Классификация металлорежущего инструмента

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Методические указания к лабораторной работе по дисциплинам:

«Технология конструкционных материалов» и «Технологические процессы машиностроительного производства»

для студентов технических специальностей

Тверь 2006

Изложены основные требования к инструментальным материалам Приводятся наиболее распространенные марки материалов для изготовления лезвийного и абразивного режущего инструмента. Описаны основные типы и геометрические параметры металлорежущего инструмента и области их применения.

Предназначена для студентов специальностей: 120100 «Технология машиностроения», 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств», 170900 «Подъемно-транспортные строительные дорожные машины и оборудование».

Обсуждены и рекомендованы к печати на заседании кафедры (протокол №__ от «__»______ 2006 г.)

Составитель: Лаврентьев А.Ю.

Ó Тверской государственный технический университет

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Цель работы:получить представление об основных типах металлорежущего инструмента.

Содержание работы: 1. Познакомится с требованиями, предъявляемыми к инструментальным материалам. 2. Изучить геометрические параметры режущего инструмента на примере токарного резца. 3. Изучить основные типы и геометрические параметры резцов, фрез, инструмента для обработки отверстий. 4. Познакомится с абразивным и зубообрабатывающим инструментом.

Инструментальные материалы.

Режущая часть инструмента в процессе резания подвергается комплексному внешнему воздействию.

В процессе резания металла рабочая часть инструмента оказывает силовое воздействие на обрабатываемый материал. Усилия в зоне резания превышают прочность материала в результате происходит его разрушение сопровождающееся отделением стружки. При этом к режущей части инструмента также приложены существенные нагрузки. Для возможности противостоять внешним нагрузкам в процессе работы режущая часть инструмента должна обладать высокой твердостью.

При деформировании металла и трении рабочей части инструмента о стружку и деталь выделяется тепло. Это приводит к нагреву инструмента (в некоторых случаях до температуры более 1100ºС). Из-за нагрева снижается твердость и прочность инструментального материала. Нагрев инструмента ограничивает скорость резания, что в свою очередь снижает производительность обработки. В связи с этим еще одним важнейшим свойством является теплостойкость – способность сохранять высокую твердость при нагреве.

При трении инструмента о стружку и деталь (особенно при нагреве) происходит износ режущей части. В результате изменяются ее геометрические размеры. Снижается точность обработки и повышается шероховатость поверхности. Поэтому износостойкость инструментального материала также важна.

Процесс резания часто сопровождается возникновением ударов и вибраций. Поэтому инструментальный материал должен иметь достаточную прочность и ударную вязкость.

Важной характеристикой инструментального материала является стоимость. Наименьшая стоимость у углеродистых сталей, наибольшая у природных монокристаллических алмазов.

В Приложении 1 приведены основные группы материалов для лезвийного инструмента, а в Приложении 2 для абразивного инструмента с указанием основных свойств.

Геометрические параметры инструмента.

Рабочая часть инструмента для возможности осуществления процесса резания имеет форму клина. Режущий клин инструмента образован несколькими поверхностями:

- главная передняя поверхность – поверхность по которой в процессе резания сходит стружка;

- главная задняя поверхность – обращена к обрабатываемой поверхности детали;

- вспомогательная задняя поверхность – обращена к обработанной поверхности детали.

Пересечение главной передней и главной задней поверхностей образуютглавную режущую кромку.Пересечение главной передней и вспомогательной задней поверхностей образуютвспомогательную режущую кромку. Основные элементы токарного резца показаны на рис.1.

Рис.1. Элементы токарного резца

I – режущая часть; II – присоединительная часть (державка).

1 –передняя поверхность; 2 – главная задняя поверхность; 3 – главная режущая кромка;

4 – вершина; 5 – вспомогательная задняя поверхность;6 – вспомогательная режущая кромка

Форму режущей части инструмента описывают статические углы (углы заточки). Для измерения углов существует система трех координатных плоскостей (рис. 2):

- основная плоскость – у резца совпадает с опорной плоскостью державки (перпендикулярна скорости главного движения резания);

- плоскость резания – проходит касательно режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярна основной плоскости;

- главная секущая плоскость – проходит через рассматриваемую точку и перпендикулярна к основной плоскости и плоскости резания (в ней рассматривается положение передней и задней поверхности инструмента).

Рис. 2. Координатные плоскости

Геометрия режущей части токарного резца показана на рис.3. Указанные углы обеспечиваются при изготовлении и заточки инструмента. При назначении величины углов учитывают: инструментальный и обрабатываемые материалы, форму детали, способ обработки и др.

Рис.3. Геометрия токарного резца

А - А – главная секущая плоскость; Б – Б – вспомогательная секущая плоскость

a - главный задний угол; a₁ - вспомогательный задний угол; g - передний угол; b - угол заострения; j - главный угол в плане; j₁ - вспомогательный угол в плане; l - угол наклоны главной режущей кромки.

Классификация металлорежущего инструмента

1. По типу:

- цельный – состоит из единого материала (не эффективно используется дорогостоящий инструментальный материал);

- составной – состоит из нескольких частей, изготовленных из различных материалов, части между собой соединены неразъемно (сварка, пайка, склеивание);

- сборный – части инструмента имеют механическое крепление (возможна разборка и замена изношенных элементов).

2. По назначению и конструкции:

- резцы;

- фрезы;

- инструмент для обработки отверстий (сверла, зенкеры и др.);

- зубообрабатывающий инструмент;

- абразивный инструмент.

Типы резцов

В зависимости от используемого оборудования: токарные, строгальные, долбежные.

По форме державки: призматические, круглые.

По выполняемой работе: см. рис. 4, 5, 6.

Рис. 4. Основные типы токарных резцов по выполняемой работе

а — прямые; б — отогнутые; в — упорные; г — подрезные для обработки торцовых поверхностей; д — расточные; е — отрезные; ж — резьбонарезные; з — для кон­турного точения; и — фасонные; L — длина резца; Н— высота резца; В — ширина резца; В₁ — ширина головки резца; j — угол в плане; Dзаг — диаметр заготовки; с — ширина режущей части резца; D — диаметр посадочной поверхности резца

Рис.5. Резьбовые стержневые резцы

а — быстрорежущий; б — оснащенный твердым сплавом; в — отогнутый;

Рис.6. Резьбовые фасонные резцы

а — призматический однониточный; б — призматический многониточный;

в — круглый (дисковый) однониточный; г — круглый многониточный;

y— угол профиля резьбы

3.2. Типы фрез

Фрезы классифици­руют по их технологическому назначению, положению оси отно­сительно обрабатываемой поверхности заго­товки, способу закрепления на станке, расположению зубьев относительно оси вращения фрезы, форме режущего лезвия.

Наиболее распространенные типы фрез и схемы об­работки поверхностей заготовок на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках показаны на рис. 7.

Элементы фрезы и гео­метрия ее режущих лезвий показаны на примере насад­ной прямозубой цилиндри­ческой фрезы (рис. 8, а).

Фрезы изготавливают с остроконечными (рис. 8, б) и затылованными (рис. 8, в) зубьями. У по­следних спинка зуба — зад­няя поверхность — описыва­ется по сложной кривой. Это делают для того, чтобы со­хранить фасонный профиль режущих лезвий при после­дующих переточках фрезы. Переточку затылованных фрез проводят по передней поверхности.

Рис.4. Типы фрез

а - цилиндрические; б - торцовые для обработки пло­скостей; в-д – дисковые, отрезные, прорезные для об­работки уступов, пазов, раз­резания; е, ж - концевые фрезы для обработки усту­пов, плоскостей, пазов; з - угловые фрезы для обработки канавок углового профиля; и, к - фасонные фрезы для обработки фасон­ных поверхностей

Рис.8. Элементы и геометрия ре­жущей части зуба цилиндрических фрез

1 - отверстие со шпоночным пазом для закрепления фрезы на оправке; 2 - зуб фрезы; 3 – стружечная канавка; 4 - передняя поверхность; 5 - зад­няя поверхность; 6 - режущее лез­вие; 7- шпоночный паз.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: