Режущий инструмент

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Э. М. Дечко, профессор, д.т.н

Кафедра « Металлорежущие станки и инструменты », а. 318, к.6

Литература

1. В.И. Шагун. Режущий инструмент. Минск. 2002

2.А.Г.Схиртладзе. Л.А. Чупина и др. Формообразующие инструменты в машиностроении. Москва. 2007

3. Е.Э. Фельдштейн. М.А. Корниевич. М.И. Михайлов. Режущий инструмент. Минск. 2007.

4. Д.В. Кожевников. В.А. Гречишников и др. Режущий инструмент. Москва. 2005

Некоторые современные тенденции в металлообработке

Общая ситуация

1.Разработано множество новых материалов с высокими эксплуатационными свойствами такими как: прочность, низкая или высокая теплопроводность, особая микроструктура поверхностных слоев (сохранение пористости), устойчивость к резким температурным перепадам и переменным нагрузкам.

2. Эти материалы, как правило, обладают низкой способностью к обрабатываемости резанием: допускают низкие скорости резания, обладают высокой истирающей способностью, в зоне резания возможно выделение большого количества теплоты и изменение качества обработанной поверхности.

3.При производстве изделий наблюдается усложнение форм обрабатываемых поверхностей, повышение требований к точности размеров и качеству обработанной поверхности.

Тенденции в станкостроении

1.Создаются высокоскоростные станки с высокими частотами вращения шпинделя (от 20 до 75.000 об/ мин.)

2.Смена инструмента находится в пределах 0,1 долей сек.

3.Совмещение операций

4.Упрощение кинематики станка

5.Повышенная точность обработки

6.Высокая производительность и надёжность

7.Защита станка от продуктов резания

8.Повышенное внимание техники безопасности и экономии, малых габаритов, дизайн.

По данным Siemens: 84% российского рынка - импортные станки.

Лидеры мирового рынка: Германия, Италия, США, Япония.

1.Китай. 2.Тайвань. 3.Страны бывшей Югославии ( предлагают дешевые станки, но низкого качества).

В 1997 для координации работ по выполнению исследований в области высокоскоростной обработки резанием, был создан консорциум “Эффективная высокоскоростная обработка”. В его состав вошли такие фирмы как “Kannamettal”, “Cintinatti”, “General Motors”. Было - 70-90% резцов с твердыми сплавами. В настоящее время практический весь инструмент оснащается твердыми сплавами и износостойкими покрытиями.

Результаты работы консорциума. 1.Фрезерование высокопрочной стали - производительность повышается в 3 раза; АL - в 10 раз; графитовых электродов - в 10 раз.

SWITS (Швейцария) - «Группа системы и технологии», принципы при работе с клиентами:

1.Обеспечение высокой эффективности производства у клиента.

2.Низкие затраты на металлорежущий инструмент.

3.Высокое качество и надежности производственного процесса за счет

а) детального анализа существующей технологии и разработки оптимальной по себестоимости, энергопотреблению и трудности маршрута технологии,

б) правильного подбора современного металлорежущего инструмента и назначение оптимальных режимов резания,

в) технологического сопровождения внедренного на предприятии технологии и инструмента.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ:

В различных видах режущих инструментов различают следующие элементы:

· зуб или зубья - основной элемент;

· стружечные канавки различных форм для размещения, отвода, транспортирования стружки;

· стружколоматели и стружкозавиватели для дробления, ломания, разделения по ширине стружки для обеспечения ее отвода из зоны резания;

· каналы различной формы для охлаждения режущих лезвий, тела инструмента, удаления стружки вместе с потоком СОЖ;

· элементы крепления инструмента;

· элементы баз при изготовлении, контроле и переточках инструментов.

Фирма Sandvik Coromant к главным элементам режущего инструмента относит материал режущей части и ее геометрию, способ крепления пластины, конструкцию крепежной части.

Требования к резцам:

· должны быть прочными;

· должны иметь простую, по возможности, форму режущей части, технологичность при изготовлении;

· должны обеспечивать необходимую форму стружки;

· должны обеспечивать оптимальную стойкость при заданных режимах обработки;

· должны обеспечивать наименьший расход режущей части на единицу съема материала;

· должны обладать достаточной жесткостью и виброустойчивостью;

· должны обеспечивать быстросменность и настройку на размер.

Алгоритм выбора инструмента:

1.Выбор марки твердого сплава с учетом обрабатываемого материала, вида операции: черновая, чистовая; конфигурации, размеров детали и способа ее крепления и др.

2.Выбор размеров, геометрических параметров, формы пластины, обеспечения дробления стружки, вида крепления, быстросменности.

3. Выбор системы крепления пластины, жесткости, сил резания, быстросменности.

4.Выбор типа державки, ее габаритов, посадочного гнезда крепежной части и др.

Опыт фирмы Mitsubishi Carbide:

1.Формы пластин - 17 видов: шестигранная, восьмиугольная, пятиугольная, квадратная, треугольная, ромбическая с углами 35, 50, 55, 75, 80, 860; тригональная, прямоугольная, параллелограмная с углами 55, 82, 850, круглая.

2.Точность по размеру 0,005…0,25 мм; по толщине0,025…0,13мм.

3.Длина режущих кромок - 0,2…5,5 мм.

4.Толщина пластины - 1,59…3,2.

5.Задние углы - 0; 3; 5; 7; 11; 15; 20; 25; 300.

6.Радиусы вершины - 0,2…3,2 мм.

7.Форма сопряжения кромок - острая; упрочненная; упрочненная и округленная.

8.Формы стружколомателей - 17 видов в зависимости от вида обработки и марки обрабатываемого материала (например, при точении: t = 0,75…10 мм; s = 0,05…1,0 мм).

Согласно классификации проф. И.И. Семенченко в зависимости от типа станка и вида выполняемой операции резцы подразделяются на следующие типы:

1. По виду станков:

1.1. Токарные.

1.2. Строгальные.

1.3. Для автоматов и полуавтоматов.

1.4. Расточные.

1.5. Специальные.

1.6. Фасонные.

2. По виду обработки:

2.1.Проходные.

2.2.Подрезные.

2.3.Отрезные.

2.4.Прорезные.

2.5.Расточные.

2.6.Фасонные и др.

3. По установке относительно детали:

3.1.Радиальные.

3.2.Тангенциальные.

4. По характеру обработки.

4.1.Черновые.

4.2.Чистовые.

4.3.Для тонкого точения.

5. По сечению корпуса (стержня):

5.1.Прямоугольные.

5.2.Квадратные.

5.3.Круглые.

6. По конструкции головки:

6.1.Прямые.

6.2.Отогнутые.

6.3.Изогнутые.

6.4.Оттянутые.

7. По направлению подачи:

7.1.Правые.

7.2.Левые.

8. По способу изготовления:

8.1.С головкой, изготовленной заодно целое со стержнем.

8.2.С головкой, приваренной встык.

8.3.С приваренной, припаянной пластинкой и др.

9. По роду материала:

9.1.Из быстрорежущей стали.

9.2.Из твердого сплава.

9.3.С пластинками из твердого сплава.

9.4.С пластинками из минералокерамики.

9.5.Оснащенных СТМ и др.

Основную роль в процессе резания играет зуб или клин с режущими кромками, где различают переднюю поверхность, по которой сходит стружка, и заднюю поверхность, обращенную к обрабатываемой поверхности детали.

КЛАССИФИКАЦИИ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

Классификация по Четверикову С.С. В основу приняты виды обработки: точение, сверление, фрезерование и др. По этим признакам различают 8 групп режущих инструментов: 1. Резцы. 2. Протяжки и прошивки. 3. Инструменты для обработки отверстий (сверла, зенкеры, развертки). 4. Фрезы и пилы. 5. Зуборезный и обкаточный инструмент. 6. Резьбообразующий инструмент. 7. Абразивный инструмент. 8. Ручной инструмент (напильники и др.).

Каждая из групп подразделяется на подгруппы

Технологическая классификация по Ординарцеву И.А. применительно к режущему инструменту. По этому принципу все инструменты подразделяются на 4 класса:

1. Класс валиков.

2. Класс втулок - насадные инструменты с отношением длины (высоты) к диаметру 0,7 и более.

3. Класс диски - насадные инструменты и корпуса некоторых насадных сборных инструментов с отношением высоты к диаметру до 0,7.

4. Класс пластины - резцы призматические и ножи к сборным инструментам.

Каждый класс подразделяется на группы в зависимости от технологии их изготовления.

Например, валики: а) цельные, б) сварные, г) с напайными пластинами или коронками, д) сборной конструкции (протяжки, сверла с коронками).

В современных классификациях инструмент делится на 10 групп, каждая группа имеет 10 подгрупп, каждая подгруппа имеет 10 видов и т.д. В Государственных стандарта всем подразделениям присваивается определенный шифр. Это позволяет использовать автоматизированные склады с использованием вычислительной техники.

Формообразование поверхности

Формообразование поверхности на заготовке обеспечивается 3-мя методами - методом следа, методом копирования, методом огибания

Методом следа поверхность образуется вершинкой режущего лезвия в соответствии с формой траектории подачи.

Метод копирования - образуется одновременно всеми вершинками режущей кромки.

Метод огибания- при огибании, поверхность заготовки образуется точка или участок режущей кромки, которая перемещается по поверхности заготовки за счет кинематики , т.е за счет согласованного перемещения инструмента и заготовки.

Для инструмента универсального назначения размеры обрабатываемой поверхности определяются настройкой станка.

Для инструмента полууниверсального, назначается (резьбовые гребенки) часть размера обычной - настройкой станка, часть - в конструкции заложены.

Для инструмента специального назначения (протяжек, плашек) образование поверхности определяется конструктивными параметрами рабочей части инструмента.

Группы материалов применяемых для режущих инструментов

1. Углеродистые стали (270- 290).

2. Легированные стали.

3. Быстрорежущие стали:

- умеренной теплостойкости (620-6300),

- повышенной теплостойкости (630-6500),

- высокой теплостойкости (700-7200).

4. Твердые сплавы:

- однокарбидные (ВК),

- двухкарбидные (ТК),

- трехкарбидные(TTK),

без W (TH).

5. Минералокерамика.

6. Сверхтвердые материалы (СТМ):

алмаз, композиты.

Требования к инструментальным материалам

Инструментальный материал должен обладать следующими свойствами:

1. Высокая теплостойкость.

2. Высокая твёрдость 62-65 HRC (углеродистая сталь),

92-93 HRA (твердый сплав).

3. Высокая износостойкость, т.е. сопротивление истиранию материала при температурах, возникающих при резании.

4. Высокая прочность при достаточной вязкости

5. Устойчивость против воздействия щелочей и кислот при температурах и давлениях в зоне резания.

6. Удовлетворительные технологические свойства.

7. Способность поддаваться различным видам ХТО.

8. Удовлетворительная шлифуемость.

Высокоуглеродистые стали

Эти стали используются для работы на низких скоростях резания. Обеспечивают высокую чистоту поверхности, обладают хорошей технологичностью.

Для режущего инструмента используют стали У10А… У13А, V ?15 м/мин.

Изготавливают: мелкие сверла, развертки, метчики.

Скорости резания: Развертывание, V?15м/мин. Метчики -V?15м/мин. Протяжки- V = 6-8 м/мин. Твердость 63-HRC.

Легированные инструментальные стали.

Добавки: - Cr - высокая твердость, улучшается прокаливаемость, уменьшается трение; W - высокая красностойкость, износостойкость. V - ванадий улучшает структуру, обеспечивает ее мелкозернистость.

ХВГ, 9ХС, ХВГ - протяжки, сверла

Быстрорежущие стали

Р9, Р12, Р18 - теплостойкость 625 0С.

Преимущества по сравнению с легированными сталями Vрез- в 2-4 раза выше.

Из современных марок, наибольшее распространение получила марка стали Р6М5, умеренной производительности.

Быстрорежущие стали высокой производительности В18М7К25 - 25%Со, (HRC 68-69),V? 50 м/мин.

Твердый сплав

В 5…10 раз позволяет увеличить Vрез, по сравнению с быстрорежущими сталями, теплостойкость до и = 8700С, микротвердость HRA 85…93. Предел прочности на сжатие в 2..2,5 раза больше, чем на растяжение.

1. Вольфрамокобальтовые сплавы для обработки чугуна:

ВК2, ВК3, ВК3-М - чистовая обработка,

ВК6, ВК8, ВК8-В - черновая обработка,

ВК12, ВК18,..,ВК24 - для сложнопрофильного инструмента.

2. Титанокобальтовые сплавы для обработки сталей:

Т15К6, Т5К10 - черновая обработка,

Т60К6, Т30К4 - чистовая обработка.

3. ТТК - титано-вольфрамо-кобальтовые сплавы (промежуточные твердые сплавы): ТТ7К12.

4. Безвольфрамовые сплавы, теплостойкость и = 900-1000 0С:

ТН-20,ТН-30.

Согласно международной системе стандартов ТС по обработке резанием, делится на 3 основные группы резания:

Р: Р10, Р20, Р30…; М: М10, М20…; К: К10, К20…

Р- для обработки углеродистых сталей, стального литья, инструментов, подшипниковых сталей. Группы применения по уровню Vрез снижаются в направлении увеличения цифры в названии марки. Прочность и допустимое сечение среза увеличивается в том же направлении. Предпочтительна сливная стружка.

М- для обработки коррозионно-стойких, жаропрочных сталей и сплавов, титановых сплавов, низкоуглеродистых сталей с низкой прочностью, стружка сливная и надлома.

К- обработка всех видов чугунов, в том числе и отбеленных, цветных металлов и их сплавов, неметаллических материалов.

Минералокерамика: ЦМ-332 - основа Al2O3 , в 125 раз дешевле твердых сплавов. Теплостойкость 1200 - 13000 в зоне резания. Основное применение - чистовая обработка. Используется для чистовой и получистовой обработке закаленных сталей, для чугуна - чистовая обработка при тонких стружках.

Крепление пластин: клей, механическое, нельзя паять. Формы пластин - круг, треугольник, квадрат, ромб …

Известны, например, сверхтвердые зарубежные марки: сафир (Чехия), Т1- (Польша), ABCDF (США), синтокс (Англия), диалокс (Австрия). Стойкость резцов в 50-100 раз выше, чем у твердых. сплавов. Прочность на сжатие 2000 МПа, на изгиб 30 МПа. Практически не сжимаем Е=97000 МПа.

Твердость в у.е. Бринелля: 7000 (алмаз), 1300-1500 (твердый сплав),

1000 (цементит), 650-700 (закаленная сталь). Повышенная хрупкость, прочность на изгиб в 3,5 раза меньше, чем у твердого сплава.

Сверхтвердые материалы (СТМ)

Основа - модификация нитрида бора с плотной структурой (синтетические материалы).

В теории и практике материаловедения композитом называют материал, не встречающийся в природе и состоящий из двух или более различных по составу компонентов. Композиты состоят из накопителя и матрицы и делятся на две группы: а) с дисперсными частицами; б) армированные волокнами в различных направлениях.

Особые свойства:

1. Трещиностойкость: способность материала сопротивляться трещинам определяется термином «вязкость разрушения или трещиностойкость».

Композиты - хрупкие материалы, кристаллы которых имеют линейные трещины. Под действием сил и температур при обработке резанием микротрещины объединяются в одну макротрещину - (магистральная трещина). Чем выше трещиностойкость, тем выше и стойкость.

2. Микротвердость. Определяется по Виккерсу или Кнуппу.

3. Композиты обладают химической стойкостью к кислотам, щелочам, окислению при температуре до 10000С.

4. Коэффициент трения по железу 0,1-0,3.

5. Несмачиваемость расплавленными металлами

Методы повышения режущих свойств инструментальных сталей.

Направления:

1.Улучшение структуры и свойств сталей путем устранения вероятных недостатков и дефектов путем ТО; устранение дефектов после шлифования и затачивания.

2.Повышение износостойкости и теплостойкости режущей части инструмента за счет изменения состава и свойств тончайших поверхностных слоев режущей части инструмента.

Для этого применяют: цианирование, хромирование, сульфидирование,

обработку паром, электроискровое упрочнение.

Материалы современных покрытий - карбиды,карбидонитриды Тi, TiC, TiN, Al2 O3 b и др.

Покрытия обеспечивают увеличение стойкости в 2-3 раза, уменьшение сил резания на 20-30%, уменьшение температуры резания на 20-30%.В машиностроении, например, при обработке резанием 90% режущих инструментов фирм KENNAMETAL HERTEL оснащены твердым сплавом.

Износостойкие покрытия режущей части инструментов фирм САНДВИК и МКТС:

одно-, двух- , трехслойные толщиной 4 - 14 мкм.

Составы покрытий :

Ti(C,N)+AlO + TiN; применение - высокие скорости резания; нержавеющие стали; стали с высокой прочностью и твердостью.

TiC, Ti(C,N) + TiN; применение - универсальный сплав для точения, сверления, фрезерования сталей, нержавеющих сталей с большими припусками, нарезание резьб;

Ti(C,N) + AlO; применение - точение чугунов на высоких скоростях; фрезерование чугунов с большими припусками на средних скоростях резания.

При обработке сталей для увеличения износостойкости инструментов фирма “Сандвик” рекомендует: 1-й слой - TiCN; 2-й слой - Al2O3 ; 3-й слой - TiN.

Универсальный состав для точения, фрезерования, нарезании резьб: 1-й слой -TiC; 2-й слой - TiCN; 3-й слой - TiN.

Способы покрытия:

n CVD - осаждение твердых соединений из парогазовой среды;

n PVD - низкотемпературный, физический процесс осаждения;

n комбинация этих способов.

Покрытия инструментов фирмы ГЮРИНГ

А-покрытие или покрытие титано-алюминиевыми нитридами TiAlN

Внешний вид - черно-фиолетовый цвет. Это покрытие предназначено для обработки материалов, вызывающих абразивное воздействие на инструмент ( чугуны, AlSi ) и/или для работы при высоких температурах, а также в случаях работы без охлаждения или с ограниченным доступом охлаждения, например, глубокие или малого диаметра отверстия. Важно, что А-покрыти обеспечивает эффективность при высоких скоростях.

Супер покрытие - А-покрытие или AlTiN-покрытие

Внешний вид - черно-фиолетовый цвет. Хорошо проявившее себя А-покрытие на основе TiAlN подвергается непрерывному совершенствованию. Оптимизация структуры, химических и механических свойств супер А-покрытия обеспечили крайне высокую красностойкость, хорошую сопротивляемость окислению и адгезии. Это покрытие подходит для обработки труднообрабатываемых материалов таких, как титановые сплавы, Inconel и стальное литье, стали твердостью более 52HRC и для высокоскоростной обработки.

С-покрытие или TiCN / карбидонитрид титана /

Внешний вид - серовато-фиолетовый цвет. Имеет значительные преимущества при обработке сталей, где происходит прерывистое резание при обработке труднообрабатываемых материалов и когда их твердость и прочность выше средних значений.

F- покрытие или FIRE-покрытие

Внешний вид - черно-фиолетовый цвет. Это многослойное покрытие с плавно переходной структурой. Всестороннее покрытие достигается, в конце концов, двойным слоем TiN. Объединяются преимущества покрытий TiN, TiAlN и TiCN. Превосходное сопротивление высоким температурам и высокая прочность. Покрытия FIRE + MolyGlide - это идеальное сочетание для обработки без охлаждения и высокоскоростной обработки.

Р-покрытие или AlCrN-покрытие

Внешний вид - серый металлик. Это покрытие специально адаптировано для нарезания резьб бесканавочными метчиками. Основой Р-покрытия является AlCrN, обладающий чрезвычайно высокими сопротивлением окислению и красностойкостью. В результате имеем высокие износостойкость и производительность. Р-покрытие бесканавочных метчиков может использоваться для увеличения режимов резания и оптимального использования потенциала современных станков.

S-покрытие или TiN-покрытие

Внешний вид - золотистый цвет. Широко проверенное, универсальное, экономичное по стоимости. Превзойдено может быть в определенных случаях только покрытиями А, С и F.

М-покрытие или MolyGlide-покрытие на основе MoS2

Внешний вид - серый цвет. Запатентованное мягкое покрытие, “скользкое покрытие”. Разработано специально для улучшения отвода стружки и исключения наростообразования на режущей кромке при обработке алюминиевых сплавов.

М-покрытие может быть использовано в комбинации с твердым покрытием FIRE при обработке без охлаждения или при минимальном охлаждении.

Наряду с разработкой износостойких покрытий для различных обрабатываемых материалов, фирмами предлагается широкая номенклатура форм пластинок с разнообразными видами передних поверхностей. При этом учитывают следующее: свойства материалов заготовки, сечение среза, обеспечение стабильного дробления стружки при изменении толщины среза в процессе работы, теплоотвод из зоны резания и подвод СОЖ непосредственно в область контакта стружки с инструментом, варианты крепления пластин в корпусах, повышенные требования к точности пластин и т.д.

Пример одного из вариантов покрытия фирмы MITSUBISHI

Специальная волокнистая структура улучшает сопротивление износу и трещинообразованию.



Оптимальные геометрические параметры режущих инструментов

Формы передних поверхностей режущих инструментов:

· плоские поверхности: стержневые резцы, зуборезные гребенки, зуборезные резцы для конических прямозубых колес;

· поверхности вращения: а) цилиндрические фрезы, развертки - образующая в виде прямой, параллельной оси вращения, б) угловые фрезы, конические развертки - образующая в виде прямой, наклонной под некоторым углом к оси вращения, в) фасонные фрезы, фасонные резцы - с криволинейной образующей;

· винтовые поверхности: резьбонарезные инструменты, червячные зуборезные фрезы, зуборезные долбяки, резцы головок для конических колес с криволинейным зубом, фасонные круглые резцы.

Согласно Сахарову Г.Н. и др. различают инструменты:

-- прямозубые, когда расположение зубьев и стружечных канавок перпендикулярно относительно направления скорости главного движения резания;

-- косозубые, когда эти элементы расположены под углом к этому направлению скорости гл. движения резания;

-- с винтовым зубом, когда направляющая передней поверхности лезвия является винтовой линией.

Требования к форме зуба и его параметрам:

- обеспечение процесса резания / срезания стружки /;

- достаточная прочность и жесткость для восприятия сил резания и обеспечения точности размеров;

- достаточная масса зуба для отвода тепла из зоны резания через его тело;

- обеспечение стружкозавивания и стружколомания;

- для многозубых инструментов необходимо предусмотреть достаточные объемы стружечных канавок, чтобы предотвратить заклинивание инструментов, резкое увеличение сил резания при заполнения канавок стружкой и обеспечить возможность снятия необходимого припуска на обработку.

По количеству зубьев (лезвий) инструменты подразделяются на одно - и многозубые (одно- и многолезвийные). Сами зубья разделяются на черновые, переходные, чистовые и калибрующие. Это зависит от толщины срезаемого слоя металла и назначения зубьев.

Типичные многозубые инструменты: сверла, развертки, фрезы, протяжки и др.

Геометрические параметры рабочей части инструментов

Ранее рассматривались углы инструментов в сечениях, перпендикулярных к проекциям режущих кромок на основную плоскость. Однако заточка инструментов на специальных станках, изменение углов при сложении нескольких движений (скорость, подача) предусматривают другие системы координат.



При изготовлении и контроле инструментов используется инструментальная система координат. Обычно геометрические параметры рассматриваются относительно базы установки инструмента при изготовлении, контроле и эксплуатации.

Для учета изменения углов инструментов после установки на станке применяется статическая система координат. Статические геометрические параметры изучаются в системе, ориентированной относительно направления скорости главного движения.

Кинематика резания определяется кинематическими углами в условиях непосредственного снятия слоя металла. Эти углы рассматриваются относительно вектора скорости результирующего движения.

Рабочая плоскость - это плоскость, в которой расположены векторы (направления) скоростей главного движения резания и движения подачи. Все три скорости-вектора (скорости резания Ы, подачи Ыs, результирующего движения Ыe) лежат в вертикальной рабочей плоскости, касательной к образующей цилиндрической поверхности.

з - угол скорости резания расположен в рабочей плоскости между направлениями результирующего движения Ыe и главного движения резания Ы.

Ыe = Ы + Ыs; tg з = S / рd; бk= б - з.

Кинематический передний угол гк измеряется между плоскостью, перпендикулярной вектору результирующего движения резания Ыe, и передней поверхностью в направлении сбега по ней срезаемой стружки.

Кинематический задний угол бk измеряется между линией, на которой лежит вектор скорости результирующего движения резания Ыe , и касательной к следу пересечения главной задней поверхности резца поверхностью траектории (в случае винтовой траектории - цилиндром).

Наиболее распространенные виды обработки, точение, сверление, зенкерование, развертывание, реализуют два одновременно действующих движения: вращательное и прямолинейное. Результирующей траекторией этих двух движений является винтовая линия, угол подъема которой связан со скоростью резания и подачей.

При заточке инструментов для соответствующей установки шлифовальных кругов углы заточки рассчитываются в продольных и поперечных сечениях.



Рис. Схема зависимостей между передними, задними углами в главной, продольной и поперечной секущих плоскостях.

При положительных значениях углов л наклона поперечной режущей кромки

tg гпр = tg г · cosц - tgл· sinц;

tg бпр = tg б / cosц.

При отрицательных значениях углов л

tg гп = tg г · sinц + tg л· cosц;

tg бп = tg б / sinц.

Поскольку л изменяется в пределах ± 50, то вторым слагаемым можно пренебречь.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИНСТРУМЕНТОВ

Обобщение многочисленных экспериментов, промышленная практика показывают, что оптимальные передние углы различных инструментов зависят главным образом от двух факторов:

-- свойств обрабатываемого материала;

-- свойств материала инструмента.

С увеличением прочности и твердости обрабатываемого материла, оптимальный передний угол будет уменьшаться.

С увеличением прочности инструментального материала при достаточной его вязкости, передний угол увеличивается.

По А.М. Розенбергу: различные факторы, сопутствующие процессу резания (свойства материалов детали и инструментов, режимы резания, силы резания, углы резцов и др.), влияют на износостойкость режущих инструментов потому и постольку, поскольку они влияют на уровень температур в зоне резания.

При увеличении толщины среза и, соответственно, сил резания величина переднего угла уменьшается.

При черновой обработке, a > 0,2 мм, применяют переднюю поверхность с фаской f = a и г = 0…100 для инструментов из быстрорежущих сталей; f = (1,5…2)a - для твердых сплавов Передний угол за фаской г = 15…300. Передняя поверхность с фаской обеспечивает упрочнение режущей кромки, повышает виброустойчивость, увеличивает стойкость, направляет силу резания вовнутрь пластинки.

Значения передних г0 углов при обработке различных материалов

Обрабатываемый материал	Быстрорежущая сталь	Твердый сплав
Алюминий, магниевые сплавы Сталь мягкая НВ ? 240 Сталь средней твердости НВ > 240 Сталь твердая НВ ? 330 Чугун средней твердости Чугун твердый	20…30 15…20 10…15 0…10 5…10 0…5	5…10 + 5 ± 5 -5…-10 5…10 0…5



Особенности при назначении передних углов

Для некоторых инструментов, долбяков, разверток и др., на чистовых операциях необходимо уменьшать передние углы. Например, на круглых протяжках малого диаметра уменьшение переднего угла связано с их заточкой; для чистовых разверток, когда радиус с скругления лезвия соизмерим с толщиной среза a, передний угол гN = 0…50.

Задний угол б. Служит для уменьшения трения между задней поверхностью инструмента и поверхностью резания. При его увеличении снижается прочность зуба и ухудшаются условия теплоотвода. При обработке материалов высокой прочности принимаются меньшие значения углов б, при обработке мягких материалов и сплавов, с уменьшением толщины среза величина б увеличивается. Наиболее часто величина заднего угла назначается в пределах бN = 5…150. Меньшие задние углы принимают для черновой обработки, большие - для чистовой. Для гашения низкочастотных (до 300 Гц) колебаний используют виброгасящую фаску на задней поверхности f = 0,1…0,3 мм с отрицательным передним углом бf = 0…-100.

Особенности назначения задних углов

Для фрез с мелким зубом, работающих с малыми толщинами, б = 300.

Для чистовых разверток, внутренних протяжек, долбяков б = -5…+ 80. Это снижает вибрации, улучшает чистоту обработанной поверхности.

Круглые протяжки: б = 2…40 - увеличивают количество переточек. Срок службы протяжки.

Зуборезные долбяки: бN = 50 - увеличивают количество переточек.

Угол наклона режущего лезвия л влияет на направление схода стружки, соотношения проекций сил резания, равномерности работы при прерывистых процессах резания (фрезерование), уменьшение мгновенной ширины контакта режущего лезвия с заготовкой, изменение передних и задних углов вдоль режущих лезвий.

Токарные проходные резцы, торцовые фрезы -л= 10…150.

Цилиндрические и концевые фрезы - л=30…450.

Парные цилиндрические фрезы для обработки жаропрочных материалов при малых толщинах среза - л = 600 .

Общие рекомендации: для нежестких инструментов и при обработке нежестких деталей рекомендуются меньшие значения углов л. Изменение л вызывает изменение передних углов, задних углов и толщины среза вдоль режущего лезвия. Увеличение угла л вызывает уменьшение целесообразной величины г.

Задача: создать и изготовить инструмент, для которого геометрические параметры в различных точках кромки были бы по возможности постоянными и близкими к оптимальным значениям. Отклонения от оптимальных значений величин вызывают уменьшение стойкости инструмента ухудшение шероховатости поверхности.

Главный угол в плане. Угол ц влияет на изменение толщины и ширины срезаемого слоя металла, шероховатость поверхности, условия теплоотвода из зоны резания, на составление сил резания особенно Ру,,Рх. Наиболее широко используются следующие значения углов ц = 30,45,60, 75, 83, 86, 90, 930.



Угол ц оказывает определенное влияние на шероховатость поверхности.

Rz= s·Sin ц·Sin ц1 / Sin (ц + ц1)

Радиус при вершине r определяет прочность вершины и шероховатость поверхности при чистовой обработке.

Согласно рекомендации Sandvik, для черновой обработки рекомендуют использовать r=1.2…1.6 мм.

При чистовой обработке - r=0.4..1.2

Rmax = s2 / 8r.

Наиболее часто применяемый угол 1 =10…150.

Точность заточки углов:

Для получистового и чернового инструмента допуск на углы составляет ±1…20. Для малых величин углов ? 30 допуск ± 30ґ.

Для зуборезных гребенок при нарезаниизубчатых колес допуск на передний и задний углы находится в пределах ± 10ґ.

Если точность изготовления гномнтрических параметров влияет на точность обработки, то допуски на углы зависят от допусков на изготовление деталей ивыбираются в более узких пределах.

Схемы резания при проектировании инструментов

режущий инструмент прочность материал

При проектировании инструментов используются , главным образом, две основные схемы резания:

- профильная,

- последовательная.

В инструментах с профильной схемой резания режущие лезвия всех зубьев лежат на исходной инструментальной поверхности. При проектировании таких инструментов режущее лезвие определяют как линию пересечения исходной поверхности с выбранной передней поверхностью,т.е., превращая исходное тело, ограниченное исходной поверхностью, в инструмент, имеющий переднюю поверхность и пространство для схода или размещения стружки.

Примеры инструментов: фасонные резцы, фасонные фрезы, зуборезные долбяки.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

При последовательной схеме резания точками, расположенными на исходной поверхности, являются только граничные точки режущих лезвий. Исходная поверхность воспроизводится совокупностью расположенных на ней точек. Режущие лезвия инструментов выбираются сравнительно простой формы в виде прямых или дуг окружности и располагают их в пространстве, ограниченном исходной поверхностью.

К инструментам с последовательной схемой резания относятся:

- метчики, круглые плашки, резьбовые гребенки, резцы, торцовые фрезы и др.

Известны и другие схемы резания, например, генераторная.



Стружечные канавки

В условиях автоматизированного производства с постоянно возрастающими требованиями к повышению производительности, сокращению вспомогательных времен, расширению применения станков с ЧПУ, многоцелевых станков, высокоскоростных процессов резания актуальными задачами являются: управление формой стружек, удаление стружки из зоны резания, последующее транспортирование стружки и ее брикетирование.

При этом необходимо предусмотреть

- предотвращение заклинивания подвижных частей станков,

- защиту направляющих станков,

- защиту обработанных поверхностей деталей,

- исключить травмирование рабочих стружкой и др.

Известны направления дробления стружек при резании металлов:

а) естественные - за счет геометрических параметров инструментов (порожки, выкружки, лунки, волны на передних поверхностях, стружколомы и др.) и режимов резания;

б) кинематические - прерывистое резание, наложение вибраций и др.

Для некоторых инструментов, например, протяжки, сверла для глубокого сверления, метчики, размещение стружек в канавках вообще предопределяет работоспособность этих инструментов.

В качестве критериев, оценивающих параметры стружек, используются радиус их кривизны. Диаметр завитка, длина отдельных кусочков, степень увеличения объема, фракционный состав частиц и др. Степень дробления стружки может оцениваться объемным коэффициентом - отношением объема стружки к объему снятого металла.

Виды стружечных канавок



Стружечные канавки подразделяются на следующие виды:

- открытые, из которых обеспечивается свободный сход образовавшейся стружки;

- полузакрытые, из которых отвод стружки обеспечивается в некоторый момент времени резания или - в определенном направлении при продвижении стружки вдоль канавки;

- закрытые, в которых стружка собирается, формируется и остается во время обработки детали. Стружка удаляется свободно или принудительно при выходе зуба из контакта с поверхностью заготовки. Объем стружечной канавки, как правило, в 3…6 раз должен превышать объем размещающейся в ней стружки.

Для монолитных многозубых инструментов объем канавок зависит от шага зубьев и их количества:

· чем больше шаг зубьев, тем большим может быть объем и глубина канавки;

· площадь поперечного сечения канавки F = 0,25р h2;

· отношение глубины канавки к шагу зубьев находится в пределах h / p = 0,3…0,5;

· отношение радиуса закругления впадины к шагу принимается r/p = 0,15…0.3.

Типовые формы зубьев и стружечных канавок

а - параболический; б - двухугловой; в - одноугловой; г - трапециевидный с вогнутой спинкой; д - остроконечный для фасонных фрез; е - затылованный для фасонных фрез; ж - остроконечный для сверл; з - удлиненный для протяжек.

Форма зуба и впадины определяются следующими параметрами:

- шаг зубьев - р;

- передний г и задний б углы;

- ширина задней поверхности зуба;

- формы передней поверхности зуба;

- высота канавки h, радиусы закругления дна впадины канавки;

- форма и положение спинки зуба.

Размеры зуба и стружечной канавки зависят от следующих параметров:

- они взаимосвязаны и определяют шаг зубьев;

- шаг зубьев определяет длину режущей части, а для инструментов с концентричным расположением режущих лезвий - диаметр рабочей части и число зубьев инструмента;

Шаг зубьев определяет число одновременно работающих зубьев и силу резания.

Расчет инструментов на прочность

К конструкциям инструментов обычно предъявляются “противоречивые” требования: инструмент должен быть достаточно прочным, но не металлоемким.

Расчет выполняется для режущего клина в контактной зоне, режущего клина в законтактной зоне, рабочей части и зажимной части.

Зажимная часть инструмента, как правило, значительно прочнее корпуса и режущего клина. Поэтому ее выбирают из конструктивных соображений и лишь проводят проверку на контактные напряжения.

На прочность проверяются режущий клин и корпус.

Пластическая прочность характеризуется коэффициентом запаса прочности nт и температурой в зоне резания.

nт= ? 1

Нинстр - твердость материала на контактных слоях задней поверхности инструмента;

Нф - твердость обрабатываемого материала в зоне условной плоскости сдвига;

фф - напряжения сдвига.

фф = 0,74 ув · 60,6дs ,

где - ув - предел прочности при растяжении,

дs - относительное удлинение.

Условие отсутствия пластического деформирования: nт ? 1. Предельная температура резания - это температура плавления обрабатываемого материала.

Вывод: если материал инструмента имеет большую твердость, чем оплавленный материал, то этот материал может обрабатываться данным инструментом при любых скоростях резания.

При определенных допущениях в общем виде коэффициент запаса хрупкой прочности nв определяется по формуле:

nв = уb / уэкв.max ? nв доп. ,

где уэкв.max - наибольшее эквивалентное напряжение в клине;

nв доп. - допустимый коэффициент запаса прочности;

[ nв] = 1,2…1,5 - для простых инструментов;

[ nв] = 2,05…3,0 - для сложных и дорогих инструментов.

Этот расчет весьма сложен и выполняется на ЭВМ. Предварительно необходимо установить: а) закон распределения напряжений на передней поверхности инструмента; б) законы распределения сил в контактной зоне; в) положение наиболее нагруженной контактной зоны.

Расчет корпуса инструмента производится в зависимости от его типа:

· призматический корпус (державки резцов, ножи к сборному инструменту) - используются формулы сопромата;

· цилиндрические корпуса с прямыми или винтовыми канавками (концевой и сборный инструмент) - проводятся расчеты на кручение, растяжение-сжатие, изгиб, продольный изгиб (сверло). Для расчетов требуются характеристики сечений инструментов, знание закономерностей распределения нагрузок;

· расчет на прочность корпусов дискового инструмента обычно не производят, так как при нормальных условиях резания поломок корпусов практически не бывает.

По мнению профессора Г.В. Филиппова общие инженерные методы расчета инструмента с учетом динамики его работы в настоящее время не разработаны.

Крепежная часть режущего инструмента предназначена для его установки и крепления в оборудовании. В процессе работы на нее действуют:

- крутящий и изгибающий моменты;

- растягивающие и сжимающие напряжения;

- вибрации.

Требования: крепежная часть должна быть прочной, жесткой, простой, технологичной. Она должна обеспечивать быстроту установки, смены инструмента, его настройку и закрепление.

Крепежные части инструментов:

а) резцы: круглое сечение - d = 4…50 мм; квадратное или прямоугольное сечение -

h = 4…80 мм; h:b = 1,0; 1,2; 1,6; 2,0 . ГОСТ 26475-85;

б, в) для инструментов, где главное движение вращательное:

- насадные, цилиндрические дисковые инструменты;

г) инструменты с цилиндрическими / d = 8, 10, 13, 16…….70, 80, 100 мм /, коническими хвостовиками и квадратом / сторона квадрата - 0,9…80 мм, его длина - 4…75 мм; выемки по длине посадочных отверстий изготавливаются для уменьшения длины отверстий с точной обработкой.

г) цилиндрическое /d = 8, 10, 13, 16…….70, 80, 100 мм/ или коническое /конусность 1: 30/ отверстие, l1 = (1/3…1/4)l.

Передача крутящего момента может обеспечиваться за счет шпонки /b = 2…25 мм/, квадратного конца, хвостовика с односторонним или двухсторонним срезом. Для предотвращения концентрации напряжений при термообработке основание шпоночного паза выполняется с радиусным переходом: r = 0,3…2,2 мм.

Цилиндрические хвостовики применяются для осевого инструмента: сверла; зенкеры; развертки, фрезы и др. Цилиндрические хвостовики могут иметь диаметры больше, меньше или равными диаметру самого инструмента: d = 1,12…160 мм. ГОСТ 9523-84.

Цилиндрические хвостовики более технологичны - их проще изготовить с высокой степенью точности. Кроме того, они позволяют изменять вылет инструмента за счет смещения места крепления.

Крутящий момент в этом случае передается за счет сил трения между цилиндрической частью и зажимным устройством. Одно из важнейших требований при этом - обеспечить соосность крепежной и рабочей частями.

Конический хвостовик выполняется в виде конуса Морзе с конусностью 7:24. Конец хвостовика выполняется с лапкой или без нее. Во втором случае возможно резьбовое отверстие для затяжки инструмента болтом через отверстие в шпинделе. Лапка используется для выбивания конуса. Сам конус служит для закрепления, передачи осевой силы и крутящего момента, базирования и центрирования инструмента.

При сверлении Мкр / Р0 = 0,12 dсв .. Момент, передаваемый конусом, рассчитывается по формуле:

Мкр = µ· (Р0 / sin б/2)·(D + d)·[1- 0,04 (Дбґ)],

µ ? 0,1 - коэффициент трения; Дб? ? 10? - погрешность изготовления конуса.

Для базирования, измерения, переточек инструменты имеют центровые отверстия различной формы.

Обратный конус используется для инструментов диаметром d < 6 мм.

Таким образом, в качестве базы крепления можно выделить следующие поверхности и элементы:

1. Плоскость; цилиндрический и конический хвостовики.

2. Комбинированное крепление - конический хвостовик с затяжкой винтом.

3. Цилиндрический, конический хвостовик с отверстием и шпонкой.

Формы крепления инструментов:

- жесткие: проворачивание исключается, усилия и крутящие моменты передаются штифтами, шпонками, термооправки и др.;

- фрикционные: усилия и крутящие моменты передаются за счет сил трения между гнездом и корпусом инструмента;

- комбинированные: жесткое плюс фрикционное (коническое соединение со шпонкой),

Для современных инструментов автоматизированного производства для установки, крепления и замены инструментов применяются специальные фланцы, головки, адаптеры и другие устройства.

К оснастке и качеству крепления инструментов для современных высокоскоростных станков с частотой вращения шпинделя 20000…75000 об/мин предъявляются особые требования. Предусматривается обязательная балансировка, так как должно быть минимальное биение инструмента, что особенно важно для твердосплавного инструмента. / А. Маслов. Справочник, с.235/.

Например, фирма SECO, Sweden, разработала полный диапазон модулей для различных станков и операций

Инструменты различных длин и диаметров, модули Graflex, держатели и расточные головки могут использоваться при фрезеровании, сверлении, развертывании, расточке путем замены базовой оправки Graflex. Все базовые оправки, удлинители, переходники, главные держатели и расточные головки имеют “ сквозные” каналы для СОЖ.

Пример модульной системы для торцового фрезерования

Соединение Graflex самозатягивающееся, все оправки прецизионно отбалансированы для использования на высоких скоростях и обеспечения оптимальной точности, жесткости при максимально допустимой передаваемой мощности.

Высокоскоростная обработка HSM /High Speed Machining/ при частотах вращения шпинделя более 20000 об/мин требует, соответственно, применения специальной инструментальной оснастки. Примером специальных держателей для HSM могут служить цанговые патроны, гидравлические патроны и термооправки.

Термооправки изготавливаются из термопрочной стали, гарантирующей структурную, геометрическую и размерную стабильность после многократных циклов термозажима. Для нагрева термодержавок имеются специальные нагревающие модули EasyShrink. Максимальная температура нагрева термодержавок 400 0С, время охлаждения - 0,5…7,0 мин. Диаметры хвостовиков d = 6...32мм. Для обеспечения надежного зажима допуск хвостовика должен быть в пределах h5…h6 (11…16 мкм), максимальный статический момент, соответственно - 22…550 Nm, максимальные частоты вращения - 45000…30000 об/мин. Хвостовик инструмента может быть стальным, из быстрорежущей стали, твердосплавным или металла высокой плотности.

Высокопрецизионные цанговые патроны для HSM- это альтернатива гидропатрону и термооправке. Они имеют высокую заменяемость, гибкость, так как выпускаются диаметром d = 1,0…20,0 мм с размерным шагом 0,5 мм. Хвостовики инструментов цилиндрические с допуском h8. Максимальное биение при измерении индикатором на длине 3d относительно внешнего конуса 5 мкм. Обеспечивают сквозную подачу СОЖ. Гидропатроны не рекомендуются при больших радиальных усилиях. Рабочая температура 10…50 0С, максимальное давление СОЖ - 50 бар (105 Н/м2). Хвостовик инструментов - цилиндрический d = 6…32 мм, h6, максимальное биение - 3мкм.

Держатель-термооправка работает в сочетании со специальным нагревателем /EasyShrink/. Хвостовик инструмента вставляется в отверстие нагревателя. Диаметр отверстия увеличивается при нагревании. При охлаждении держателя его материал сжимается вокруг хвостовика инструмента, обеспечивая концентричное и жесткое соединение. Диаметры отверстий 3…32 мм.

Фирмой SANDVIK Coromant предложена система блочного инструмента Coromant Capto

Схема блочного инструмента Coromant Capto:

1-инструментальный модуль; 2-переходной фланец; 3-крепежная тяга; 4 - раздвижные захваты; 5 - фигурная расточка; 6 - резьба для ручного крепления тягой 3.

Модульная инструментальная система соединенений Coromant Capto предназначена для токарных, фрезерных, сверлильных, расточных станков независимо от типа шпиндельного узла. Уникальность конструкции соединения основана на одновременном использовании двух контактных поверхностей: симметричного треугольного конического профиля, обеспечивающего самоцентрирование, и фланца, который ограничивает осевое перемещение.

Центробежные силы при высокоскоростной обработке увеличиваются в 3…10 раз и значительно превышают силы резания. В связи с этим особые требования должны предъявляться к правильному закреплению соединяемых элементов, к их прочности, к возможным концентраторам напряжений (пазы, эксцентричные отверстия, радиусы переходов и др.). При частотах порядка 20000 мин - 1 из-за действия центробежных сил в 80% случаев происходит раскрепление режущих пластин или кассет с пластинами, а в 11% случаях разрушаются корпуса инструментов. Закрепление должно выполняться только динамометрическими ключами, поскольку при высоких частотах вращения уменьшение момента затяжки на 50% приводит к раскреплению соединения при частотах вращения на 30% меньше, чем предусмотрено соответствующими нормативами.

ИНСТРУМЕНТ СОСТАВНОЙ И СБОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Для экономии инструментального материала, многократного использования корпусов, сокращения вспомогательных времен современный инструмент, как правило, изготавливается составным или сборным, где корпуса (державки) - из конструкционных материалов, а режущая часть - согласно условиям обработки.

Способы соединения рабочей части и корпуса:

· сварка, в том числе и сварка трением, - для инструментов с рабочей частью из быстрорежущих сталей и диаметром d > 10 мм;

· пайка, наклейка, наплавка - для твердосплавного, минералокерамического, сверхтвердосплавного инструментов;

· опрессовка, чеканка - для инструментов из синтетических сверхтвердых материалов;

Неразъемные соединения (пайка, сварка, наклейка, наплавка) применяются, в основном, для малогабаритных инструментов.

Недостатки таких соединений:

-появление дополнительных напряжений, что может вызвать, в последствие, образование микротрещин, сколов и др. дефектов;

- сложность пайки многозубых конструкций, где требуются особые точности;

- трудности восстановления инструментов в случае поломки одного из зубьев;

- различная теплопроводность припоя и материала корпуса.

В разъемных соединениях режущий элемент крепится на корпусе а) непосредственно или б) на различных элементах конструкций режущей части, которые устанавливаются в корпусах.

Требования к разъемным соединениям:

- достаточная жесткость;

- минимальное число элементов крепежного узла;

- прочность;

- виброустойчивость;

- надежность крепления;

- точность базирования;

- возможность быстрой замены;

- возможность регулирования размеров в осевом и радиальном направлениях.

Способы крепления цельных и напайных режущих ножей:

нож-клин с рифлениями;

нож с рифлениями - плоский или полукруглый клин;

нож конический с осевыми рифлениями;

ножи с осевыми рифлениями и зажимом винтами через планку или втулки.

Механическое крепление.

На практике используются, в основном, 2 варианта механического крепления элементов:

а) без последующей заточки режущих элементов;

б) с обязательной последующей заточкой режущих элементов.

В первом варианте параметры режущей части обеспечиваются за счет выбора соответствующей формы и размеров режущей части и гнезда. Этот принцип используется для инструментов с неперетачиваемыми многогранными и круглыми пластинками из твердых сплавов, минералокерамики и сверхтвердых материалов.

Требования к корпусам и режущим элементам

- надежность и быстрота крепления;

- повышенная точность изготовления посадочных гнезд;

- повышенная точность изготовления режущих элементов.

Во втором варианте геометрические параметры режущей части предварительно образуются за счет формы и размеров режущих элементов и корпуса, а окончательно режущая часть формируется путем заточки инструмента в сборе.

Требования:

- обеспечение геометрических параметров и их точности путем заточек и при переточках;

- возможность перестановки режущих элементов относительно корпуса как в радиальном, так и в осевом направлениях для компенсации износа и создания припуска под переточку;

- обеспечение определенного количества переточек самих режущих элементов.

Основные схемы крепления режущих элементов

Схемы крепления пластин: а)прихватом сверху; б) прихватом сверху и через отверстие; в) штифтом; г) винтом; по ISO, соответственно, C, M, P, S.

Схемы и способы крепления пластин из сверхтвердых материалов, рис.2.3: а, б - горизонтальное и вертикальное расположение кристаллов; в - кристалл зачеканен в корпус.

Переточка напаянных и приклеенных пластин, рис.2.4, с учетом их износа:

а) переточка по задней поверхности, инструмент работает при малой толщине среза, преобладает износ по задней поверхности;

б) переточка по передней поверхности, инструмент работает при больших толщинах среза, стружка сливная;

в) переточка выполняется по передней и задней поверхности, пластина располагается на корпусе под большим углом, до 30…450,перетачивается только часть передней поверхности.

Сверхтвердые режущие материалы используются для резцов, торцовых фрез, расточных инструментов, разверток при малых толщинах среза и высоких скоростях резания.

Алмазы, рубины, сапфиры используются для обработки цветных металлов и неметаллических материалов. Эти материалы обладают высокой твердостью и износостойкостью, процесс резания - без нароста. Эти материалы непригодны для обработки черных металлов, поскольку они химически активны к железу. Для черных металлов при высокой твердости возможно применение композитов на основе нитрида бора.

Отличительные особенности современных конструктивных исполнений креплений - это отказ от шлица (прорези на головке) на винте и переход к многограннику, утопленному в головку винта; использование минимального количества крепежных элементов для увеличения жесткости конструкций; минимальное количество выступающих частей, препятствующих отводу стружки; повышенные требования к точности изготовления корпусов и посадочных гнезд под пластины.

Элементы крепления пластин

К элементам крепления пластин относятся прижимы, опорные пластины, штифты, эксцентричные втулки, винты, пружины, клинья, стружколомы и др.

Опорные пластины изготавливаются из твердых сплавов или закаленных сталей. Они подкладываются под режущие пластины для повышения срока службы корпуса.

Преимущества механического крепления пластин

Преимущества механического крепления неперетачиваемых многогранных пластин:

- повышение производительности за счет увеличения режимов резания;

- снижение потерь рабочего времени на замену затупленной режущей кромки;