МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕМУ ИНСТРУМЕНТУ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В машиностроении обработка заготовок резанием является основным технологическим способом, обеспечивающим высокое качество и производительность изготовляемых изделий. Современное машиностроение развивается в направлении увеличения автоматизированного оборудования, станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, гибких производственных модулей и систем (ГПМ и ГПС), автоматических линий на основе ГПМ и ГПС. Последние позволяют быстро и эффективно переналаживать производство на выпуск новых изделий. При этом режущий инструмент является важнейшим элементом, определяющим производительность металлорежущих систем и качество изготовляемых изделий.

В станках с ЧПУ широко применяют унифицированные конструкции сборных торцовых фрез диаметром до 500 мм, оснащенных сменными многогранными пластинами из карбида вольфрама и без- вольфрамовых твердых сплавов и режущей керамики, а также фрезы (диаметром 80...200 мм) со вставными регулируемыми ножами, оснащенными пластинами из композитов на основе кубического нитрида, бора. Широкое использование инструмента из быстрорежущей стали с износостойкими покрытиями позволяет значительно повысить стойкость инструмента и производительность обработки.

Специалисты, которым предстоит работать в металлообрабатывающих отраслях промышленности, должны уметь грамотно проектировать различные конструкции режущих инструментов для современных металлообрабатывающих систем, эффективно используя вычислительную технику (ЭВМ) и достижения в области инструментального производства.

Проектирование металлорежущего инструмента необходимо вести с учетом геометрических параметров обрабатываемых поверхностей и требований, предъявляемых к ним (разд. 1). Связь между параметрами режущего инструмента и обрабатываемой поверхности может быть установлена на основе классификации поверхностей и их математического описания. При этом важно учитывать изменения, вносимые инструментом в качественные параметры обработки в связи с его износом.

Качество обработки заготовок на металлорежущих станках находится в прямой зависимости от качества изготовления инструмента и физико-механических характеристик применяемого инструментального материала. При производстве современного режущего инструмента широко применяют упрочняющие технологии, новые инструментальные материалы (сверхтвердые синтетические материалы, керамика, твердые сплавы и др.). Инструменты, изготовленные из этих материалов, особенно эффективны в автоматизированном производстве.

Металлорежущие системы оснащены большим набором разнообразных по назначению и конструкции инструментов (разд. 3). Правильный выбор конструкции инструментов с учетом перспектив их развития (использование многогранных неперетачиваемых пластин, сокращение числа элементов в наборе, масс заменяемых частей инструмента и др.) позволяет повысить универсальность, технологичность изготовления и стойкость инструментов.

Последовательность проектирования и методы расчета режущего инструмента (РИ) основаны как на общих закономерностях процесса проектирования, так и на специфических особенностях, характерных для РИ. Каждый вид инструмента имеет конструктивные особенности, которые необходимо учитывать при проектировании.

Для сокращения сроков и повышения эффективности проектирования РИ используются автоматизированные расчеты на ЭВМ, основой которых является программно-математическое обеспечение.

Создание пакетов прикладных программ для расчета геометрических параметров сложного и особо сложного режущего инструмента на ЭВМ позволяет резко сократить затраты конструкторского труда и повысить качество проектирования РИ.

К инструментальным материалам, применяемым для изготовления режущей части инструментов, предъявляют следующие требования: высокие механические свойства (особенно твердость и прочность на изгиб); высокая износостойкость, заключающаяся в способности инструментальных материалов сопротивляться износу в работе; высокая теплостойкость — свойство инструментальных материалов сохранять свою твердость, а следовательно, и режущие свойства при высокой температуре нагрева в процессе резания в течение длительного периода времени. Этими свойствами в той или иной мере обладают инструментальные стали (углеродистые, легированные и быстрорежущие); твердые (металлокерамические) сплавы; минералокерамика; абразивные материалы и алмазы. Основные физико-механические характеристики этих материалов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1