13. Выбор режущего инструмента

Для выполнения каждой проектируемой операции выбирают необхо­димый режущий инструмент. При этом руководствуются следующими со­ображениями:

- инструмент должен обеспечивать требуемые точность и качество обработанных поверхностей, а также необходимую производительность и рентабельность.

Применение того или иного инструмента диктуется следующими фа­кторами: методом обработки поверхности, видами станка и техноло­гической оснастки, конфигурацией и размерами заготовки, обрабаты­ваемым материалом, типом и уровнем организации производства и пр. В единичном и серийном производстве предпочтение отдают более дешевому универсальному (покупному) инструменту; в крупносерий­ном и массовом - широко используют дорогой, но более производите­льный специальный инструмент, изготавливаемый в инструментальном цехе предприятия. В реальных условиях считаются с наличием или возможностью приобретения необходимого (подходящего) инструмента.

Режущие свойства инструмента подбирают с учётом условий и стадии выполнения операции. При окончательной и отделочной обработке конструкционных или легированных сталей и чугунов наиболее эффек­тивными оказываются инструменты из сверхтвёрдых материалов при­меняют, например, оксидную (белую), оксидно-карбидную (чёрную) или оксидно-натриевую металлокерамику, а также композиты: эльбор - Р (композит 01), гексанит - Р (композит 10) и др., позволяющие вести обработку на скорости резания 1000 м/мин и выше. Для отде­лочной обработки цветных металлов и сплавов и других безуглеродистых материалов широко используют инструмент из синтетических и естественных алмазов. Применение для окончательной обработки инструмента из сверхтвердых материалов позволяет достигать необхо­димой точности и минимальной шероховатости поверхностей, не прибе­гая к процессам шлифования.

Для предварительной и чистовой обработки сталей, при сравнительно спокойных процессах резания, применяют титано-вольфрамовые твёрдые сплавы (T15K6, T5K10 и др.), а при наличии толчков и вибра­ций и при обработке чугуна - вольфрамовые твёрдые сплавы (ВК4, ВК3 и пр.).

Инструментальные быстрорежущие стали типа Р6М5, Р0К5 (реже Р9 и PI8) используют при низких скоростях резания и недостаточной мощ­ности станка, а также для изготовления сложных фасонных инструмен­тов, таких как метчики, червячные и модульные фрезы, протяжки и др.

Углеродистые инструментальные стали (типа У7А, У10А и пр.) при­меняют при изготовлении инструмента для ручных работ, например: крейцмесселей, напильников, зубил. Выбранный для выполнения опера­ции инструмент заносят в технологические карты. При заполнении технологических карт указывает наименование, характеристику и но­мер стандарта инструмента, а также материал его режущей части (например, сверло спиральное, левое 10,5 ГОСТ 10902-77, Р6М5). При использовании нестандартного инструмента указывают номер его чертежа.

14. Последовательность расчётов режимов резания для одноинструментальной обработки

При назначении элементов режимов резания обычно учитывают: ха­рактер обработки, требования а точности и шероховатости обрабаты­ваемых поверхностей, тал к состояние оборудования, материал и со­стояние заготовки (ее прочность, твёрдость и пр.), тип и размеры инструмента, материал его ревучей части и др. Элементы режимов резания принято назначать в следующей последовательности:

1. Первоначально устанавливают глубину резания t . При одно­кратной или черновой (предварительной) обработке величину t при­нимают по возможности максимальной, равной всему припуску на об­работку или большей его частя. Это приводит к сокращению числа рабочих ходов. При чистовой и окончательной обработке величина t назначается в зависимости от требований к точности размеров и ше­роховатости обрабатываемой поверхности.

2. Далее назначают подачу S . При черновой обработке S выбирают максимально возможной, исходя из прочности и жёсткости тех­нологической системы, мощности привода станка, прочности режущего инструмента и других ограничивающих факторов (расчётное значение подачи, мм/об - S ⁼ Р_Zд /С_Р  t , где Р_Zд - допустимая величи­на тангенциальной составляющей сил резания, Н ; С_Р - коэффициент в формуле силы резания, характеризующий свойства материала заго­товки). При чистовой обработке подачу выбирают в зависимости от требований к точности размеров и шероховатости обрабатываемой по­верхности (см. разд. 7.3), Нужные значения S чаще принимают по справочным таблицам. Табличные значения подач сопоставляют с име­ющимися на станке. Окончательно назначают ближайшую меньшую вели­чину S .

3. Последней по эмпирическим формулам, выведенным для каждого вида обработки, рассчитывают скорость резания V . Экономическая скорость резания, м/мин

,

где Т - экономическая стойкость инструмента, мин; С_V и К_V - коэффициенты; m , x_V ,y_V - показатели степеней принимают по справочным таблицам.

4. По расчётным значениям V_P определяют частоту оборотов шпинделя, мин^-1

или число двойных ходов инструмента (или заготовки) в минуту

£,

где d и £ - диаметр обрабатываемой поверхности и длина хода инструмента (заготовки) мм. Расчётные значения n_P сравнивают с имеющимися на станке n_C ; принимают ближайшие меньшие значения. С учётом такой коррекции, окончательно устанавливают скорость ре­зания V = π·d·n_C /1000. Иногда значение V сравнивают с допустимым значением по мощности станка, которое определяют из выражения

,

где N_e - эффективная мощность станка, кВт (по паспорту или ката­логу). Должно соблюдаться неравенство VV_доп. Принятые значения t, S и V заносят в соответствующие графы операционных карт.

В других случаях, для конкретных видов обработки, элементы ре­жимов резания могут устанавливаться по соответствующим норматив­ным таблицам¹.