Металлорежущий инструмент

Металлорежущий инструмент (МРИ) является одним из важнейших орудий производства. Он используется при обработке резанием всевозможных деталей на МРС. В настоящее время в машиностроении используется большое количество разнообразных режущих инструментов (РИ). Например, широко применяются токарные резцы, имеющие одну режущую часть и такие сложные инструменты, как протяжки, имеющие десятки режущих зубьев.

Режущий инструмент является важнейшим элементом техники различных отраслей машиностроительной промышленности. На протяжении всей истории техники усовершенствование РИ оказывали большое влияние на конструкцию МРС и технологию машиностроения (ТМ).

Например, применение быстрорежущей стали вместо углеродистой инструментальной вызвало резкое повышение режимов обработки и, соответственно, производительности труда.

Режущий инструмент оказывает влияние на конструкцию станков, технологию изготовления изделий и в определенной степени оказывает воздействие на конструктивные формы деталей машин. Так, появление и широкое распространение в машиностроении шлицевых соединений стало возможным благодаря применению метода протягивания. Например, шлицевой протяжкой можно обеспечить высокопроизводительную обработку шлицевого отверстия с необходимой точностью.

История развития обработки металлов показывает, что одним из эффективных путей повышения производительности труда в машиностроении является применение новых инструментальных материалов. Например, применение быстрорежущей стали вместо углеродистой инструментальной позволило увеличить скорость резания в 2-3 раза. Это потребовало существенно усовершенствовать конструкцию МРС, прежде всего, увеличить их быстроходность и мощность.

Аналогичное явление наблюдалось также при использовании в качестве инструментального материала твердых сплавов.

Инструментальный материал должен иметь высокую твердость, для того чтобы в течение длительного времени срезать стружку.

Значительное превышение твердости инструментального материала по сравнению с твердостью обрабатываемой заготовки должно сохраняться и при нагреве инструмента в процессе резания.

Режущая часть инструмента должна иметь большую износостойкость в условиях высоких давлений и нагрева.

Важным требованием является также достаточно высокая прочность инструментального материала, так как при недостаточной прочности происходит выкрашивание режущих кромок, либо поломка инструмента, особенно при их небольших размерах.

Инструментальные материалы должны обладать хорошими технологическими свойствами, т.е. легко обрабатываться в процессе изготовления инструмента и его переточек, а также быть сравнительно дешевыми.

Одним из наиболее простых и распространенных металлорежущих инструментов является резец. Резцы применяют на токарных, револьверных, строгальных и других станках.

По виду обработки токарные резцы делятся на проходные, подрезные, расточные, отрезные и другие.

Для того чтобы обрабатывать заготовку резанием и получать в результате этого обработанные поверхности детали, заготовка и РИ должны совершать определенные движения.

При обработке на токарном станке движение резания – вращательное – совершает заготовка, закрепленная на шпинделе станка, а движение подачи – поступательное – получает РИ (резец), жестко закрепленный в резцедержателе.

Глубина резания (t) – величина снимаемого слоя за один проход.

Скорость резания (v) – величина перемещения точки режущей кромки относительно поверхности резания в единицу времени в процессе осуществления движения резания.

При токарной обработке скорость резания составляет

,

где D – наибольший диаметр поверхности резания в мм.

Подача (s) – величина перемещения режущей кромки относительно обработанной поверхности в единицу времени в направлении движения подачи.

Сверление является одним из самых распространенных методов получения отверстий. Режущим инструментом служит сверло (рис.1). Сверло представляет собой РИ для обработки отверстий в сплошном материале.