Виды режущих инструментов и их назначение

Содержание

Классификация режущего инструмента
Сферы использования
Выбор режущего инструмента

4.9.Назначение режущего инструмента

Задача назначения режущего инструмента (РИ) является важной задачей при проектировании перехода. Сложность назначения РИ вызвана, во-первых, большим разнообразием конфигурацией инструмента и его типоразмеров, а во-вторых, не полной формализацией задачи его назначения. Исходя из общей методики поиска технологического оснащения назначение режущего инструмента происходит в три этапа:

Выбор вида рещущего инструмента.
Выбор типоразмера инструмента.
Определение возможности использования пройденного типоразмера инструмента для заданной ситуации.

Первый этап назначения режущего инструмента

На первом этапе выполняется выбор вида РИ. Принятие решения осуществляется на основе соответствия:

Г р,1 = ( G р,1 , V 1 , R 1 ) ,

где
G р,1 – график соответствия, G р,1 = < 1,i , r 1,j >> ;
V 1 – множество входных элементов, V 1 = < v 1,i >, i=1, n 1 ;
R 1 – множество решений, R 1 = < r 1,j >, j=1, m 1 .

Исходными данными для выбора режущего инструмента являются:

технологические характеристики – группа оборудования и код перехода;

характеристики заготовки – группа материала и характеристики обрабатываемого элемента;

экономические характеристики – размер партии.

В качестве кода для группы оборудования могут быть использованы, например, кодовые обозначения по классификатору ЕСКД. При кодировании наименования перехода целесообразно использовать ГОСТ 3.1702-79. Для записи группы материала применяется технологический классификатор [13]. На выбор инструмента влияют форма и размеры обрабатываемого элемента, причем каждый вид инструмента рассчитан на определенный диапазон размеров элемента. Поэтому в алгоритме выбора вида РИ участвуют предельные размеры основного обрабатываемого элемента для каждого вида инструмента. Так как у каждого конструктивного элемента заготовки свой перечень основных размеров , то необходимо выбрать те параметры, которые в первую очередь влияют на выбор вида инструмента. Следовательно в алгоритме необходимо использовать обозначение размера или код такого обозначения, по которому можно узнать, какой размер используется при выборе вида инструмента. При автоматизированном определении вида инструмента этот код используется для выделения основного размера из описания элемента для последующего анализа: находится ли значение основного размера в заданных пределах.

Выходной элемент может содержать следующие параметры:

r 1,j = ;
где
nv – номер вида РИ;
kv – код вида РИ;
sv – приоритет для вида РИ;
anv – адрес набора данных с типоразмерами РИ;
mv – полное наименование вида РИ.

Вид инструмента кодируется либо по классификатору ЕСКД, либо по классификаторам самого предприятия.

Адрес набора данных с типоразмерами РИ используется в дальнейшем для вызова набора с типоразмерами и последующего поиска типоразмера РИ. При выборе вида инструмента может быть найдено несколько видов инструмента, которые могут быть использованы для обработки заданного элемента. Поэтому в выходных параметрах надо зафиксировать номер, который будет означать приоритет выбора инструмента. Чем больше номер, тем выше приоритет. Если в таблице выбрать строки для каждого вида инструмента в пределах одной группы оборудования и перехода располагать в порядке убывания приоритета, то для найденной совокупности записей первая запись будет по умолчанию обладать наибольшим приоритетом. Пример формирования набора данных для выбора вида инструмента приведен в разделе 4.9.4.

Принятие решения интерпретируется как получение образа входного множества относительно соответствия Г и,1 :

Множество MR 1 может содержать несколько решений: MR 1 = , k = 1. n k . Из этого множества выбирают вид режущего инструмента с наибольшим приоритетом:

MR 1 &right; r 1, p , при max(sv 1, p ).

Таким образом , на первом этапе находятся код и наименование вида РИ, а также адрес набора данных с типоразмерами РИ.

Второй этап назначения режущего инструмента

На первом этапе определен адрес anv p набора данных, в котором необходимо найти нужный (экземпляр) типоразмер инструмента. Принятие решений на этом этапе можно выразить следующим образом:

Г р,2 = р,2 , V 2 , R 2 >;

r 2,k = 1 , . ,р t , mt, st >;

где
n k – количество найденных типоразмеров РИ;
r 2,k – k -ый найденный типоразмер РИ;
p 1 , . ,р t – параметры найденного типоразмера;
mt – наименование найденного типоразмера;
st – приоритет найденного типоразмера.

Если найдено несколько типоразмеров ( n k > 0 ) , то выбираеся типоразмер с наибольшим приоритетом.

MR 2 &right; r 2, k , при max(st 2, k ).

Наименование mt найденного типоразмера заносится в технологическую карту.

Если поиск типоразмера закончился неудачно ( n k = 0 ) , то выбирается следующий из найденых ранее видов РИ для последующего поиска типоразмеров, либо составляется задание на проектирование и изготовление специального инструмента.

Способы принятия решений при выборе типоразмера аналогичны выше изложенным и более подробно изложены в разделе 4.9.2.

Третий этап назначения режущего инструмента

На третьем этапе выбранный инструмент надо проверить на возможность использования в конкретных условиях. Иначе говоря, необходимо проверить найденное РИ по тем параметрам, которые не участвовали при поиске типоразмера. Например был выбрано сверло для сверления короткого отверстия на дне паза (рис. 4.9.1).

Как видно из рисунка, в данном случае вместо короткого сверла необходимо выбрать сверло из сверл длинной серии. Необходим возврат к ранее найденым видам сверл и повторение поиска типоразмера сверла.

При положительных результатах проверки третий этап обычно завершается записью наименования инструмента в параметрическую модель заданного перехода. В некоторых случаях, в параметрическую модель перехода могут быть записаны и параметры инструмента, необходимые, например, для расчета режимов резания.

Как видно из сказанного, назначение РИ требует создания и сопровождения развитой базы данных ( знаний ) и библиотеки с эскизами инструмента. Создание такой базы является весьма трудоемким процессом, однако чем полнее база, тем быстрее выполняется назначение РИ и выше качество принимаемых реше ний.

Классификация режущих инструментов

Режущий инструмент можно классифицировать следующим образом:

1. Резцы, которые по виду обработки делятся на проходные, подрезные, отрезные, расточные, галтельные и фасонные. По характеру обработки резцы делятся на обдирочные (черновые), чистовые и для тонкого точения, по конструкции головки – на прямые, отогнутые, изогнутые, оттянутые, по технологическому назначению — на токарные, строгальные, долбежные и т. д.

2. Сверла, которые по конструкции делятся на плоские, или перовые; цилиндрические, которые бывают спиральными, или винтовыми, имеющими наибольшее применение; для глубокого сверления отверстий, длина которых.превышает диаметр более чем в 8 —10 раз; кольцевые (полые) для сверления отверстий диаметром более 100 мм в листовом материале; с прямой канавкой для сверления тонких листов, преимущественно латунных; центровочные.

3. Зенкеры, которые бывают цилиндрические (цельные и насадные), конические и торцовые.

4. Развертки, которые делятся на цилиндрические и конические, а по применению — на машинные и ручные.

5. Фрезы, которые в зависимости от назначения делятся на цилиндрические, торцовые, дисковые, концевые, угловые, шпоночные и фасонные.

6. Протяжки, которые по применению подразделяют на плоские для обработки шпоночных пазов, цилиндрические, круглые, прямоугольные или с другой формой поперечного сечения, протяжки для наружного протягивания.

7. Резьбонарезной инструмент для наружной резьбы — резьбовые резцы и гребенки, круглые плашки (лерки), резьбонарезные головки (радиального и тангенциального типа), плоские (клупповые) плашки, резьбовые фрезы (дисковые и гребенчатые). Кроме того, к резьбо-обрабатывающему инструменту относятсярезьбонакатные плашки (роликовые и плоские), с помощью которых наружную резьбу получают без снятия стружки;

для внутренней резьбы — резьбовые резцы и гребенки, метчики, резьбовые концевые фрезы (для нарезания резьб в отверстиях больших диаметров).

8. Зуборезный инструмент, к которому относятся дисковые и пальцевые зуборезные фрезы, червячные фрезы, долбяки, резцы, дисковые и реечные фрезы для обработки конических зубчатых колес, шевера.

9. Абразивный инструмент: шлифовальные круги различной формы, абразивные бруски, головки, сегменты.

1.Выбор вида режущего инструмента. Исходными данными для выбора режущего инструмента являются:

технологические характеристики – группа оборудования и код перехода; характеристики заготовки – группа материала и характеристики обрабатываемого элемента;экономические характеристики – размер партии. На выбор инструмента влияют форма и размеры обрабатываемого элемента, причем каждый вид инструмента рассчитан на определенный диапазон размеров элемента. Поэтому в алгоритме выбора вида РИ участвуют предельные размеры основного обрабатываемого элемента для каждого вида инструмента. Так как у каждого конструктивного элемента заготовки свой перечень основных размеров , то необходимо выбрать те параметры, которые в первую очередь влияют на выбор вида инструмента.

2.Выбор типоразмера инструмента. Если найдено несколько типоразмеров ( n_k > 0 ), то выбирается типоразмер с наибольшим приоритетом. Наименование mt найденного типоразмера заносится в технологическую карту. Если поиск типоразмера закончился неудачно ( n_k = 0 ) , то выбирается следующий из найденных ранее видов РИ для последующего поиска типоразмеров, либо составляется задание на проектирование и изготовление специального инструмента.

3.Определение возможности использования пройденного типоразмера инструмента для заданной ситуации. На третьем этапе выбранный инструмент надо проверить на возможность использования в конкретных условиях. Иначе говоря, необходимо проверить найденное РИ по тем параметрам, которые не участвовали при поиске типоразмера.

Решить задачу

Эб4

1.Определение рабочих поверхностей инструмента.

Режущая часть инструмента ограничивается рабочими поверхностями, которые в зависимости от расположения относительно обрабатываемого изделия имеют определенные названия. Разные инструменты имеют различную форму зажимной и режущей частей, однако их режущие части имеют общее устройство и ограничиваются рабочими поверхностями, присущими режущей части любого инструмента. Обычно режущая часть имеет одну переднюю и несколько задних поверхностей. Передней поверхностью (1) называется поверхность, по которой сходит образующаяся в процессе резания стружка.

Главной задней поверхностью (2) называется поверхность, обращенная к поверхности резания.

Вспомогательной задней поверхностью (3) называется поверхность, обращенная к обработанной поверхности.

Ребро, которое образуется в результате пересечения передней и главной задней поверхности, называется главной режущей кромкой (4). Пересечением передней поверхности с вспомогательной задней поверхностью образуется вспомогательная режущая кромка (5).

Точка пересечения главной (4) и вспомогательной (5) режущих кромок называется вершиной (6) режущего лезвия (резца, режущего зуба).

Для резки материалов могут применяться самые различные инструменты. Их классификация проводится по достаточно большому количеству признаков, которые позволяют провести выбор наиболее подходящего варианта исполнения изделия. Режущий инструмент при этом изготавливается из самого различного материала.

Классификация режущего инструмента

Выделяют довольно большое количество различных признаков классификации режущего инструмента, основной можно назвать конструктивные признаки. В зависимости от геометрической формы и основных параметров выделяют следующие варианты:

фрезы;
резцы;
зенкеры;
сверла;
развертки;
цековки;
метчики;
плашки;
шеверы;
ножовочное полотно;
инструмент абразивного типа.

Все приведенные выше виды режущих инструментов характеризуются своими определенными особенностями. Примером можно назвать ручной режущий инструмент под названием плашка. За счет применения особого крепления можно получить резьбовую поверхность на цилиндрической поверхности.

Довольно большое распространение получили резцы. Их относят к режущему инструменту, который предназначен для обработки исключительно тел вращения.

Среди особенностей подобного варианта исполнения отметим следующее:

Есть рабочая часть и державка.
Угол заточки может существенно отличаться в зависимости от предназначения изделия.
При изготовлении применяются самые различные сплавы, которые и определяют область применения изделия.

Фрезеры встречаются в последнее время довольно часто. Это связано с тем, что подобный режущий инструмент может использоваться для получения корпусных изделий. Особенностью назовем то, что основное вращение передается фрезе, в это время заготовка находится в неподвижном состоянии. Конструктивно фрезы намного сложнее резцов, что определяет более высокую стоимость.

Основная классификация фрез представлена областью применения. Примером назовем следующие варианты исполнения:

Концевые.
Цилиндрические.
Червячные и другие.

Встречается просто огромное количество фрез, все они также обладают своими определенными характеристиками.

Довольно распространены сверла. Подобное изделие осевого типа применяется в случае, когда нужно получить отверстие в сплошном материале.

На момент резания сверла совершают вращательное движение, по винтовым канавкам стружка удаляется с зоны резания. Отличаются сверла по следующим признакам:

Тип применяемого материала.
Диаметральный размер.
Тип хвостовика.
Угол заточки режущей кромки.

Инструменты осевого типа весьма распространены. Примером можно назвать зенкеры, применяемые для корректировки размера и формы отверстия. Кроме этого, в эту группу включаются и развертки, которые требуются для удаления высокой шероховатости с поверхности стенок отверстия.

Инструменты режущие и ударные с острой режущей кромкой также весьма распространены. В эту группу включается долбяк, который может применяться для получения зубьев. Довольно обширными возможностями характеризуются насадки абразивного типа, применяемая для снижения степени шероховатости поверхности.

Все приведенные выше изделия можно разделить на несколько основных групп:

Изделия для работы с телами вращения. В эту группу входят различные резцы и абразивные круги. Как правило, в подобном случае основное вращение получает заготовка, а инструмент находится в неподвижном состоянии. Устанавливаются эти изделия на токарном оборудовании самого различного типа.
Достаточно большая группа представлена режущими инструментами, предназначенными для получения и обработки уже готового отверстия. Примером можно назвать сверла, протяжки, зенкеры и другие варианты исполнения. Осевой получает вращение, режущая часть представлена витками с различным углом заточки.
Отдельная группа представлена приспособлениями, предназначенными для нарезания резьбовых витков на цилиндрической поверхности. Особая форма режущей части позволяет получать витки с определенным расположением относительно друг друга. Резьбовая поверхность сегодня встречается крайне часто, так как она применяется при создании различных соединительных элементов. В быту нарезка проводится при применении ручных инструментов, в промышленности встречаются станки с особыми режимами работы.
Довольно большое распространение в машиностроительной отрасли получили зубчатые колеса и другие подобные изделия. Для их получения подходят шеверы, долбяки и другие.

Выделяют также второстепенные признаки классификации. Примером назовем то, каким образом режущая кромка взаимодействует с обрабатываемой поверхностью. По этому признаку выделяют:

Обычные варианты исполнения получили весьма широкое распространение. Как правило, они получаются при применении технологии литья. Основная и рабочая часть конструкции в большинстве случаев представлена идентичным материалом.
Ротационные характеризуются непрерывным обновляющимся круговым лезвием.

Важным критерием можно назвать тип изготовления. В зависимости от этого выделяют:

Цельные конструкции встречаются крайне часто, что связано с их относительно невысокой стоимостью и надежностью в применении.
Составные обходятся намного дороже, но при этом есть возможность использовать более качественные материалы при создании режущей кромки.
Сборные также характеризуются тем, что состоят из отдельных частей.

Сборные также можно охарактеризовать тем, что соединение разъемное. Составные зачастую изготавливаются при применении технологии сварки, за счет чего провести отсоединение режущей кромки не получится.

Классификация режущего инструмента также проводится по способу крепления.

Выделяют следующие варианты исполнения:

В продаже можно встретить просто огромное количество различных вариантов исполнения дополнительной оснастки, которая существенно расширяет функциональность оборудования.

Сферы использования

Сфера применения режущего инструмента весьма обширна. Большая часть изделий встречается в машиностроении, так как заготовки представлены различными сплавами. Рассматривая сферу применения отметим следующие моменты:

Большая часть изделий может резать по металлу только при условии передачи большого усилия при жестком закреплении заготовки. Именно поэтому они изготавливаются таким образом, чтобы могли устанавливаться в станках и другом подобном оборудовании. Область применения – промышленность с различным показателем производительности труда. Отличительной особенностью подобной группы можно назвать длительный эксплуатационный срок и устойчивость к износу.
Также обработка заготовок может проводится в домашней мастерской. Для подобного случая подходят варианты исполнения, которые применяются при ручной обработке или применении настольного оборудования. Специалисты рекомендуют выбирать для домашней мастерской варианты исполнения из низкой ценовой категории. Это связано с тем, что они отлично подходят для обработки при небольшой подаче и скорости резания. Режущие инструменты для промышленных станков обходятся намного дороже и требуют профессиональной периодической заточки.

В целом можно сказать, что область применения режущего инструмента весьма обширна. Механическое резание может проводится только при наличии режущей кромки.

Выбор режущего инструмента

Только правильно подобранный инструмент может применяться для получения качественного изделия. Среди столь большого выбора подобрать наиболее подходящий вариант исполнения изделия сложно. Режущий инструмент по металлу выбирают с учетом следующих рекомендаций:

Для начала определяется поставленная задача. Как правило, технология производства составляется технологом, который также указывается наиболее подходящий режущий инструмент. К примеру, получить тело вращения можно с требуемым диаметром можно при использовании резца, отверстие сверла. При этом одна деталь может изготавливаться при применении одного вида изделия с различными параметрами.
Следующий шаг заключается в определении того, какое именно оборудование будет применяться для передачи вращения. Примером можно назвать промышленные станки или ручные конструкции. От этого момента зависит то, какая державка подойдет.
На момент составления технологической карты указываются основные параметры резания. С учетом подобного показателя проводится выбор режущего инструмента по типу применяемого материала при изготовлении основной или рабочей части.
Учитывается и производительность применяемого оборудования. Для выпуска большого количества продукции нужно выбирать вариант исполнения с повышенной износостойкостью.

Производство режущего инструмента предусматривает соблюдение определенных требований, которые устанавливаются в проектной документации. Кроме этого, уделяется внимание популярности бренда, так как от этого зависит качество.

В заключение отметим, что неправильно подобранное изделие может создать серьезные проблемы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.