ТЕМА 3. ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ КОНСТРУКЦІЙ РІЗАЛЬНИХ ІНСТРУМЕНТІВ

 

         3.1. Загальні принципи роботи ріжучих інструментів і побудова їх конструкцій

 

        Ріжучі інструменти застосовують для утворення необхідних форми і розмірів поверхонь заготовок зрізанням порівняно тонких шарів матеріалу     (стружки). Незважаючи на велику відмінність окремих видів інструментів за призначенням і конструкції,  у них є багато спільного: умови роботи, загальні конструктивні елементи і способи їх обґрунтування, принципи розрахунку. Основні визначення та позначення загальних понять про ріжучі  інструменти та обробку різанням наведено  відповідно в ГОСТ 25751 - 83 та                  ГОСТ 25762 - 83.

У всіх ріжучих інструментів є  робоча і кріпильна частини. За кількістю лез (зубів) інструменти можуть бути інструменти одно - і багатолезові . На зубцях , як однолезових, так і багатолезових  інструментів є головна і допоміжна ріжучі кромки, їх з’єднання  утворює  вершину леза. Розрізняють зуби чорнові, перехідні, чистові і калібрувальні в залежності від перетину зрізаних шарів.

Залежно від виду головного руху можуть утворюватись такі конструкції  інструменту: при обертальному головному русі інструмент має форму тіла обертання з зубами по периферії, торцям. Якщо обертальний головний рух передається  заготовці, то інструмент може бути більш простої форми і мати навіть один ріжучий елемент, наприклад різець, який  здійснює рух подачі паралельно, перпендикулярно або похило відносно осі головного обертального руху.

 

        3.2. Інструменти складової і збірної конструкції. Вимоги до конструкцій. Види кріплення робочих елементів

 

Конструктивні та геометричні параметри РІ. Технічні вимоги до РІ

        Кожний різальний інструмент має робочу і приєднувальну (кріпильну) частини.

        Приєднувальна ( кріпильна ) частина служи для установки і закріплення інструменту в технологічному обладнанні. Вона повинна сприймати силове навантаження процесу різання (крутні, згинальні, розтягу  і стиску напруги в їх сукупності), забезпечити вібростійкість (жорсткість) ріжучої частини інструменту. У багатьох видів інструменту приєднувальна (кріпильна) частина явно виражена і відокремлена від робочої частини (різці, свердла і т.д.), у деяких видів інструментів приєднувальна (кріпильна), частина входить в робочу частину ( насадні ріжучі інструменти – фрези). Оформлення приєднувальних частини залежить від конструкції інструмента.

У різців приєднувальну частину роблять у вигляді стрижня квадратного, прямокутного або круглого перетину.

При обертальному головному русі інструмента  приєднувальну частину виконують у вигляді посадкового отвору (циліндричного або конічного з конусністю 1:30) у насадних і дискових циліндричних інструментів або у вигляді хвостовика (конічного або циліндричного) у хвостових ріжучих інструментів (свердла, розгортки і т . д.).

Робоча частина відокремлює від заготовки зрізаний шар і відводить стружку із зони різання. Багато інструментів, залежно від конструкції і призначення, мають робочу частину, що складається з ріжучої і калібрувальної.  Ріжуча частина безпосередньо відокремлює зрізаний шар, а калібрувальна забезпечує точні розміри, форму і якість обробленої поверхні.

Величини допусків на калібрувальні частини інструментів призначають залежно від точності деталі або заготовки на даній операції.

Сучасний ріжучий інструмент, як правило, складальний: робоча частина виконується з інструментального матеріалу, а приєднувальна частина з конструкційних.

З'єднання робочої частини і приєднувальних частин здійснюється за допомогою: зварювання, пайки, наклейки, запресування, карбування або механічного кріплення (збірна конструкція) .

Способи механічного кріплення ріжучої частини більш характерні для інструментів автоматичних виробництв.

Існує два різновиди механічного кріплення :

1. Без подальшого заточування. Відносяться ті інструменти у яких задані з умов обробки параметри ріжучої частини утворюються за рахунок вибору відповідних форм і розмірів ріжучих вставок і гнізда. У цю групу входять ріжучі інструменти, що оснащуються непереточуваними багатогранними і круглими пластинками з твердих сплавів, мінералокераміки і над твердих матеріалів.

Основні вимоги :

- надійність;

- швидкість і точність кріплення;

- підвищена точність виконання як посадочних гнізд під ріжучі елементи, так і самі ріжучих елементів (пластинок);

- взаємозамінність ріжучих елементів.

2. З подальшим заточуванням ріжучих елементів. Відносяться ріжучі інструменти у яких геометричні параметри ріжучої частини попередньо утворюються за рахунок форми і розмірів ріжучих елементів і корпуса, а остаточно шляхом заточування зібраного інструмента. При даній різновидності, кріплення ріжучих елементів до корпусу здійснюється за допомогою різних замків, рифлень, клинових з'єднань.

Вимоги до точності виконання корпусів, гнізд і самих ріжучих елементів нижче ніж при кріпленні по першому різновиду, а основними вимогами є :

- забезпечення геометрії і точності шляхом заточувань і переточувань;

- можливість перестановки ріжучих елементів відносно корпусу, як в радіальному, так і в осьовому напрямках для компенсації зносу і створення припуску під переточку;

- забезпечення певного числа переточувань за рахунок вибору відповідних розмірів ріжучих елементів .

Перший різновид (без подальшого переточування) більш поширений, він відрізняється раціональним використанням інструментального матеріал , швидкій зміні леза що затупилося ,  як правило, без знімання інструмента з верстата, підвищеними режимами при експлуатації, підвищеної працездатності інструменту, ліквідацією операцій заточування і переточування і широкими технологічними можливостями (так як на один і той же корпус можна кріпити пластинки з різних інструментальних матеріалів).

Закріплення ріжучих елементів по першому різновиду здійснюються (рис.3.1).

а ) притиск пластинки до опорної площини з боку передньої грані або

з боку опорної площини. Ця схема застосовується для закріплення      пластинок без отворів, особливо з мінералокераміки синтетичних над

твердих матеріалів (щоб не послаблювати січення);

б) притиск пластинки через отвір рухомим штифтом до опорної площини;

в) притиск пластинки через конічний отвір або фаску до опорної поверхні за допомогою гвинта;

г) притиск пластинки через отвір з одночасним піджимом до опорної поверхні.

Спільною особливістю конструкції інструменту з непереточуваними пластинками є невідповідність, як правило, кутів різання інструменту з кутами пластинок. Робочі задні кути отримують за рахунок установки пластин з поворотами.

 

Рис. 3.1 – Закріплення ріжучих елементів

 

Розворот пластинок в корпусі інструменту (державці) доцільно проводити в напрямку перпендикулярному головній різальній кромки, при цьому задній кут α є додатнім, і процес різання стає можливим.

Крім ріжучих пластинок непереточувані інструменти містять елементи кріплення пластин (притиски, гвинти, опорні пластини і стружколами).

Опорні пластини застосовують як підкладки під ріжучі пластини, для підвищення терміну служби корпусу інструменту на якому кріплять ріжучі пластинки. Опорні пластинки виконують з твердих сплавів або загартованих сталей.

До недоліків інструментів з механічним кріпленням  непереточуваних пластинок відносяться:

- деяка обмеженість технологічних можливостей (дозволяє змінювати свою геометрію тільки в межах наявного виконання пластинок);

- важкість стружковідводу при кріпленні по передній поверхні;

- збільшені габарити за рахунок кріпильних елементів;

Вибір конструкції інструменту (цілісний, складальний або збірний) проводять в залежності від типу і розмірів ріжучого інструменту.

Матеріал робочої частини інструменту призначають виходячи з конкретних умов роботи. Матеріал приєднувальних частини повинен забезпечувати міцність, жорсткість і зносостійкість.