Ответы по ГОСам 2015 баки

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА

1. Задний угол рабочей части режущего инструмента. Его влияние на процесс резания и работоспособность режущего инструмента.

Задний угол α – это угол между плоскостью резания и плоскостью, касательной к задней поверхности. Фактически это угол зазора, препятствующего трению задней поверхности резца о поверхность резания. Он влияет на интенсивность износа резца и в сочетании с углом γ влияет на прочность режущего клина и условия отвода тепла из зоны резания.

Чем меньшую нагрузку испытывает режущий клин и чем он прочнее, тем больше значение угла a, величина которого зависит, таким образом, от сочетания свойств обрабатываемого и режущего материалов, от величины подачи и других условий резания. Например, для резцов из быстрорежущей стали при черновой обработке конструкционных сталей α = 6...8°, для чистовых операций α = 10...12°.

2.Передний угол рабочей части режущего инструмента. Его влияние на процесс резания и работоспособность режущего инструмента.

Передний угол γ – это угол между основной плоскостью и плоскостью, касательной к передней поверхности. Величина этого угла оказывает на процесс резания определяющее влияние, так как от него зависят степень деформации металла при переходе в стружку, силовая

итепловая нагрузки на режущий клин, прочность клина и условия отвода тепла из зоны резания. Оптимальное значение переднего угла γ определяется опытным путем в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого и режущего материалов, факторов режима резания (V, S, t) и других условий обработки. Возможные значения угла γ находятся в пределах 0...30°. Для упрочнения режущего клина, особенно изготовленного из хрупких режущих материалов, на передней поверхности затачивают фаску с нулевым или отрицательным передним углом (γф = 0...–5°), шириной f, зависящей от подачи.

3.Угол наклона главной режущей кромки. Его влияние на процесс резания и прочность режущей части инструмента.

Угол наклона главной режущей кромки λ – это угол между основной плоскостью,

проведенной через вершину резца, и режущей кромкой. Он измеряется в плоскости резания и служит для предохранения вершины резца А от выкрашивания, особенно при ударной нагрузке, а также для изменения направления сходящей стружки. Угол λ считается положительным, когда вершина резца занижена по сравнению с другими точками главной режущей кромки и в контакт с заготовкой включается последней. Стружка при этом сходит в направлении обработанной поверхности (от точки В к точке А), что может существенно повысить ее шероховатость. При черновой обработке это допустимо, так как после нее следует

чистовая операция, снимающая эти неровности. Но при чистовых операциях, когда нагрузка на режущий клин невелика, первостепенное значение приобретает задача отвода стружки от обработанной поверхности. С этой целью назначают отрицательные значения угла (–λ). При этом вершина резца А является наивысшей точкой режущей кромки, а стружка сходит в направлении от точки А к точке В.

4. Сверла спиральные (винтовые). Их геометрические параметры, область применения, особенности. Основные конструктивные элементы и геометрические параметры спиральных сверл показаны на рис. 2. На конической режущей части с углом 2φ при вершине расположены две главные режущие кромки - линии пересечения винтовых передних и задних поверхностей. Форма задних поверхностей определяется методом заточки. В результате пересечения двух задних поверхностей образуется поперечная режущая кромка, наклоненная к главной режущей кромке под углом ψ. Эта кромка располагается на сердцевине сверла с условным

диаметром d0 = (0,15...0,25)d , где d - диаметр сверла. Две вспомогательные режущие кромки лежат на пересечении передних поверхностей и цилиндрических калибрующих ленточек, направляющих сверло в отверстии и образующих калибрующую часть сверла. Угол наклона вспомогательных кромок к оси сверла ω определяет в основном величину передних углов γ на главных режущих кромках, которые, как будет показано ниже, переменны по величине в разных точках этих кромок.

Для снижения трения калибрующих ленточек о стенки отверстия их ширину в зависимости от диаметра сверла принимают ƒ = (0,32...0,45) d 0,5 ,а высоту = 0,1...0,3 мм. Во избежание защемления сверла в отверстии предусматривается уменьшение его диаметра к хвостовику - обратная конусность, равная 0,03...0,12 мм на 100 мм длины рабочей части. У сердцевины сверла с целью повышения его прочности и жесткости предусматривается прямая конусность, т.е. увеличение ее диаметра в направлении к хвостовику, равное 1,4...1,7 мм на 100 мм длины.

Режущая и калибрующая части сверла составляют его рабочую часть, по длине которой сверла делятся на короткую, среднюю и длинную серии. Стандартные спиральные сверла изготавливают диаметром 0,1...80 мм с допусками по А8...А9. За рабочей частью стерла следует шейка, которая используется для нанесения маркировки сверла: диаметра, материала режущей части, товарного знака завода-изготовителя.

Хвостовики бывают двух типов: конические (типа Морзе) с лапкой на конце для сверл d = 6...80 мм и цилиндрические для сверл d = = 0,1...20 мм. У сверлd > 8 мм хвостовики делают из конструкционной стали 45 или 40Х, свариваемой с рабочей частью. Для увеличения силы трения в месте крепления сверла в патроне и возможности правки сверл по длине хвостовики термически не обрабатывают. Лапки сверл для упрочнения закаливают, так как они используются для выбивания сверл из отверстия шпинделя станка или из переходной втулки.

Геометрические параметры спиральных сверл. Спиральные сверла имеют сложную геометрию режущей части, что объясняется наличием большого числа кромок и сложных по конфигурации передних и задних поверхностей.

Геометрические параметры спирального сверла рассмотрены ниже.

Угол при вершине 2φ , который играет роль главного угла в плане. У стандартных сверл 2φ = 116... 120° . При этом главные режущие кромки строго прямолинейны и совпадают с линейчатой образующей винтовой передней поверхности. При заточке сверл угол заточки ( 2φзат ≠ 2φ ) может быть изменен в пределах от 70° до 135°. При этом режущие кромки

становятся криволинейными, меняются соотношение ширины и толщины срезаемой стружки и величины передних углов на главных режущих кромках. Соответственно меняются степень деформации срезаемого припуска, силы и температура резания и условия отвода стружки.

На основании производственного опыта оптимальное значение угла 2φ рекомендуется брать в зависимости от обрабатываемого материала, например, при обработке конструкционных сталей 2φ = 116... 120° , коррозионно-стойких и высокопрочных сталей 2φ = 125... 150° , чугуна, бронзы 2φ = 90... 100° , чугуна высокой твердости 2φ = 120... 125° , цветных металлов (алюминиевые сплавы, латунь, медь) 2φ = 125... 140°.

Задний угол α на главных режущих кромках создается путем заточки перьев сверл по задним поверхностям, которые могут быть оформлены как части плоской, конической или винтовой поверхностей.

5. Зенкеры, их классификация, назначение, геометрические параметры.

Зенкеры – осевой режущий инструмент, предназначенный для повышения точности формы отверстия, полученных после сверления, отливки, ковки, штамповки, а также для обработки торцовых поверхностей бобышек, выступов и др. Зенкеры для обработки цилиндрических отверстий применяют для окончательной обработки отверстий с допуском по 11-, 12-му квалитетам и обеспечивают параметр шероховатости поверхности Ra=20...40 мкм или для обработки отверстий под последующее развертывание.

Классификация зенкеров.

1)По методу закрепления на шпинделе станка: a) Хвостовые с коническим хвостовиком;

b) Насадные с коническим отверстием и торцевой шпонкой.

2)По инструментальному материалу режущей части:

a)Из углеродистой и легированной стали, — применяются очень редко;

b)Из быстрорежущей стали — наиболее распространенные;

c)Оснащенные твердым сплавом.

3)По конструкции: a) Цельные;

b) Составные:

. Сварные — быстрорежущая сталь;

. С припаянными пластинами твердого сплава;

c) С вставными ножами из инструментального материала;

4)По форме отверстия делятся на:

А) Цилиндрические Б) Конические

В) Зенковка Г) Торцовые Д) Цековки

6. Развертки, их классификация, конструкция, назначение, геометрические параметры. Развертки

Развертки - это осевые многолезвийные режущие инструменты, применяемые для чистовой обработки отверстий. Точность отверстий после развертывания составляет JT8...JT6, а шероховатость поверхности - Ra1,25...0,32. При этом наилучшие результаты достигаются в случае двукратного развертывания, когда первая развертка снимает 2/3 припуска, а вторая - оставшуюся 1/3. Такие же показатели можно получить и при шлифовании, однако после развертывания качество обработанной поверхности выше, так как на шлифованной поверхности остаются частицы абразива, которые приводят к ускоренному износу сопрягаемых деталей.

Кинематика рабочих движений при развертывании подобна сверлению и зенкерованию. В отличие от зенкеров, развертки имеют большее число зубьев (z = 6...14) и, как следствие, лучшее направление в отверстии. Они снимают значительно меньший припуск (t = 0,15...0,50 мм), чем при зенкеровании. С целью достижения минимальной шероховатости поверхности развертки при обработке сталей работают на низких скоростях резания (V = 4... 12 м/мин), т.е. до области появления нароста. Тем не менее, благодаря большому числу зубьев производительность при развертывании достаточно высока, так как машинное время уменьшается за счет увеличения числа зубьев:

tM = L 0 / ( Sz · z · n )

где L 0 - длина обрабатываемого отверстия, мм; S z - подача на зуб, мм;

Угол в плане φ заборного конуса оказывает большое влияние на условия работы развертки, так как он определяет соотношение между шириной b и толщиной t слоя, срезаемого каждым зубом. Из рис. 2 следует, что b = t / sin φ; а = Sz sin φ.

Угол φ также определяет усилие подачи, поскольку

Px = R xy · sin φ

Где R xy - равнодействующая радиальной Py и осевой Px составляющих силы резания.

Рис. 2. Радиальная Ру и осевая Рх составляющие силы резания и параметры сечения срезаемого слоя при развертывании

С уменьшением угла φ сила подачи уменьшается и обеспечиваются плавный вход и выход развертки из отверстия. По этим причинам у ручных разверток угол φ принимается равным 1...2°. У машинных разверток при обработке сталей φ = 12...15°, чугуна φ = 3...5°, а при обработке глухих отверстий φ = 45°.

Длина заборного конуса развертки l1 = ( 1,3 ... 1,4 ) · t · ctg φ .

Калибрующая часть развертки примерно до половины ее длины l2 цилиндрическая. На остальной части она затачивается с небольшой обратной конусностью, т.е. с уменьшением диаметра по направлению к хвостовику развертки. У ручных разверток величина обратной конусности на 100 мм длины равна 0,01...0,05 мм, у машинных разверток при жестком креплении инструмента - 0,04...0,06 мм; при плавающем креплении в патроне - 0,08...0,015 мм. Обратная конусность необходима для уменьшения разбивки отверстия при выходе из него развертки. Так как ее величина мала, то при небольшой длине калибрующей части обратную конусность иногда делают сразу за заборным конусом, не оставляя цилиндрического участка. Общая длина рабочей части разверток: у ручных разверток l = (4...10)d, у машинных l = (0,75...2,0)d..

Задний угол, равный a= 5... 12°, получают заточкой задних поверхностей развертки по плоскости, причем в отличие от других видов инструментов меньшее значение этого угла рекомендуется брать при чистовой обработке, а большее - при черновой.

Зубья на заборном конусе затачивают остро, а на калибрующей части у них оставляют узкие цилиндрические направляющие ленточки шириной 0,08...0,40 мм для d = 3...50 мм. Их тщательно доводят, благодаря чему обеспечивается выглаживание микронеровностей обработанной поверхности и предотвращается налипание мелкой стружки, ухудшающей шероховатость поверхности отверстий и снижающей стойкость разверток.

Допуски на диаметр развертки в связи с тем, что развертки являются чистовым инструментом, обеспечивающим высокую точность по диаметру (JT8...JT6), должны быть очень малыми, примерно в 3 раза меньшими, чем допуски на обрабатываемое отверстие.

При назначении допусков на диаметр развертки необходимо стремиться к выполнению следующих условий:

обеспечить размер отверстия детали в пределах допуска dA;

допуск на изготовление развертки dp должен быть не очень узким, так как в этом случае резко возрастает стоимость ее изготовления;

для повышения стойкости развертки необходимо предусмотреть допуск на износ (переточку) dи развертки.

Таким образом, необходимо установить верхнее и нижнее отклонения для новой развертки и нижнее - для изношенной развертки. При этом нужно учитывать возможность появления максимальной и минимальной разбивки отверстия, которая может быть положительной или отрицательной.

При положительной разбивке диаметр отверстия после вывода развертки становится больше ее диаметра. Основные причины такой разбивки:

несовпадение осей вращения развертки и обрабатываемого отверстия; биение режущих кромок; нарост и мелкая стружка на направляющих ленточках и др.

Отрицательная разбивка проявляется в уменьшении диаметра отверстия после вывода развертки. Она встречается реже и имеет место при обработке тонкостенных заготовок развертывании отверстий в цветных: металлах вследствие упругих деформаций поверхностей отверстий, а также при работе твердосплавных разверток по закаленным сталям из-за высокой температуры резания и термических деформаций детали.

На рис. 3, а, б показано расположение полей допусков на развертку и обрабатываемое отверстие при обоих видах разбивки.

Рис. 3. Схемы расположения полей допусков на диаметр развертки и отверстия: а - при положительной разбивке отверстия; б - при отрицательной разбивке отверстия

При положительной разбивке (рис. 3, а) допустимое верхнее отклонение допуска на развертку BO = δ A - P max, нижнее отклонение у изношенной развертки HO = - P min. При отрицательной разбивке (рис. 3, б) BO = δ A + P max, HO = P max. Такое же соотношение положений полей допусков на отверстие и развертку сохраняется и для случаев обработки отверстия в системе вала. Значения Рmaх и Рmin определяются экспериментально.

В случае положительной разбивки ориентировочно можно принять

P max ≈ δ p = ( 1 / 3 ) δА, а запас на износ δИ ≈ ( 0,45 ... 0,60 ) · δ A (здесь δ A берется для отверстий по JT5...JT8).

Особенности конструкций других типов разверток В ремонтном деле применяются цилиндрические ручные развертки, регулируемые по диаметру.

Одна из конструкций такой развертки приведена на рис. 4, а. В корпусе 3 развертки, изготовленном из стали 9ХС, имеется отверстие, состоящее из конической и цилиндрической частей, в которое помещается шарик 2, передвигаемый регулировочным винтом 1 вдоль оси. Между зубьями по впадине сделаны продольные прорези. По мере перемещения шарика винтом за счет упругих деформаций стенок развертки увеличивается диаметр калибрующей части развертки. Величина D регулирования диаметра небольшая и берется в зависимости от диаметра развертки, например:

d , мм .......... 10 ... 20 20 ... 30 30 ... 50 , мм ............ 0,25 0,4 0,5

Машинные развертки, изготавливаемые насадными сборными (рис. 4, б), можно регулировать по диаметру за счет перестановки ножей по рифлениям. Более тонкую регулировку можно осуществить путем перемещения ножей с рифлениями вдоль пазов, наклоненных под углом 5° к оси развертки. У таких инструментов ножи упираются торцами в регулировочную гайку с контргайкой, а их закрепление осуществляется специальными эксцентриковыми кулачками, боковые стороны которых прошлифованы по архимедовой спирали.

Есть и другие конструкции сборных разверток. При их эксплуатации следует иметь в виду, что после каждой регулировки необходимы шлифовка и доводка развертки по диаметру, так как из-за жестких требований к точности разверток ее невозможно обеспечить только регулировкой.

Рис. 4. Развертки, регулируемые по диаметру: а - ручная; б - машинная насадная сборная

Рис. 5. Развертка с кольцевой заточкой

Развертки с кольцевой заточкой нашли широкое применение в тяжелом машиностроении благодаря высокой производительности и надежности в работе.

Режущая часть таких разверток (рис. 5, а) не имеет заборного конуса, а состоит из трех участков. В начале находится направляющий конус длиной до 2 мм с углом φ = 45° и зубьями, заточенными с задним углом, равным α = 12°, снимающими припуск, как зенкер. Затем следуют второй и третий участки, выполненные в виде кольцевых поясков шириной b = 2...4 мм (в зависимости от размера развертки) и диаметром на 0,2...0,4 мм меньшим, чем диаметр калибрующей части. Главные режущие кромки, снимающие припуск, расположены на торцах уступов под углом φ = 90° к оси и имеют нулевой задний угол. Калибрующая часть - цилиндрическая, шлифуется по направляющим ленточкам шириной f без обратного конуса за одну установку. Число зубьев уменьшено, за счет чего увеличен объем стружечных канавок. В этом случае ориентировочно с последующим округлением до ближайшего четного числа. Расположение зубьев по окружности равномерное. Стружечные канавки прямые, но для обработки прерывистых поверхностей применяют винтовые канавки с направлением, обратным вращению развертки. z = 1,5 · d ½ с последующим округлением до ближайшего четного числа. Расположение зубьев по окружности равномерное. Стружечные канавки прямые, но для обработки прерывистых поверхностей применяют винтовые канавки с направлением, обратным вращению развертки.

Благодаря тому, что главные режущие кромки расположены перпендикулярно к оси развертки (рис. 5, б), радиальная составляющая силы резания очень мала, а широкие кольцевые ленточки обеспечивают лучшее направление развертки в отверстии. При этом точность по диаметру при обработке стали составляет JT8, шероховатость поверхности - Ra 1,25...0,63, а производительность по сравнению с обычными развертками выше на 50 %. Благодаря простоте переточки по конусу и ленточкам такие развертки имеют большую стойкость, допуская от 10 до 20 переточек. Крепление разверток в шпинделе станка жесткое, а биение и несоосность развертки с обрабатываемым отверстием должны быть не более 0,1 мм.

Развертки такой конструкции позволяют увеличить припуск под развертывание до 1 мм на сторону, причем их можно применять сразу после сверления, исключая операцию зенкерования. Котельные развертки (рис. 6) применяют при подготовке отверстий под заклепки в двух или более соединяемых листах. Они получили широкое распространение в котло-, корабле- и авиастроении, а также при изготовлении мостовых конструкций.

Котельные развертки работают в тяжелых условиях, так как из-за неизбежных несовпадений осей отверстий в пакетах листов приходится удалять большой припуск - до 1...2 мм на сторону, т.е. почти как при зенкеровании. При этом обрабатываемые материалы, как правило, вязкие и пластичные.

Для лучшего направления разверток в отверстии, снижения осевых усилий и уменьшения шероховатости поверхности используются винтовые зубья с углом ω = 25...30° с направлением, обратным вращению инструмента. Котельные развертки имеют малый угол заборного конуса, равный 2φ = 3...5°30' и, соответственно, большую длину режущей части, равную 1/3...1/2 длины рабочей части инструмента. Число зубьев z = 4...6 при диаметре разверток d = 6...40 мм. Передний угол зубьев в сечении, перпендикулярном к винтовым канавкам, γ = 12...15°, задний угол α = 10°. Зубья на калибрующей части имеют узкие направляющие ленточки шириной f = 0,2...0,3 мм с обратной конусностью 0,05...0,07 мм на 100 мм длины.

Рис. 6. Котельная развертка

Котельные развертки изготавливают как ручные с цилиндрическим хвостовиком, так и машинные с коническим хвостовиком, устанавливаемые на радиально-сверлильных станках или на пневматических дрелях.

Для лучшего направления разверток иногда впереди их рабочей части предусматривают направляющие цапфы, как у зенковок. У разверток больших диаметров с целью обеспечения надежного дробления стружки на зубьях заборного конуса в шахматном порядке наносят стружкоделительные канавки.

Конические развертки применяют для получения точных конических отверстий под штифты (конусность 1:50), конусы Морзе и метрические, посадочные отверстия насадных зенкеров и разверток (конусность 1:30) и др. Конические отверстия формируют либо из цилиндрических, полученных сверлением, либо из конических отверстий, полученных расточкой при обработке очень крутых конусов, например с конусностью 7:24.

Условия работы таких разверток очень тяжелые, так как у них длина режущих кромок, снимающих припуск, большая и равна длине образующей конуса, а толщина срезаемого слоя определяется перепадом диаметров.

Требования к точности конических отверстий достаточно высоки, так как от нее часто зависят прочность и герметичность соединяемых деталей, величина передаваемого крутящего момента и др. При этом точность обработанных отверстий обеспечивается точностью изготовления разверток.

В отличие от цилиндрических, у конических разверток отсутствует разделение на режущую и калибрующую части, так как зубья, расположенные на конической поверхности, являются одновременно и режущими, и калибрующими.

При обработке отверстий с конусностью большей 1:20 приходам снимать припуск такой большой величины, что его можно удалить только с помощью комплекта разверток.

7. Схемы срезания припуска при протягивании. Протягивание - обработка металла протяжками

Протягивание применяется как окончательный вид обработки деталей, обеспечивающий высокую точность размеров и качество обработанных поверхностей. Метод высоко производительный, поскольку полная обработка изделия производится за один проход инструмента. Инструментами служат протяжки и прошивки. Протяжки протягиваются через

обрабатываемое изделие, а прошивки продавливаются (прошиваются) через него. Главным движением является движение протяжки, а скорость его — скоростью резания. Движение подачи отсутствует. Срезание припуска обеспечивается увеличением размера (подъемом) зубьев: каждый последующий зуб выше предыдущего на величину подачи sZ.

Глубиной резания при протягивании является ширина обрабатываемой поверхности или периметр обрабатываемого отверстия.

Рис. 1. Схема срезания припуска при протягивании

Срезание припуска производится последовательно (послойно) режущими зубьями протяжки (рис. 1). Из этого рисунка видно, что первый зуб не срезает припуск, так как его размер меньше размера отверстия протягивания. Второй зуб срезает слой припуска, расположенный против этого второго