КАЧЕСТВО МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Качество инструмента, поставляемого инструментальными заводами и цехами, регламентируется государственными стандартами в виде технических условий (ТУ) на приемку инструмента. В стандартах ТУ приведены данные по качеству поверхностей инструментов, которые должны быть соблюдены при приемке.

Основной раздел ТУ — «Размеры и допуски». Размеры поставляемого инструмента должны соответствовать габаритам Госстандарта и рабочим чертежам завода-изготовителя или заказчика. ТУ устанавливают отклонения на следующие элементы:

• • габариты;
• • основные размеры;
• • посадочные, опорные и установочные поверхности;
• • режущие элементы.

Отклонения по габаритам, как правило, соответствуют отклонениям на свободные размеры. Несмотря на то, что габариты не оказывают влияния ни на сопряжения режущего инструмента с крепежным устройством, ни на его режущие свойства, их значения важны для того, чтобы заводы-изготовители выпускали РИ в определенных пределах и обеспечивали экономию дорогостоящего инструментального материала.

Величина параметра шероховатости рабочих поверхностей РИ имеет особое значение, так как в большинстве случаев максимальная величина неровностей на обработанной детали близко соответствует максимальной величине неровностей режущих элементов инструмента. Уменьшение шероховатости рабочих поверхностей РИ способствует снижению сил трения при резании, уменьшению окисления металла, более равномерному износу и др.

Величина параметра шероховатости рабочих поверхностей и режущих кромок инструмента важна также с точки зрения повышения эффективности его работы. Так, полирование стружечных канавок сверл и метчиков может обеспечить лучшее удаление стружки из канавок, т.е. повысить производительность работы РИ.

Твердость РИ зависит от рода режущего материала и термической обработки. Инструмент из быстрорежущей стали имеет твердость

63...66 HRC3 (независимо от типа инструмента). Для мелкоразмерного инструмента с целью снижения его хрупкости она может быть понижена на одну — две единицы. Твердость инструментов из углеродистой и легированной стали лежит в пределах 59...66 НЯСэ. Хвостовики концевых инструментов, переходники и корпуса сборных инструментов изготовляются твердостью 31...41 НЯСэ.

ТУ на РИ, регламентированные в государственных стандартах, учитывают технологические возможности специализированных инструментальных заводов. Они должны быть установлены с учетом требований, предъявляемых к обрабатываемым заготовкам, исходя из их служебного назначения.

Далее приведены ТУ на некоторые наиболее распространенные виды РИ.

Резцы стержневые

По техническим условиям к резцам из быстрорежущей стали, резцам с твердосплавными пластинами и токарным сборным резьбовым с механическим креплением твердосплавных пластин допустимы отклонения ряда параметров.

Предельные отклонения высоты державок не должны превышать h 11...h 16, а ширины — js 16. Длина резца должна соответствовать ±1Т16...21Т16. Предельные отклонения опорной поверхности от плоскостности должны соответствовать 10-й степени точности без выпуклости. Предельные отклонения от перпендикулярности боковой поверхности державок резцов к опорной поверхности должны лежать в пределах ±30°...±2° в зависимости от размеров и формы поперечного сечения и типа резцов. Углы заточки резца в пределах ±30°...+2°. Шероховатость поверхностей державки резца не более R_a = 5,00 мкм, а доведенных или заточенных поверхностей — 0,32...1,25 мкм.

Сверла

Основные технические требования меняются в зависимости от конструкции и используемых материалов.

Приведем данные для спиральных сверл общего назначения.

Сверла делают четырех классов точности: Al, А, В1 и В. Сверла более высокого класса, например Л/, применяются для автоматического оборудования и отличаются лучшей шероховатостью, меньшими допусками на диаметр, на симметричность сердцевины, на радиальное биение, осевое биение режущих кромок и др. Диаметр режущей части вблизи режущей кромки имеет поле допуска h8 или h9, длина сверла — 2jsl6. Сверла имеют обратную конусность 0,03...0,12 мм (для диаметров 10... 18 мм) на длине 100 мм.

Допуск симметричности сердцевины относительно оси сверла диаметром 1...50 мм составляет не более 0,02...0,30 мм; радиального биения по ленточкам — не более 0,04...0,16 мм; осевого биения главных режущих кромок — не более 0,02...0,30 мм.

Предельные отклонения углов не должны превышать для угла в плане и заднего +2°; допуск конусов присоединительной части соответствует ЛТ7или АТ8. Шероховатость задних поверхностей режущей части R_z =1,6...6,3 мкм, канавок — 3,2...10 мкм, а хвостовика R_a = = 0,63...1,6 мкм.

Быстрорежущие сверла могут подвергаться простому цианированию, цианированию с оксидированием, фосфатированию, низкотемпературному отпуску, обработке в атмосфере перегретого водяного пара и т.д. или изготовляться с износостойкими покрытиями Твердость рабочей части стальных сверл должна быть более 62...66 HRCa, цилиндрического хвостовика > 27 НЯСэ, лапки при коническом хвостовике 32...47 HRCa.

Фрезы. Основные технические требования к фрезам и их конструктивным элементам предусматривают:

• • предельные отклонения размеров наружного диаметра фрезы по h!3...hl6, общей длины и длины рабочей части по + 1Т16/2; посадочного отверстия Н7, углов заточки +2°;
• • предельное отклонение формы: конусность цилиндрической части 0,04...0,08 мм на 100 мм длины;
• • предельные отклонения взаимного расположения поверхностей, т.е. радиальное биение режущих кромок относительно оси базового элемента 0,03...0,15 мм, а торцевое их биение 0,03...0,05 мм;
• • шероховатость посадочного отверстия и опорных торцов R_a — 1,25 мкм; для передней и задних поверхностей зубьев R_a < 0,32 мкм; для поверхностей хвостовика R_a = 0,8 мкм; для конических поверхностей центровых отверстий R_a = 1,25 мкм; для стружечных канавок R_a = 2,5 мкм;
• • твердость стальной режущей части 62...67 HRCo, хвостовика
• 30...55 HRC3, корпуса 30...45 HRCo, клиньев 40...50 HRCo. Карбидная неоднородность быстрорежущей стали не должна превышать четырех баллов.

Метчики

Основные технические требования на машинно-ручные и гаечные метчики предусматривают для них степени точности HI, Н2, НЗ, С1,А1, А2 и В1. Предельные отклонения размеров метчиков: на общую длину и длину рабочей части —js 16; на диаметр хвостовика— И9; на диаметр кольцевых канавок — h 14.

Радиальное биение режущей части при установке в центрах составляет 0,03...0,04 мм, калибрующей и хвостовой части — 0,02...0,03 мм; обратная конусность 0,05...0,15 мм на 100 мм длины.

Твердость рабочей части метчиков из быстрорежущей стали

61...67 НЯСэ, а хвостовиков — 32...55 НЯСэ.

Величина параметра шероховатости профиля резьбы, поверхности лезвия не более R = 3,2 мкм, а хвостовика — не более R_a = = 1,25 мкм. Поверхности канавок шлифуются или полируются. Шлифованные метчики затылуются на всей длине рабочей части. Заборная часть затылуется по наружному диаметру. Передний угол выполняется е допуском ±2°, а задний ±Г.

Протяжки

Основные технические требования, например, к протяжкам для цилиндрических отверстий предусматривают следующие предельные отклонения:

• • для диаметра черновых и переходных зубьев — не более 0,01...0,02 мм (для диаметров до 150 мм);
• • для диаметров чистовых и калибрующих зубьев — не более 0,005...0,016 мм;
• • для переднего угла +2°;
• • для задних углов черновых и чистовых зубьев ±30°;
• • для заднего угла калибрующих звеньев ±15°;
• • для общей длины протяжки до 1 м — ± 3 мм;
• • радиальное биение чистовых зубьев и калибрующих относительно оси центров не более 0,005...0,01 мм;
• • диаметр передней направляющей по е8;
• • диаметр задней направляющей по/7.

Величина шероховатости рабочих поверхностей протяжек для отверстий с полем допуска Н7...Н9 по параметру R_z должна быть:

• • для передней поверхности, ленточек и задней поверхности не более 1,6...3,2 мкм;
• • для поверхности спинки зуба, радиуса у передней поверхности, стружкоразделительных канавок и выкружек <6,3 мкм;
• • для ленточек и задней поверхности на калибрующих зубьях — не более 0,8... 1,6 мкм.

Червячные фрезы

Основные технические требования к червячным фрезам определяются применительно к конкретным конструкциям и видам, но наиболее часто встречаемые для эвольвентных колес имеют следующие требования к точности, шероховатости и др. Этим стандартом предусматривается пять классов точности цельных фрез — ЛА, А, В, С и D, четыре класса точности для сборных фрез — А, В, С, D. Для каждого из классов установлена одна из трех групп проверок (1,2, 3). Фрезы класса точности АА и А контролируют по 1 -й или 2-й группе проверок; В и С — по одной из трех групп проверок; D — по 3-й группе проверок. Каждая из этих трех групп включает 10... 12 контролируемых параметров. Общими являются восемь параметров:

• диаметр посадочного отверстия, выполняемый по Н5...Н7 во

всем интервале пяти классов точности и модулей, — 1____25 мм;

• • радиальное биение буртиков 5...40 мкм;
• • торцовое биение буртиков 3...25 мкм;
• • радиальное биение по вершинам зубьев фрезы 12....250 мкм;
• • профиль передней поверхности 12...340 мкм;
• • разность соседних окружных шагов 12...315 мкм или накопленная погрешность окружного шага стружечных канавок
• 25...600 мкм;
• • направление стружечных канавок ± 50...±160 мкм и толщина зуба 16...250 мкм.

Кроме того, в 1-ю группу включены погрешность зацепления

8... 100 мкм и погрешность зацепления от зуба к зубу 4...50 мкм. Во 2-ю группу — профиль зуба 5... 125 мкм, осевой шаг фрезы +8...70 мкм и накопленное отклонение шага на длине любых трех шагов ± 12...100 мкм.

Во всех трех группах максимальные отклонения относятся к фрезам низшего класса и наибольшего модуля, а минимальные — к наиболее точным фрезам малых модулей.

Предельные отклонения по наружному диаметру фрез устанавливаются по hl6...h!7. Шпоночный паз изготовляется по ширине с полем допуска В12, а по высоте — Н14. Важным является требование обеспечения соосности посадочного отверстия и профиля зубьев, что и определяет маршрут обработки.

Величина параметра шероховатости отдельных поверхностей фрез также зависит от модуля и класса точности. Посадочные отверстия и торец буртика по параметру R_a имеют значения 0,4... 1,6 мкм. По параметру R_a передняя поверхность, задняя боковая поверхность зубца и задняя поверхность по вершинам зуба, так же как и цилиндрическая поверхность буртика, находятся в пределах 1,6...6,3 мкм; эти значения увеличиваются со снижением класса точности и возрастанием модуля фрезы.

Твердость рабочей части фрез 62...65 НЯСэ, что требует соответствующей термической обработки.