2014-02-12
855
УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕННСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
КАФЕДРА «МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТЫ»
Лекции по РИ
Преподаватель: Демидов В.В.
Литература:
1. Металлорежущие инструменты. Учебник для вузов по спец. «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» / Сахаров Г.Н., Арбузов О.Б., Боровой Ю.Л. и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.
2. Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов. - М.: Машиностроение, 1984. – 272с.
3. Семенченко И.И., Матюшин В.Н., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструмента. - М.: Машиностроение, 1963 год.- 952 с.
4. Справочник инструментальщика. Под общ. ред. Ординарцева И.А. - Л.: Машиностроение. Ленигр. отд-ние, 1987. – 846с.
5. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов. Справочник / В.И. Баранчиков, А.В. Жаринов, Н.Д. Юдина и др.; Под общ. ред. В.И. Баранчикова – М.: Машиностроение, 1990 год. – 400с.
6. Методические указания и учебные пособия, разработанные кафедрой «МСИ» для изучения и расчёта конкретных режущих инструментов.
Тема 1. Введение. Определение и классификация РИ
Согласно ГОСТ 25751-83 «Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий» РИ – это инструмент для обработки резанием.
Иначе РИ можно определить как орудие труда, которым машина (станок) или человек (рука) выполняет заданные операции технологического процесса изготовления детали методом снятия стружки.
РИ может содержать следующие конструктивные элементы:
1. Лезвие РИ (лезвие) – клинообразный элемент РИ для проникновения в материал заготовки и отделения слоя материала.
2. Передняя поверхность лезвия (передняя поверхность) – поверхность лезвия РИ, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой.
3. Задняя поверхность лезвия (задняя поверхность) – поверхность лезвия РИ, контактирующая в процессе резания с поверхностями обрабатываемой заготовки.
4. Режущая кромка – кромка лезвия РИ, образуемая пересечением передней и задней поверхностей лезвия.
5. Рабочая часть РИ – часть РИ, содержащая лезвия и выглаживатели при их наличии.
6. Крепёжная часть РИ (крепёжная часть) – часть РИ для его установки и / или крепления в технологическом оборудовании или приспособлении.
7. Корпус РИ (корпус) – часть РИ, несущая на себе все его элементы.
8. Хвостовик РИ (хвостовик) – крепежная часть РИ в виде стержня.
9. Посадочное отверстие РИ (посадочное отверстие) – крепежная часть РИ в виде поверхности отверстия.
Виды режущего инструмента:
1. Лезвийный инструмент (лезвийный РИ) – РИ с заданным числом лезвий установленной формы.
2. Абразивный инструмент (абразивный РИ) – РИ состоящий из абразивных зерен требуемого материала и размера, скрепленных между собой связкой.
3. Металлорежущий инструмент – РИ для обработки металлов.
4. Дереворежущий инструмент – РИ для обработки древесины.
5. Дисковый РИ – РИ в форме тела вращения, осевая длина которого меньше его диаметра.
6. Цилиндрический РИ – РИ в форме тела вращения, режущие кромки которого расположены на цилиндрической поверхности.
7. Конический РИ – РИ в форме тела вращения, режущие кромки которого расположены на конической поверхности.
8. Пластинчатый РИ – РИ в форме пластины.
9. Цельный РИ – РИ, изготовленный из одной заготовки.
10. Составной РИ – РИ с неразъемными соединением его частей и элементов (сварной, клееный, паяный).
11. Сборный РИ – РИ с разъемными соединением его частей и элементов.
12. Насадной РИ – РИ с посадочным отверстием.
13. Хвостовой РИ – РИ с хвостовиком.
14. Ручной РИ – РИ для работы вручную (например, напильник).
15. Машинный РИ – РИ для применения в технологическом оборудовании.
16. Машинно-ручной РИ – РИ для применения в качестве как ручного, так и машинного РИ.
17. Разжимной РИ – РИ, в котором предусмотрена регулировка размера рабочей части путем ее деформирования.
18. Зуборезный РИ – РИ для образования и/или обработки зубьев.
19. Резьбонарезной РИ – РИ для образования и/или обработки резьбы.
20. Инструментальная головка – сборный РИ, в котором предусмотрена регулировка размера рабочей части путем перемещением ножей или абразивных брусков.
Виды лезвийных режущих инструментов:
1. Стальной РИ – РИ с лезвиями из стали.
2. Быстрорежущий инструмент – РИ с лезвиями из быстрорежущей стали.
3. Твёрдосплавный РИ – РИ с лезвиями из твердого сплава.
4. Минералокерамический РИ – РИ с лезвиями из минералокерамики.
5. Однолезвийный РИ – РИ с одним лезвием.
6. Многолезвийный РИ – РИ, лезвия которого расположены в направлении главного движения резания последовательно.
7. Периферийный РИ – РИ с периферийными зубьями..
8. Торцевой РИ – РИ с торцевыми зубьями.
9. Периферийно-торцевой РИ – РИ с периферийными и торцевыми зубьями.
10. РИ с механическим креплением пластины – сборный РИ с разъемным соединением режущей пластины с корпусом или ножом РИ.
11. РИ с напайной пластиной – составной РИ с напаянной на корпус или нож РИ режущей пластиной.
12. РИ с клееной пластиной – составной РИ с клеёной на корпус или нож РИ режущей пластиной.
13. РИ с наплавленным лезвием –составной РИ, лезвия которого изготовлены наплавлавкой ИМ.
14. Комбинированный РИ – сочетание РИ разных видов при общей крепежной части (например, сверло-зенкер, сверло-метчик и др.).
15. Праворежущий РИ – РИ с вращательным главным движением резания, направленным по часовой стрелке, если смотреть со стороны крепежной части
16. Леворежущий РИ – РИ с вращательным главным движением резания, направленным против часовой стрелки, если смотреть со стороны крепежной части
17. Ротационный РИ– РИ с круглым лезвием, совершающим при обработке вращательное касательное движение резания.
18. Профильный РИ – РИ, форма режущей кромки которого определена формой обработанной поверхности.
19. Фасонный РИ– профильный РИ, режущая кромка которого при обработке образует профиль обработанной поверхности одновременно всеми точками режущей кромки.
20. Обкатной РИ – профильный РИ, режущая кромка которого при обработке образует профиль обработанной поверхности как огибающей последовательных положений режущей кромки относительно заготовки.
21. Прямозубый РИ – многолезвийный РИ, в котором направляющая линия передней поверхности лезвия прямолинейна и перпендикулярна к направлению скорости главного движения резания.
22. Косозубый РИ – многолезвийный РИ, в котором направляющая линия передней поверхности лезвия прямолинейна и наклонена под углом к направлению скорости главного движения резания.
23. РИ с винтовым зубом – многолезвийный РИ, в котором направляющая линия передней поверхности лезвия является винтовой линией.
24. Резец – однолезвийный инструмент для обработки с поступательным или вращательным главным движение резания и возможным движение подачи в любом направлении.
25. Фреза – лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания инструмента без возможности изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадают с осью вращения.
26. Осевой РИ – РИ с вращательным главным движением резания и движением подачи вдоль оси главного движения резания.
27. Сверло – РИ для образования отверстия в сплошном материале или для увеличиния диаметра имеющегося отверстия.
28. Зенкер – РИ для увеличения диаметра и повышения точности формы отверстия.
29. Развёртка - РИ для увеличения диаметра и повышения точности формы и снижения шероховатости поверхности отверстия.
30. Зенковка (конический зенкер) – осевой многолезвийный инструмент для обработки конического входного участка отверстия.
31. Цековка (торцевой зенкер) - осевой многолезвийный инструмент для обработки цилиндрического и/или торцевого участка отверстия заготовки.
32. Метчик – РИ для образования внутренней резьбы.
33. Плашка – РИ для образования наружной резьбы.
34. Ножовочное полотно – многолезвийный РИ в виде полосы с рядом зубьев, не выступающих один над другим, предназначенный для отрезания или прорезания пазов при поступательном главном движении резания.
35. Напильник – многолезвийный РИ для ручной обработки материала, представляет собой стальной брусок определенного профиля и длины, на поверхности которого имеется насечка (нарезка).
36. Шевер – многолезвийный РИ для обработки боковых поверхностей зубьев, при которой для осуществления резания используется относительное скольжение между его зубьями и зубьями на заготовке в процессе их зацепления.
37. Долбяк – РИ имеющий вид зубчатого колеса с изменяющимся по длине зуба смещением исходного контура.
38. Протяжка - многолезвийный РИ с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения резания, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении резания и отсутствия движения подачи.
Конструктивные элементы лезвийного РИ:
1. Зуб лезвийного инструмента (ЛИ) – выступ на многолезвийном РИ, содержащий лезвие.
2. Затылованный зуб ЛИ – зуб ЛИ, форма задней поверхности лезвия которого обеспечивает постоянство профиля режущей кромки при повторных заточках по передней поверхности.
3. Незатылованный зуб ЛИ – зуб ЛИ с задней поверхностью, форма которой не обеспечивает постоянство профиля режущей кромки при повторных заточках по передней поверхности.
4. Режущий зуб ЛИ – зуб ЛИ для удаления с заготовки заданного слоя припуска (различают черновые, переходные и чистовые зубья).
5. Калибрующий зуб ЛИ– зуб ЛИ для удаления с заготовки слоя материала, оставшегося после удаления режущими зубьями слоя припуска вследствие упругой деформации заготовки, инструмента, приспособления и станка.
6. Выглаживатель ЛИ – выступ на ЛИ для выглаживания.
7. Периферийный зуб ЛИ– зуб ЛИ, выступающий из его корпуса в радиальном направлении (зуб может быть наружным или внутренним).
8. Торцевой зуб ЛИ – зуб ЛИ, выступающий из его корпуса в осевом направлении.
9. Винтовой зуб ЛИ– зуб ЛИ, режущая кромка которого является винтовой линией.
10. Ленточка лезвия – сравнительно узкий участок задней поверхности лезвия вдоль режущей кромки с меньшими значениями заднего угла по сравнению с основной частью задней поверхности.
11. Фаска лезвия – сравнительно узкий участок передней поверхности лезвия вдоль режущей кромки с меньшими значениями переднего угла по сравнению с основной частью передней поверхности.
12. Режущий участок ЛИ – участок рабочей части ЛИ, содержащий режущие зубья.
13. Калибрующий участок ЛИ- участок рабочей части ЛИ, содержащий калибрующие зубья и выглаживатели.
14. Режущая пластина ЛИ– пластина из ИМ с лезвием, являющимся составной частью ЛИ.
15. Опорная пластина ЛИ – пластина для установки в ЛИ под режущую пластину с целью уменьшения деформации лезвия при обработке резанием.
16. Нож ЛИ – зуб ЛИ, изготовленный отдельно и образующий с корпусом ЛИ разъёмное соединение.
17. Секция ЛИ – элемент ЛИ, содержащий несколько зубьев, изготовленный отдельно и образующий с корпусом ЛИ разъёмное соединение (частный случай секции - сегмент).
18. Стружечная канавка – канавка между соседними лезвиями РИ для размещения и отвода стружки (канавки могут быть прямыми, наклонными, винтовыми).
19. Стружкоразделительная канавка – канавка на задней поверхности лезвия инструмента поперёк режущей кромки для деления стружки на полосы.
20. Стружкозавивающая канавка – канавка на передней поверхности лезвия РИ для завивания сходящей стружки.
21. Стружколом – созданное на передней поверхности ЛИ препятствие для ломания стружки (различают накладной стружколом, стружколомающую канавку и стужколомающий порожек).
По универсальности РИ подразделяются на:
1. Универсальный (например, токарные резцы, свёрла и т.д.).
2. Полууниверсальный (например, червячно-модульная фреза, долбяк и др.)
3. Специальный (например, протяжки).
По Общесоюзному Классификатору Продукции (ОКП) вся выпускаемая продукция подразделена на классы. РИ отнесён к 39-му классу.
Условное обозначение РИ в этом ОКП обозначается кодом, который имеет следующий вид, например:
3912133121
класс подкласс группа подгруппа вид порядковый номер
Приведенный пример расшифровывается как сверло спиральное быстрорежущее, с цилиндрическим хвостовиком, средней серии, правое, диаметром 1,55 мм; обычного исполнения, без поводка.
Код ОКП имеют не только сами РИ, но и различные элементы РИ: режущие пластины, опорные пластины, стружколомные пластины и др.
Код ОКП используется при заказе продукции, а также для кодировки РИ на складах.
Тема 2. место, роль и значение ри в машиностроении. требования к рИ. две функции ри
Место, роль и значение РИ в машиностроении
РИ входит в технологическую оснастку.
Технологическая оснастка
Оборудование основное Оборудование вспомогательное Инструмент
(станки и т.п.) (приспособления для закрепления 1. РИ
заготовок на станках) 2.Вспомога-
тельный инс-
трумент (ВИ)
В настоящее время 80% металла, расходуемого на производство машин, обрабатывается на металлорежущих станках, 76% всего металлообрабатывающего оборудования - это металлорежущие станки и лишь 24% - кузнечно-прессовое оборудование.
Без обработки резанием пока не может быть изготовлена ни одна современная машина, т.к. другие виды обработки не обеспечивают экономичного выполнения требований к качеству деталей, которое зависит и от качества РИ. Уровень любого машиностроительного производства в значительной степени зависит от того, насколько оно обеспечено РИ требуемого качества. Большое влияние РИ на качество деталей объясняется тем, что РИ является замыкающим звеном технологической системы станка и влияет на производительность, качество и эффективность обработки (рис. В.1, с. 2).
|
 | |||
| |||
|
|
Для объективной оценки роли РИ в производстве, следует указать, что среди трёх факторов, определяющих уровень производства – станок, инструмент, технологический процесс – РИ может быть как определяющим, так и определяемым объектом (например, изобретение червячной фрезы привело к созданию зубофрезерных станков). Таким образом, три фактора – станок, инструмент, технологический процесс – находятся в диалектическом единстве, составляют неразрывное целое и только при правильном их сочетании возможно создание высокоэффективного производства.
В настоящее время производство РИ в Российской Федерации осуществляется по двум направлениям:
1. На специальных инструментальных заводах (нормализованный РИ).
2. В инструментальных цехах и на участках машиностроительных заводов (в основном специальный РИ).
Примерное соотношение основных параметров этих производств приведено в таблице.
| Производство | Кол-во рабочих | Выпуск РИ | Стоим. | Произво- дительность | Качество |
| Инстр. завод | 100% | 70% | 2-3 | 100% | |
| Цех маш. завода | 400% | 30% | 2-3 | <100% |
Требования к РИ
Различают основные и дополнительные требования к РИ.
Основные требования к РИ:
1. РИ должен обеспечивать высокую производительность при заданном периоде стойкости.
2. РИ должен обеспечивать требуемое качество обработанной детали.
3. РИ должен обеспечивать сравнительно низкую стоимость изготовления и эксплуатации, которая оценивается по следующей формуле:
|
где
Sэ – стоимость изготовления и эксплуатации в руб/деталь;
a – стоимость материала РИ;
b – стоимость изготовления РИ с накладными расходами;
c - стоимость одной переточки РИ с накладными расходами;
n - количество переточек РИ.
Hд - расход РИ на изготовление одной детали в штуках.
|
где
tмаш – машинное время обработки одной детали в минутах;
K – коэффициент, учитывающий убыль деталей в брак (в среднем К=1,05);
Т – полный период стойкости РИ в минутах:
Т = (n +1) * t,
где
t – период стойкости РИ в минутах (время работы РИ между двумя переточками).
При покупном РИ (a + b) в формуле заменяется на цену покупки РИ. Для неперетачиваемого РИ (c * n) в формуле равно нулю.
Из всех альтернативных вариантов РИ, которые могут быть использованы для обработки данной детали, выбираем тот, у которого Sэ минимальна.
