3549
.pdfДля повышения стойкости ФР в процессе металлообработки рекомендуется нанести при изготовлении на его заднюю поверхность износостойкие покрытия методом катодноионной бомбардировки, позволяющее повысить ресурс работы в 1,8 – 2 и более раз.
Производственный опыт и экспериментальные исследования показали, что значения Т у фасонных резцов отличаются от рассчитанных по формулам 1 и 2 на 12 – 20%. Это отличие зависит от сложности фасонного профиля точек детали, условий резания в точках РК резца и режимов обработки.
При простом про филе, например, если деталь имеет точки 1 , 2 и 3, это отличие составляет до 12% , а при сложном профиле, детали с участками 4 – 5 – 6, как показано на рисунке, отличие составляет 20%.
Это объясняется, на наш взгляд, сложностью процесса образования и завивания стружки, действующих сил, температур и другими факторами фасонного точения.
Все эти сложные явления, протекающие при несвободном резании и действующие совместно, невозможно учесть поправочными коэффициентами, вводимыми в
теоретические формулы.
К сожалению, в опубликованной технической литературе не всегда есть данные по требуемым поправочным коэффициентам, учитывающим перечисленные выше факторы. В этом случае рекомендуется провести дополнительные эксперименты по определению величин необходимых коэффициентов и стойкости резца при обработке деталей заданного фасонного профиля и материала.
Общее количество переточек при значениях β1 = 1,04
рад и
β2 = 0,44 рад и а3=l мм, р = 168, а общий срок службы ФР составит То=17576 мин.
При этом необходимое количество резцов при изготовлении деталей с заданной программой N = 10000 штук,
170
to = 2,38 мин. и
К = 1,4, при обработке с указанными режимами В = 1,89, т.е. принимаем два резца.
Такое количество резцов необходимо изготовить или заказать на специализированном инструментальном предприятии, чтобы обеспечить выпуск требуемого количества деталей.
Окончательно вопрос о применении в производстве спроектированного фасонного резца должен решаться с учётом всех эксплуатационных и экономических показателей по методике [2,4].
171
Контрольные вопросы к разделу 4
1.Укажите область применения ФР.
2.Какую точность поверхности и шероховатость можно достигнуть после обработки фасонными резцами?
3.Почему резцы из твердого сплава ВК8 имеют большую стойкость по сравнению с резцами из быстрорежущей стали Р6М5?
4.Перечислите основные преимущества ФП по сравнению с обычными.
5.Перечислите основные недостатки у ФР.
6.Укажите, какие исходные данные необходимы для проектирования ФР.
7.Что влияет на выбор γ и α для базовой точки резца? 8.От каких величин зависит выбор диаметра круглых ФР?
9.За счет чего образуются передние и здние углы у круглых фасонных резцов?
10.Почему продольные передние и задние углы в разных точках режущей кромки - переменные?
11.Зачем необходимо знать размеры профиля в сечении, перпендикулярном к задней поверхности ФР?
12.На что влияют нормальные углы в точках режущей кромки ФР?
13.Какие величины необходимо знать для расчета периода стойкости резцов Т?
14.Как увеличить минимальные углы αN и γN в точках РК фасонных резцов?
15.По каким кривым надо изготовить профиль резца в нормальном сечении, чтобы исключить погрешность на конических и торцовых участках детали?
16.Какие параметры резцов влияют на точность обработки детали?
17.Почему призматические резцы дают большую точности при обработке деталей, чем круглые?
18.Какое влияние угол γ оказывает на силу резания Рz?
172
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Написанное учебное пособие является комплексной работой по изучению свойств, выбору и применению современных инструментальных материалов. В пособии приведен ряд разработок, которые являются авторскими и позволяют объективно оценить эффективность и качество инструмента по выбранным единичным критериям (стойкость, трудоемкость, коэффициент унификации и др.) с помощью комплексного среднего взвешенного арифметического показателя. Описаны методики по анализу износа и условия резания в точках режущей кромки фасонных резцов (ФР), что позволяет оптимальный период стойкости и повысить эффективность резцов при эксплуатации. Приведены формулы расчета высотных и линейных размеров на профиле ФР и калибров для контроля инструмента после изготовления. Даны практические рекомендации по эксплуатации различных инструментов.
В учебном пособии изложены следующие материалы:
1.Описаны современные абразивные материалы, их характеристики, свойства и область применения. Приведены характеристики абразивных инструментов (форма и размеры, связка, зернистость шлифовальных материалов и др.), точность и разнообразные методы правки, описаны инструменты из алмазов и СТМ. Указаны способы крепления шлифовальных кругов и основные требования техники безопасности.
2.Приведены конструктивные элементы и геометрические параметры обычных резцов и классификации пластин и резцов по ИСО со сменными многогранными пластинами.
3.Описана природа изнашивания инструмента, виды и критерии износа поверхностей СМП при эксплуатации, даны рекомендации по уменьшению износа при выборе режимов резания.
173
4. Приведена и описана методика, разработанная автором по проектирования фасоны резцов, включающая в себя этапы комплексного расчета параметров и геометрии инструментов, дан анализ условий работы и расчета количества переточек ФР при работе.
Учебное пособие предназначено для студентов технических вузов, обучающихся по направлению 657800 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» специальностей 120100, 120200 и 121300 и рекомендуется для углубленного изучения специальных дисциплин, выполнения курсовых проектов (работ) и выпускных квалификационных работ. Пособие рекомендуется также для применения в практической деятельности преподавателям, конструкторам, технологам и лицам, занимающимся проектированием инструментов и разработкой технологии изготовления фасонных деталей.
В дальнейшем планируется написание 2ой части учебного пособия, в котором будут описаны и изучены остальные инструменты (фрезы, резьбообрабатывающие инструменты, протяжки и др.), изучаемые согласно рабочей программы дисциплины «Режущий инструмент».
174
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Режущий инструмент: учебник для вузов / Д.В. Кожевников, В.А. Гречишников, С.В. Кирсанов, В.Н. Кокарев, А.Г. Схиртладзе; под ред. С.В. Кирсанова. - М.: Машиностроение, 2004. 512 с.
2.Справочник конструктора-инструментальщика / под ред. В.А. Гречишникова и С.В. Кирсанова. - 2-е изд., перераб.
идоп. - М.: Машиностроение, 2006. 542 с. (Библиотека конструктора).
3.Иванов Ю.И. Проектирование фасонного режущего инструмента: учеб. пособие / Ю.И. Иванов. - Самара: Самар.
гос. техн. ун-т, 2005. 116 с.
4.Справочник инстументальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филлипов, А.Н. Шевченко и др.; под общ. ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение. Ленинградское отд., 1987. 846 с.
5.Справочник конструктора-инструментальщика / под общ. ред. В.И. Баранчикова. - М.: Машиностроение, 1994. 560 с. (Библиотека конструктора).
6.Металлорежущие инструменты: учебник для вузов по спец. «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» / Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. - М.: Машиностроение, 1989. 328 с.
7.Справочник технолога-машиностроителя / под ред. А.Г. Косилова и Р.К. Мещерякова. - Машиностроение, 2002.
Т. 1 и Т. 2. 495 с.
8.Грановский Г.И. Резание материалов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. - М.: Высш. шк., 1985. 305 с.
9.Васин С.А. Резание материалов. Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании: учебник для техн. вузов / С.А. Васин, А.С. Верещака, В.С. Кушнер. – М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2001. 448 с.
10.Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов / В.Ф. Бобров. - М.: Машиностроение, 1975. 344 с.
175
11.Грановский Г.И. Фасонные резцы / Г.И. Грановский, К.П. Панченко. - М.: Машиностроение, 1975. 309 с.
12.Расчет количества переточек и общего срока службы режущих инструментов: мет. указ. к лабор. работам / Самар. гос. техн. ун-т; сост. Ю.И. Иванов, Е.В. Калмыкова.
Самара, 2006. 20 с.
13.Каталоги иностранных фирм: «Сандвик Коромант», «Митсубиси», «Хертель» по РИ и др.
14.ГОСТы на РИ, на их характеристики, размеры и область применения.
176
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ................................................................................ |
1 |
Раздел 1. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, |
|
ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ И МЕТОДЫ |
|
ПОВЕРХНОСТНОЙ МОДИФИКАЦИИ.............................. |
6 |
1.1. Классификация инструментальных материалов и общие |
|
требования, предъявляемые к ним............................................. |
6 |
1.2. Инструментальные стали................................................... |
10 |
1.3. Твердые сплавы.................................................................. |
24 |
1.4. Керамика............................................................................. |
35 |
1.5. Сверхтвердые материалы (СТМ)....................................... |
40 |
1.6. Методы поверхностной модификации.............................. |
51 |
1.7.Выбор оптимального метода модификации и его
внедрение .................................................................................. |
57 |
Раздел 2. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ |
|
И ИНСТРУМЕНТЫ ............................................................... |
61 |
2.1. Материалы для абразивных инструментов....................... |
62 |
2.2. Характеристики абразивных инструментов...................... |
65 |
2.3. Алмазные инструменты и инструменты из кубического |
|
нитрида бора ............................................................................. |
76 |
2.4.Профилирование и правка шлифовальных кругов.
Инструменты для правки.......................................................... |
83 |
2.5. Точность абразивных кругов............................................. |
90 |
2.6. Крепление шлифовальных кругов на шпинделе станка. |
|
Основные требования техники безопасности.......................... |
92 |
Контрольные вопросы к разделу 2........................................... |
95 |
Раздел 3. РЕЗЦЫ................................................................... |
96 |
3.1. Конструктивные элементы и геометрические параметры
177
резцов ........................................................................................ |
96 |
3.2. Особенности конструкции резцов других типов ............ |
101 |
3.3. Конструкции резцов со сменными многогранными |
|
пластинами.............................................................................. |
105 |
3.4. Физическая природа изнашивания инструментов.......... |
109 |
3.4.1. Абразивное изнашивание.............................................. |
110 |
3.4.2. Адгезионное изнашивание............................................ |
111 |
3.4.3. Диффузионное изнашивание........................................ |
114 |
3.4.4. Окислительное изнашивание........................................ |
116 |
3.5. Виды и критерии износа. Расчет количества переточек и |
|
срока службы режущих инструментов................................... |
118 |
3.5.1. Расчет количества переточек в зависимости от........... |
120 |
длины рабочей части............................................................... |
120 |
3.5.2. Расчет количества переточек в зависимости от прочности |
|
зубьев....................................................................................... |
122 |
3.5.3. Расчет количества переточек в зависимости от точности |
|
профиля обрабатываемых деталей......................................... |
125 |
3.6.Особенности износа поверхностей СМП при
металлообработке ................................................................... |
125 |
3.7. Конструкции резцов зарубежных фирм с СМП.............. |
129 |
3.7.1. Определение способа крепления режущих пластин.... |
131 |
3.7.2. Выбор типа, размера и формы державки...................... |
135 |
3.7.3. Выбор инструментального материала, формы, размеров,
геометрии и других параметров пластин............................... |
137 |
3.7.4. Определение угла и радиуса при вершине пластины.. |
143 |
3.8. Определение режимов резания, износа и стойкости
инструмента ............................................................................ |
144 |
Контрольные вопросы к разделу 3....................................... |
1522 |
Раздел 4. ФАСОННЫЕ РЕЗЦЫ.......................................... |
152 |
4.1 Типы фасонных резцов..................................................... |
152 |
4.2. Методы проектирования резцов...................................... |
155 |
4.3. Расчет погрешности обработки деталей фасонными
резцами |
.................................................................................... 156 |
|
178 |
4.4 Износ поверхности фасонных резцов............................... |
158 |
4.5. Анализ условий работы и оценка эффективности ФР в |
|
производстве........................................................................... |
161 |
4.6. Расчет количества переточек ФР..................................... |
167 |
Заключение.............................................................................. |
173 |
Библиографический список.................................................... |
175 |
179