Режущий инструмент - Филиппов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Под правильной эксплуатацией инструмента понимается рациональное решение ряда вопросов, направленных на повышение производительности труда, сокращение удельного расхода инструмента, повышение качества обрабатываемых изделий, снижение затрат на обработку. Производительность труда и удельный расход инструмента определяются рациональным выбором режу-
55
щего инструмента, станка, приспособления, режимов обработки. Для облегчения выбора рациональных режимов обработки существует ряд нормативных и справочных документов [33, 41, 44 и др.], в которых учтены по возможности особенности эксплуатации инструмента и системы СПИД в целом. В настоящее время разрабатываются уточненные нормативы режимов резания для инструмента, выпускаемого централизованно. Вместе с тем следует отметить, что в нормативах режимы резания рассчитаны на средние условия эксплуатации, т. е. все многообразие условий обработки не учтено. Поэтому, используя приведенный в нормативах подход к выбору режимов и отталкиваясь от этих режимов, следует в конкретных условиях обработки путем практического подбора устанавливать более рациональные режимы резания.
Рекомендации по выбору режимов резания для отдельных видов инструмента при средних условиях эксплуатации на основе нормативных данных будут рассмотрены ниже. Общий порядок при использовании формул следующий: прежде всего, исходя из технологических соображений, определяется глубина резания. При этом руководствуются следующими положениями: припуск всегда выгодно снимать за один проход, если это допускается качеством обработки, мощностью оборудования и прочностью инструмента. Подача выбирается наибольшая, допустимая качеством обрабатываемой поверхности (при чистовой обработке), жесткостью системы СПИД и режущего инструмента, а также его прочностью. Далее, по приводимым формулам (или таблицам) выбирается скорость резания в зависимости от требуемой средней стойкости инструмента. Обычно среднюю стойкость принимают равной 30—60 мин. Однако в ряде случаев (при высокой стоимости оборудования, высоких трудозатратах на его эксплуатацию и обслуживание) бывает целесообразно снижать среднюю стойкость (при этом повышается производительность труда по машинному времени за счет увеличения скорости резания). Минимально возможная стойкость инструмента равна (или несколько больше) времени обработки одного изделия или одной операции (на станках с ЧПУ). При смене изделия или при переходе на другую операцию (во время многооперационной обработки) инструмент заменяется автоматически. Увеличение производительности труда окупает затраты на инструмент (стойкость при этом нельзя называть средней, она должна быть гарантированной, т. е. инструмент не должен потерять свои режущие свойства в процессе обработки изделия).
По выбранным значениям режимов резания определяют усилия резания и мощность, затрачиваемую на резание. Эта мощность с учетом мощности холостого хода станка и его к. п. д. не должна превышать установленной мощности двигателя, а зачастую должна быть меньше ее в 1,5—2 раза. Расчет усилий резания можно производить по приводимым в соответствующих разделах формулам либо укрупненно — через удельную силу резания и сечение среза,
56
определенных по формуле, приведенной в этой главе. Окончательное уточнение режима резания производят при эксплуатации инструмента.
При установке инструмента на станок следует стремиться к наименьшему его вылету, обеспечивающему жесткость, а для инструмента, который при работе должен самоустанавливаться (метчики, плашки, развертки) под действием сил резания, наоборот, — к удлинению вылета за счет удлиненных оправок или применения «плавающих патронов», позволяющих инструменту при резании смещаться. Станки, патроны и оправки для крепления инструмента должны соответствовать установленным для них нормам точности и жесткости. Биение инструмента, закрепленного на станке, должно быть минимальным. При работе инструмента необходимо периодически контролировать состояние режущих кромок и не доводить инструмент до затупления, превышающего критические значения.
Переточка инструмента должна производиться на станках (ручная переточка недопустима) с обеспечением требований, приводимых в соответствующих главах книги. Значительным резервом повышения эффективности централизованно выпускаемого инструмента является его доработка при переточках. Она заключается в придании инструменту оптимальной геометрии, повышении его точности за счет доводки (для чистовых операций) и т. д. При назначении режимов переточки целесообразно пользоваться режимами, приводимыми в справочниках или в гл. 10, 11 данной книги. При переточках необходимо устранять весь дефектный участок режущих кромок, что зачастую не соблюдается (например, налипы, изношенные участки ленточек спиральных сверл не всегда устраняются при переточках) и приводит к снижению рабо-тос пос обн ости и нстр у мента.
Глава 2 ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Производительность обработки резанием во многом зависит от материала режущей части инструмента (инструментального материала). Оснащение инструмента быстрорежущими сталями (взамен инструментальных углеродистых сталей), твердыми сплавами, синтетическими сверхтвердыми материалами в процессе развития и совершенствования конструкции инструмента сопровождалось повышением скорости резания от двух до пяти раз, а следовательно, повышением производительности труда. В настоящее время применяется пять основных групп инструментальных материалов, из которых изготовляется инструмент: инструментальные углеродистые и легированные стали, быстрорежущие стали, твердые сплавы, минералокерамика и кер-меты, сверхтвердые материалы. Удельный вес каждой из перечисленных групп инструментальных материалов в мировом производстве инструмента различен. Наиболее распространенным инструментальным материалом является быстрорежущая сталь. Из этого материала изготовляется около 66% инструмента, из твердых сплавов —около 32% инструмента, из остальных групп материалов —только 2%. Сравнение же применяемости каждой группы материалов по объему снимаемой стружки дает иную картину распространенности инструмента. Так, твердосплавным инструментом снимается приблизительно 68% стружки, инструментом из быстрорежущих сталей —около 28%, на долю остальных групп материалов приходится только 4%. Эти соотношения с течением времени меняются в зависимости от изменения структуры обрабатываемых материалов, парка оборудования, точности обрабатываемых изделий. Наиболее быстрыми темпами осуществляется развитие инструмента из сверхтвердых материалов и ми-нералокерамики, в ближайшие годы удельный вес такого инструмента должен значительно возрасти. Удельный вес и распространенность каждой группы материалов определяется тем, насколько они соответствуют общим требованиям к инструментальным материалам. Для того чтобы обеспечить качественную высокопроизводительную механическую обработку, материалы, применяемые при изготовлении режущей части инструментов, должны обладать следующими основными свойствами:
