Axborot texnologiyalari va matematika kafdrasi

Режущий инструмент

Весь инструмент, использующийся в металлообработке, можно условно подразделить на режущий инструмент (фрезы, сверла, метчики и др.), непосредственно осуществляющий механическую обработку (резание), и вспомогательный, служащий для закрепления режущего инструмента в шпинделе станка (патроны, державки, оправки). Станки могут иметь различные базовые конусы шпинделя, а режущий инструмент, в свою очередь, изготавливается с различными видами хвостовиков. Базовый конус станка — выход шпинделя, выполненный в соответствии с одним из стандартных вариантов исполнения. Различают метрические конусы (7:24 или ISO 7388.1), конусы Морзе (отечественные фрезерные станки или оборудование сверлильной группы), HSK (современные станки, предназначенные для высокоскоростной обработки). Таким образом, вспомогательный инструмент является неким переходником между шпинделем станка и режущим инструментом. Совокупность режущего и вспомогательного инструментов называется инструментальным блоком. Отметим, что в инструментальном блоке могут находиться несколько вспомогательных инструментов и только один режущий (основной). Большие инструментальные блоки снижают жесткость технологической системы и уменьшают точность установки режущего инструмента, в результате чего ухудшаются условия обработки и качество изделия.

1. Износ и стойкость режущего инструмента

Все физико-химические процессы, возникающие при резании металлов (трение стружки о переднюю поверхность резца, трение обработанной поверхности о заднюю поверхность резца, высокая температура и высокое давление в зоне резания, окисление материала передней поверхности и т. д.), приводят к изнашиванию режущего инструмента. Различают износ по передней поверхности и износ по задней поверхности. Для различных инструментальных материалов и разных условий резания изнашивание инструмента происходит с различной интенсивностью, и одни виды износа могут превалировать над другими. Например, при точении быстрорежущими сталями при срезании тонких стружек (толщиной менее 0,15 мм) преобладает износ по главной задней поверхности; при обработке на больших скоростях и при срезании толстых стружек (толщиной более 0,5 мм) преобладает износ по передней поверхности; при срезании стружек толщиной от 0,15 до 0,5 мм происходит одновременное изнашивание по передней и задней поверхностям. Для определения оптимального времени работы инструмента исследуют зависимость износа инструмента от времени его работы. Время работы инструмента от переточки до переточки называется стойкостью. Физическая стойкость T_ф — время работы инструмента до аварийного изнашивания. При чистовой обработке детали износ режущего инструмента может существенно влиять на точность обработки вследствие уменьшения его фактического вылета. Поэтому для чистовой обработки назначают размерную стойкость Т_р (инструмент изнашивается до величины, при которой происходит существенное влияние износа на точность обработки детали). Наибольшее влияние на стойкость инструмента оказывает скорость резания, поэтому в расчетах стойкости чаще всего используется зависимость представленная в формуле (2.1).

(2.1)

где С — постоянная величина; 
V — скорость резания, мм/мин;
m — показатель относительной стойкости, исходные данные представлены в таблице 2.1.


Таблица 2.1 — нормативные значения показателя m для различных условий обработки

Режущий инструмент	Материал режущей части	Обрабатываемый материал
		сталь конструкционная	сталь нержавеющая	чугун
токарные резцы	быстро режущая сталь твердый сплав	0,125–0,3 0,18–0,27	0,15 0,15	0,15 0,2–0,28
фрезы	быстро режущая сталь твердый сплав	0,2–0,33 0,2–0,33	0,14–0,27 0,32	0,15–0,25 0,32–0,42
сверла	быстро режущая сталь твердый сплав	0,2 —	0,12 —	0,125 0,4
зенкеры	быстро режущая сталь	0,3	0,12	0,125
развертки метчики плашки	быстро режущая сталь	0,4 0,9 0,5	0,12 — —	0,3 0,6 —

2.