заточкой передней поверхности и на чертеже обычно не указывается.

С целью повышения прочности режущей части резца предусматривается также радиус скругления его вершины в плане: r = 0,1. 3,0 мм. При этом большее значение радиуса применяется при обработке жестких заготовок, так как с увеличением этого радиуса возрастает радиальная составляющая силы резания.

Особенности конструкции различных типов резцов

Кроме проходных токарных резцов широкое распространение получили зхжодр-езные, расточные и отрезные резцы.

Подрезные резцы (рис. 3, а, б) изготавливают с отогнутой и прямой державками. Хотя отогнутая державка усложняет изготовление резцов, она обеспечивает следующие преимущества: 1) универсальность, так как проходные резцы могут работать напроход и на подрезание ; 2) возможность вести обработку в менее доступных местах.

Расточные резцы (рис. 3, в, г) используют для обработки внутренних сквозных и глухих отверстий, а также внутренних канавок. Из-за большого вылета державки, уменьшенной площади ее сечения и затрудненного отвода стружки расточные резцы работают в более тяжелых условиях, чем проходные резцы. Державки расточных резцов выполняют круглыми, а в месте крепления они имеют утолщение квадратного сечения. Диаметр державки зависит от диаметра обрабатываемого отверстия и равен dд = (0,5. 0,8) dо, где do – диаметр обрабатываемого отверстия.

Расточные резцы имеют малую виброустойчивость и жесткость. Чтобы исключить врезание задней поверхности47

/////////////////// резца в поверхность резания, лезвие резца располагают несколько ниже оси отверстия, а заднюю поверхность выполняют криволинейной формы.

Отрезные резцы (рис. 3, д) применяют для отрезки заготовок из прутка и проточки наружных канавок в заготовках на токарных, токарно-револьверных станках, станках-автоматах и пр.

Рис. 3. Типы резцов: а – подрезной (проходной отогнутый правый); б – подрезной (проходной упорный правый); в – расточной для сквозных отверстий; г – расточной канавочный; д – отрезной; е – строгальный; ж – долбежный.

Она служит для установки и закрепления инструмента в технологическом оборудовании.

Она должна воспринимать силовую нагрузку процесса резания (крутящие, изгибающие, растягивающие и сжимающие напряжения в их совокупности),обеспечивать виброустойчивость (жесткость) режущей части инструмента.

У многих видов инструментов крепежная часть явно выражена и отделена от рабочей части (у резцов, сверл и т. п.), у некоторых видов инструментов крепежная часть входит в рабочую часть (например, у насадных режущих инструментов - фрез).

Оформление крепежной части зависит от конструкции инструмента.

При вращательном главном движении инструмента крепежную часть выполняют в виде посадочного отверстия у насадных и дисковых цилиндрических инструментов или в виде хвостовика у хвостовых режущих инструментов.

Насадные инструменты имеют цилиндрическоеили коническое посадочное отверстие.

Диаметры отверстий стандартизованы: 8, 10, 13, 16, 19, 22, 27, 32, 40, 50, 60, 70, 80 и 100 мм- ((ГОСТ 9472—83), их выполняют с допуском по 7-му (H7) или 6-му (H6) квалитету).

Сила резания и крутящий момент у насадных инструментов передаются на оправку, на которой установлен инструмент. Оправка должна быть рассчитана на прочность и жесткость.

Для передачи крутящего момента делают продольную шпоночную канавку шириной b = 2. 25 мм с предельным отклонением С11 и глубиной t паза с отклонением H12. В основании канавки делают закругление R = 0,3. . 2,2 мм во избежание возможной концентрации напряжений при термообработке инструмента.

Хвостовые инструменты имеют крепежную часть в виде цилиндрического или конического хвостовика. Диаметры цилиндрических хвостовиков установлены ГОСТ 9523—84.

Для передачи крутящего момента конец цилиндрического хвостовика делают квадратным или при малых диаметрах с двусторонним или односторонним срезом.

Конические хвостовики имеют конус Морзе, их делают с лапкой или без лапки, метрические хвостовики имеют конусность 7:24.

Лапка предназначена для выбивания инструмента из шпинделя станка.

Крутящий момент должен передаваться силами трения между хвостовиком и коническим отверстием шпинделя станка.

У хвостовиков без лапок для лучшего крепления и предохранения от возможного отжатия под действием осевой составляющей силы резания в наружном торце конуса делают внутреннее резьбовое отверстие для затяжки болтом, проходящим через отверстие в шпинделе станка.

Инструменты составной и сборной конструкции

С целью экономии материала рабочей части, а также облегчения и возможности изготовления режущие инструменты делают составной и сборной конструкции.

Составной инструмент — режущий инструмент с неразъемным соединением его частей, сборный — с разъемным соединением частей.

При этом режущую часть изготовляют из инструментального материала, а крепежную часть — из конструкционной стали.

Применяют различные виды неразъемных соединений.

Соединение рабочей части (из быстрорежущей стали) с хвостовой (из конструкционной стали) у хвостового инструмента производят сваркой встык; режущие пластины из инструментальных материалов (твердых сплавов, сверхтвердых материалов и пр.) к корпусу инструмента припаивают, приклеивают или крепят другими способами.

Неразъемное крепление режущих элементов применяют в том случае, если невозможно сделать разъемное соединение.

При разъемных соединениях режущую часть (нож, пластину) закрепляют на корпусе инструмента различными способами, ее можно перемещать и снимать для регулирования, заточки, замены.

Режущий элемент устанавливают или непосредственно на корпусе инструмента или на ноже (вставке), который уже закрепляют в корпусе.

Сборный инструмент должен обеспечивать жесткость, прочность, виброустойчивость, надежность крепления, точность базирования, возможность быстрой и надежной замены

Большое распространение получают сборные инструменты с многогранными твердосплавными пластинами

В сборных конструкциях применяют ножи из быстрорежущей или конструкционной стали, оснащенные пластинами из твердого сплава, минералокерамики, СТМ, ножи клиновидной формы с рифлениями по задней опорной поверхности или призматические ножи также с рифлениями по опорной поверхности, закрепляемые в пазах корпусов инструментов с помощью клиньев, винтов или другими способами

Проектирование режущих инструментов

Основными исходными данными для проектирования являются:

nтехнические требования к изделию,

Этапы проектирования

1. Расчет конструктивных размеров инструментов.

Этот расчет имеет особенности в зависимости от конкретной конструкции и назначения инструмента. Конструктивные параметры, которые определяются по так называемым конструктивным соображениям или принимаются на основе имеющегося опыта, должны быть для данной конкретной конструкции проверены контрольным прочерчиванием. Для возможности автоматизации расчета и применения ЭВМ эти соображения следует формализовать

2. Назначение и определение кинематических геометрических параметров, т. е. определение связей зависимостей инструментальных станочных и кинематических геометрических параметров.

3. Профилирование, т. е. определение профиля режущей кромки, обеспечивающего получение требуемого профиля детали; применяют для инструментов с формообра-зованием методами копирования и огибания. При этом учитывают влияние положения передней и задней поверхностей лезвия (передние g и задние α углы) инструмента на форму и размеры режущей кромки, и отличие задних поверхностей от требуемой поверхности (профиля) заготовки.

Производят так называемый коррекционный расчет профиля режущего инструмента

Крепёжная часть режущего инструмента служит для установки и закрепления инструмента в технологическом оборудовании.

У резцов крепёжная часть обычно выполняется в виде стержня квадратного, прямоугольного или круглого сечения.

Для инструмента с вращательным главным движением D_г крепёжную часть выполняют в виде посадочного отверстия или хвостовика.

Насадные инструменты имеют цилиндрическое или коническое отверстия. Для передачи крутящего момента делают продольную шпоночную канавку или торцовый шпоночный паз. В середине отверстия делают выточку для улучшения базирования. Коническое соединение более жёсткое, точное и надёжное, но более сложное в изготовлении.

Хвостовые инструменты имеют крепёжную часть в виде цилиндрического или конического хвостовика.

Для передачи крутящего момента конец цилиндрического хвостовика делают квадратными или при малых диаметрах с двусторонним срезом.

Конические хвостовики имеют конус Морзе. Их делают с лапкой или без лапки.

Лапка предназначена для выбивания инструмента из шпинделя станка.

Крутящий момент должен передаваться силами трения между хвостовиком и коническим отверстием шпинделя станка.

У хвостовиков без лапок для лучшего крепления в торце конуса делают внутреннее резьбовое отверстие для затяжки болтом, проходящим через отверстие в шпинделе станка.

Для обработки и контроля инструментов выполняются центровые отверстия.

У цилиндров малых диаметров делают обратный центр.

Расчёт конического хвостовика

- N₁ * cos α + N₂ * cos α + F₁ * sin α – F₂ * sin α = 0 ; (1)

- N₁ * sin α - N₂ * sin α - F₁ * cos α – F₂ * cos α + P₀ = 0 ; (2)

Подставляя (*) в уравнение (1) получим

- N₁ *( cos α – f * sin α) + N₂ *( cos α – f * sin α) = 0

Из второго уравнения:

-2 * N* (sin α + f * cos α) + P₀ = 0 ;

2 * N = P₀ / (sin α + f * cos α) ;

Из третьего уравнения:

M_кр – 2 * N * f * r =0 ;

2 * N = M_кр / (f * r) = P₀ / (sin α + f * cos α) ;

M_кр = (P₀ * f * r) / (sin α + f * cos α) .

Инструменты составной и сборной конструкции

С целью экономии материала рабочей части режущие инструменты делают составной и сборной конструкции.

Составной инструмент – инструмент с неразъемным соединением его частей.

Сборный инструмент – инструмент с разъемным соединением его частей.

При этом режущую часть изготавливают из инструментального материала, а крепежную из не инструментальной стали.

Применяют различные виды неразъемных соединений. Соединение рабочей части из быстрорежущей стали с хвостовиком из конструкционной стали производят сваркой встык. Режущие пластины из твердых сплавов к корпусу инструмента припаивают, приклеивают.

При разъемных соединениях режущую часть закрепляют механически. Конструктивное выполнение крепления отличается от вида инструмента и функционального назначения. В разъемных конструкциях режущую часть можно перемещать и снимать для регулирования, заточки, замены.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

У всех инструментов есть рабочая и присоединительная часть.

Присоединительная часть предназначена для соединения инструмента со станком, его базирования и закрепления.

Рабочая часть отделяет от заготовки срезаемый слой и отводит стружку из зоны резания.

На некоторых инструментах (протяжки, развертки) рабочая часть состоит из режущей и калибрующей. Режущая часть отделяет срезаемый слой, а калибрующая обеспечивает точные размеры, форму и качество обрабатываемой поверхности. Эти углы и форма режущих поверхностей называются геометрией режущего инструмента.

Крепежная часть режущего инструмента служит для установки и закрепления его в технологическом оборудовании. Она должна воспринимать силовые нагрузки в процессе резания, обеспечивать жесткость режущей части инструмента. У резцов крепежную часть делают в виде стержня квадратного или прямоугольного сечения, или в виде круглого сечения.

При вращательном главном движении инструмента крепежную часть выполняют в виде посадочного отверстия у насадных и дисковых цилиндрических инструментов, или в виде хвостовика у хвостовых режущих инструментов. Насадные инструменты имеют цилиндрическое или коническое посадочное отверстие.

Силы резания и крутящий момент у насадных инструментов передаются на оправку, а у хвостовых – силами трения между хвостовиком и отверстием шпинделя станка. Хвостовые инструменты имеют крепежную часть в виде цилиндрического или конического хвостовика.

Инструменты цельной, составной и сборной конструкции. Виды крепления рабочих элементов.

С целью экономии материала, а также облегчения изготовления, режущие инструменты делают составной и сборной конструкции. При этом режущая часть изготавливается из инструментального материала, а крепежную часть делают из конструкционной стали. Применяют различные неразъемные соединения сваркой, пайкой, приклеиванием. В разъемных соединениях режущую часть (нож или пластина) закрепляют на корпусе инструмента различными способами и её можно перемещать и снимать для регулирования заточки и замены.

Сборный инструмент должен обеспечивать жесткость, прочность, виброустойчивость, возможность быстрой замены.

Большое распространение получают сборные инструменты с многогранными твердосплавными пластинами. В сборных инструментах применяют ножи из быстрорежущей или конструкционной стали, оснащенной пластинами из твердого сплава, минералокерамики, сверхтвердых материалов. Для регулирования исполнительных размеров применяют подкладки, клинья, торцовые регулировочные винты или перестановкой по рифлениям.

Метчики, их виды, конструкция, геометрические параметры.

Метчики применяют для нарезания резьбы в отверстиях. Они делятся:

1) По принципу работы: путем снятия стружки; без снятия стружки; для нарезания комбинированным способом (резание и выдавливание);

2) По конструкции и применению:

- ручные;- машинно-ручные – для нарезания резьбы вручную или на станке. Бывают: а) с шахматным расположением зубьев – для обработки корозионностойких и жаропрочных сталей; б) для обработки легких сплавов; в) безстружечные;

- машинные – для нарезания резьбы с укороченными и винтовыми канавками. Бывают:

а) гаечные – для нарезания резьбы в гайках (с изогнутым хвостовиком; бесстружечные с шахматным расположением зубьев; бесстружечные с прямым хвостовиком); б) конические; в) метчики для нарезки специальных резьб; г) метчики сборной конструкции (регулируемые и нерегулируемые); д) специальные комбинированные (сверло-метчик).

Выбор типа метчика, схемы резания и конструктивных элементов производится с учетом размеров резьбы, ее точности, вида отверстия (сквозное или глухое), материала детали и условий производства.

К конструктивным элементам метчика относятся:

1) Режущая (заборная часть); 2) Калибрующая часть; 3) Хвостовик с шейкой и элементами крепления; 4) Форма зуба;5) Форма стружечной канавки и ее направление;

Режущая часть предназначена для срезания металла по всему контуру профиля резьбы. Калибрующая часть предназначена для окончательного формирования профиля, направления и подачи метчика под действием сил самозатягивания, и является запасом на переточку при заточке по наружной поверхности. Хвостовик предназначен для передачи крутящего момента от станка или руки.

Режущая часть метчика срезает слои металла по генераторной или профильной схеме резания. В большинстве применяют генераторную схему для машинных гаечных метчиков, а профильную – для конических и калибрующих метчиков.

Металлорежущий инструмент – орудие производства для изменения формы и размеров обрабатываемой металлической заготовки путём удаления части материала в виде стружки с целью получения готовой детали или полуфабриката.

Рисунок 1 – Металлорежущий инструмент:

1 – резец с механическим креплением пластинки твёрдого сплава; 2 – винтовое сверло; 3 – зенкер с коническим хвостовиком, оснащенный твердосплавными пластинками; 4 – торцевая насадная фреза со вставными ножами, оснащенными твёрдым сплавом; 5 – машинная развёртка с твердосплавными пластинками; 6 – плашка; 7 – винторезная головка с круглыми гребёнками; 8 – червячная фреза; 9 – шлицевая протяжка; 10 – резцовая головка для обработки конических колёс с круговым зубом; 11 – метчик; 12 – зуборезный долбяк со спиральными зубьями.

Состав металлорежущего инструмента

Различают станочный и ручной металлорежущий инструмент. Основными частями металлорежущего инструмента являются рабочая часть, которая может иметь режущую и калибрующую части, и крепёжная часть.

Режущей называется часть металлорежущего инструмента, непосредственно внедряющаяся в материал заготовки, или срезающая часть металлорежущего инструмента. Режущая часть состоит из ряда конструктивных элементов: одного или нескольких лезвий; канавок для отвода стружки, стружколомателей, стружкозавивателей; элементов, являющихся базовыми при изготовлении, контроле и переточках инструмента; каналов для подвода смазочно-охлаждающей жидкости.

Назначение калибрующей части металлорежущего инструмента – восполнение режущей части при переточках, окончательное оформление обработанной поверхности и направление металлорежущего инструмента при работе.

Крепёжная часть служит для закрепления металлорежущего инструмента на станке в строго определённом положении или для удержания его в руках и должна противодействовать возникающим в процессе резания усилиям. Крепёжная часть может выполняться в виде державок, хвостовиков или иметь отверстие для крепления на оправках.

Станочный металлорежущий инструмент

В зависимости от технологического назначения станочный металлорежущий инструмент делится на следующие подгруппы: резцы, фрезы, протяжки, зуборезный металлорежущий инструмент, резьбонарезной инструмент, для обработки отверстий, абразивный и алмазный инструмент.

Резцы, применяемые на токарных, токарно-револьверных, карусельных, расточных, строгальных, долбёжных и других станках (за исключением резьбовых и зуборезных резцов), служат для обточки, расточки отверстий, обработки плоских и фасонных поверхностей, прорезания канавок.

Фрезы – многолезвийный вращающийся металлорежущий инструмент, который используют на фрезерных станках для обработки плоских и фасонных поверхностей, а также для разрезки заготовок.

Протяжки – многолезвийный инструмент для обработки гладких и фасонных внутренних и наружных поверхностей.

Для образования и обработки отверстий используют свёрла, зенкеры, зенковки, развёртки, цековки, расточные пластины, комбинированный инструмент, который применяют на сверлильных, токарных, револьверных, расточных, координатно-расточных станках.

Зуборезный инструмент предназначен для нарезания и обработки зубьев зубчатых колёс, зубчатых реек, червяков. Резьбонарезной инструмент служит для получения и обработки наружных и внутренних резьб. Номенклатуру резьбонарезного инструмента составляют также резьбовые резцы и фрезы, метчики, плашки и тд.

К абразивному инструменту относятся шлифовальные круги, бруски, хонинговальные головки, наждачные полотна, применяемые для шлифования, полирования, доводки деталей, а также для заточки инструмента. Алмазный инструмент составляют круги, резцы, фрезы с алмазными пластинами.

Ручной металлорежущий инструмент

К ручным инструментам относятся зубила, напильники, надфили, ножовки, шаберы и другий, используемые без применения металлорежущего оборудования. Получили распространение ручные машины с электрическим, гидравлическим и пневматическим приводом, рабочим органом которых являются ручные инструменты.

Выбор металлорежущего инструмента

Форма и углы заточки режущей части металлорежущего инструмента (см. Геометрия резца), от которых зависят его стойкость, производительность, экономичность, качество обработки, выбираются с учётом свойств обрабатываемого материала, смазывающе-охлаждающей жидкости, жёсткости системы станок – приспособление – инструмент – деталь. Режущая способность металлорежущего инструмента определяется свойствами материала, из которого изготовлена его режущая часть. Наиболее существенным показателем является красностойкость материала.

Применяют следующие основные группы материалов: инструментальные стали (углеродистые, быстрорежущие, легированные), твёрдые сплавы, минералокерамические сверхтвёрдые материалы. Инструмент из углеродистых сталей (красностойкость 200–250°C) используют для обработки обычных материалов при небольших скоростях резания. Быстрорежущие стали, легированные вольфрамом, позволяют увеличить скорость резания в 2–4 раза. Для обработки заготовок из жаропрочных сплавов и сталей повышенной прочности применяют инструмент из стали с увеличенным содержанием ванадия, кобальта, молибдена и пониженным содержанием вольфрама. Красностойкость этих сталей достигает 600–620 °С, но одновременно возрастает их хрупкость.

Твердосплавный металлорежущий инструмент

Твёрдые сплавы – наиболее прогрессивные и распространённые материалы для металлорежущего инструмента, вытесняющие инструментальные стали (кроме случаев прерывистого точения и фасонного фрезерования с большой глубиной), обладают красностойкостью 750–900 °C и высокой износостойкостью. Твёрдые сплавы для металлорежущего инструмента выпускаются в виде пластинок различной формы и размеров. Изготовляют также монолитные твердосплавные металлорежущие инструменты небольших размеров.

Ещё более высокими красностойкостью (1100–1200 °С) и износостойкостью обладают металлорежущие инструменты с режущей частью, армированной минералокерамическими пластинками, изготовленными на основе окиси алюминия с добавлением молибдена и хрома. Однако применение минералокерамики ограничивается её низкой пластичностью и большой хрупкостью. Перспективным является применение сверхтвёрдых материалов – естественных и синтетических алмазов, кубического нитрида бора и др. (для шлифования и затачивания металлорежущего инструмента).

Характеристики металлорежущего инструмента

Технологические параметры металлорежущего инструмента зависят от глубины резания, подачи, скорости резания (см. Обработки металлов резанием). Критерием износа режущей части металлорежущего инструмента принято считать ширину изношенной площадки на задней поверхности инструмента с учётом вида инструмента требуемой точности обработки и класса чистоты. Стойкость металлорежущего инструмента определяется продолжительностью (в мин) непосредственного резания между переточками. Главное требование к металлорежущему инструменту – высокая производительность при заданных классах чистоты и точности обработки – обеспечивается выполнением условий в отношении допусков на изготовление, отклонений геометрических параметров, твёрдости режущей части, внешнего вида. Конструкция металлорежущего инструмента должна предусматривать возможность многократных переточек, надёжное и быстрое крепление. При проектировании металлорежущего оборудования учитываются специальные элементы для крепления Металлорежущий инструмент: резцедержатели, конусные отверстия, оправки.

Список литературы

Грановский Г. И., Металлорежущий инструмент, 2 изд., М., 1954;

Четвериков С. С., Металлорежущие инструменты, 5 изд., М., 1965;

Жигалко Н. И., Киселев В. В., Проектирование и производство режущих инструментов, Минск, 1969;

Читайте также: