Задачи и пути развития Режущих Инструментов (РИ)

Развитие машиностроения должно осуществляться за счет комплексной механизации и автоматизации производства. В целях ускорения и снижения затрат пр-ва предусматривается снижать его за счет применения станков с ЧПУ, ОЦ и АЛ.

Основной эффект от использования станков с ЧПУ - снижение вспомогательного времени и увелич. доли машин. До 60...80% в составе штучного, тогда как при использовании универсальных станков — 15...20%. Но это оборудование сложное и дорогое. Поэтому необходима высокая надежность всех элементов, в т.ч. РИ, с учетом автоматической его замены при износе.

Кроме этого, применение высокопрочных материалов в маш-нии снижает его технологичность при обработке резанием.

Проблема износа РИ при обработке этих материалов остается актуальной и в наше время. Это объясняется тем, что за последние 10...15 лет затраты на обработку резанием не изменились и не изменятся в ближайшем будущем. Это связано с резким повышением требований к качеству и точности обработки и усложнением конструктивных форм деталей машин.

Точность и качество изготовления деталей зависит от этих характеристик самого инструмента, его прочностных характеристик и геометрических параметров режущего лезвия. Разнообразие РИ учитываются на стадии его проектирования и в ряде случаев имеют принципиальное значение. Эти особенности можно свести к следующим направлениям:

1. Исполнение в качестве режущих элементов механически закрепляемых сменных многогранных пластин (СМП) из твердых сплавов (ТС), режущие керамики (РК) и сверх твердых материалов (СТМ).

2. Применение мелкоразмерных ТС РИ в монолитном исполнении.

3. Использование в РИ: порошковых быстрорежущих сталей (БС), мелкозернистых ТС, легированных хромом, СТМ, РК.

4. Применение одно- и многослойных износостойких покрытий на ТС и БС.

5. РИ с конструктивными элементами, обеспечивающими подвод СОЖ по высоким давлением в зону резания и использование СОЖ для транспортирования стружки на операциях сверления, зенкерования, развертывания, резьбонарезания и др.

6. Разработка модульных систем РИ, представляющих собой сочетание определенных групп режущих и вспомогательны инструментов.

7. Применение средств и методов улучшения обрабатываемости материалов — нагрева, резкого охлаждения, вибраций, ультразвука, что требует создания спец.конструкций РИ.

8. Получение режущих профильных частей И новыми техпроцесами: гидродинамический взрыв (ГДВ), профильная прокатка, радиальное обжатие, использование бимиталлических заготовок и др.

Требования к РИ

К РИ предъявляются определенные требования, основные из них: прочность и стойкость инрумента; точность получаемых размеров и геометрических форм обрабатываемой детали; качество поверхностных слоев детали (микрогеометрия и микротвердость поверхности, микроструктура, остаточные напряжения, высокая производительность процесса; технологичность конструкции; экономичность и стоимость.

Геометрическая форма детали, точность ее размеров, шероховатость и волнистость зависят от целого ряда факторов: типа и качественного состояния станка, конструкции и точности РИ, принятой технологии изготовления РИ. Так, установлено, что наибольшая эф-ть применения РИ из ССМ и керамики достигается при эксплуатации на станках, имеющих повышенную жесткость и виброустойчивость, причем не только шпинделя, но и самого станка.

Требования к качественным показателям станков инструментального производства вытекают из требований к РИ, а требования на РИ — из требований на изготавливаемую деталь. Допуски на качественные показатели РИ » 1/3 допусков на изготавливаемую деталь. Более точно эти допуски рассчитываются по размерным цепям в наладке инструмента при сосответсвующей методе достижения точности: полной взаимозаменяемости, неполной взаимозаменяемости, групповому методу взаимозаменяемости, методу регулировки, методу пригонки. В инструментальном производстве допуска инструмента второго порядка » 1/3 допуска инструмента первого порядка.

Повышенные требования к геометрическим параметрам РИ предъявляются в связи с влиянием И на процесс резания.

Одно из требований к проектированию РИ - гарантированное обеспечение в рабочем состоянии наиболее выгодных углов режущей части.

В РИ статические углы резания, например a_с и g_с определяющие расположение их рабочих поверхностей относительно некоторых баз, выбирают из условия удобства изготовления или контроля, кинематические углы a_к и g_к характеризуют особенности протекания самого процесса резания:

a_к=a_с+D; g_к=g_с + D,

D - кинематическая корректировка углов.

В ряде случаев значение столь велико, что при обычных значениях статических углов кинематические углы оказываются недостаточными для осуществления процесса резания, особенно для обкаточных ин-в.