Резцы для наружной обработки

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

 

Методические указания по выполнению курсовой работы

 

 

Рязань

УДК 621.9

ББК 34.63-5

Г82

 

 

Грибов, Н.В.

Г82 Режущий инструмент: методические указания / Н.В. Грибов. – Рязань:

Рязанский институт (филиал) Московского политехнического

университета, 2016.– 56 с.

 

Методические указания предназначены для выполнению курсовой работы по дисциплине «Режущий инструмент» направления 15.03.05 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», профиля подготовки «Технология машиностроения» студентами всех форм обучения.

 

В методических указаниях представлен краткий теоретический материал, рекомендации по выбору инструмента и пример оформления для одного из инструментов из курсовой работы.

 

УДК 621.9

ББК 34.63-5

 

© Н.В. Грибов, 2016

© Рязанский институт (филиал)

Университета машиностроения, 2016

Содержание

Цель работы
Общие сведения
1 Резцы
1.1 Резцы для наружной обработки
1.2 Резцы для внутренней обработки
1.3 Резцы отрезные и канавочны
1.4 Резцы резьбовые
2 Фрезы
2.1 Фрезы торцовые
2.2 Фрезы концевые
2.3 Фрезы дисковые
2.4 Концевые резьбовые фрезы
3 Инструмент для обработки отверстий
3.1 Сверла
3.2 Зенкеры
3.3 Развертки
3.4 Инструмент для расточки отверстий
4 Резьбообразующий инструмент
5 Инструмент для обработки зубчатых колес
5.1 Инструмент, работающий по методу копирования
5.1.1 Дисковые модульные фрезы
5.1.2 Пальцевые модульные фрезы
5.2 Инструмент работающий по методу обката
5.2.1 Червячные фрезы
5.2.2 Зуборезные долбяки
5.2.3 Зуборезный инструмент работающий по «Нулевому методу» обката
6 Система обозначения режущего инструмента по ISO
6.1 Обозначение резцов для наружной обработки
6.2 Обозначение фрез по ISO
7 Система обозначение сменных многогранных пластин по ISO
7.1 Обозначение токарных пластин
7.2 Обозначение фрезерных пластин
8 Износостойкое покрытие
9 Вспомогательная инструментальная оснастка
9.1 Вспомогательная инструментальная оснастка для токарных станков с ЧПУ
9.1.1 Блоки для крепления не вращающегося инструмента
9.1.2 Блоки для крепления вращающегося инструмента
9.2 Вспомогательная инструментальная оснастка для фрезерных станков с ЧПУ и обрабатывающих центров
9.2.1 Патроны для торцовых и насадных фрез
9.2.2 Цанговые патроны
9.2.3 Патроны Weldon
9.2.4 Термозажимной патрон
9.2.4 Гидрозажимной патрон
9.2.5 Резьбонарезной патрон
10 Содержание курсовой работы
11 Пример выбора режущего инструмента
12 Библиографический список
Бланк задания

Цель работы

 

1. Выбор номенклатуры режущего инструмента и вспомогательной инструментальной оснастки для обработки детали.

2. Ознакомление с современными конструкциями режущего инструмента.

3. Ознакомление с мировыми производителями режущего инструмента.

 

Общие сведения

Современные машиностроительные предприятия оснащаются станками с числовым программным управлением. Поэтому все технологические процессы проводят универсальным стандартным режущим инструментом.

Следовательно, задачей технолога является выбор резцов, фрез, резьбообразующего инструмента, инструмента для обработки отверстий, зуборезного инструмента - из стандартно выпускаемой номенклатуры фирм производителей.

Основными производителями режущего инструмента и вспомогательной инструментальной оснастки являются следующие производители: SANDVIC COROMANT, MITSUBISHI, ISCAR, SECO, KENNAMETAL. SUMITOMO, WIDIA, WALTER/ и т. д.

 

Резцы

Для обработки наружных и внутренних поверхностей тел вращения используются резцы со сменными многогранными пластинами (СМП) из твердого сплава с механическим креплением пластин.

Наибольшее распространение получили следующие конструкции резцов.

 

Резцы отрезные и канавочные

 

Для обработки прямых и кольцевых канавок, а так же отрезки заготовок используют конструкции резцов, представленные на рисунке 6.

 

 

 

 

Рисунок 6 – Резцы отрезные и канавочные

Резцы резьбовые

 

Нарезание резьбы осуществляют резцами с верхним и торцовым креплением пластины (рисунок 7).

 

 

 

 

 

Рисунок 7 – Резцы резьбовые

 

Фрезы

 

Фрезы торцовые

Производится большое количество конструкций торцовых фрез, показанных на рисунке 8. Изготавливают только со сменными многогранными пластинами, закрепляемые винтом, прихватом или клином.

 

\

 

 

Рисунок 8 – Типовые конструкции торцовых фрез

 

Для обработки плоскостей используют фрезы в основном с углом φ=45º, а также обработка плоскостей и уступов ведется инструментом с углом φ=90º. Фрезы с углом φ=90º имеют большие технологические возможности.

 

На рисунке 9 показаны наиболее распространенные конструкции торцовых фрез.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9 – Торцовые фрезы с углом φ=90º

Фрезы концевые

 

Предназначены для обработки плоскостей, пазов, уступов, карманов, желобов, фасок наклонных поверхностей, сложных пространственных фигур, фрезерования резьб, расфрезеровывания. Выпускают из быстрорежущих инструментальных сталей и твердого сплава, цельными и сборными с СМП.

Фрезы с СМП следует применять для черновой обработки, а цельные для чистовой, особенно при длинной режущей кромке. Разновидности конструкций концевых фрез представлены на рисунках 10, 11, 12 и 13.

 

 

 

 

 

Рисунок 10 – Концевые фрезы с СМП

 

 

 

Рисунок 11 – Концевые фрезы для мелкоразмерной обработки

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 12 – Концевые фрезы для обработки фасонных поверхностей

 

 

 

 

 

 

Рисунок 13 – Концевые фрезы общего назначения

Фрезы дисковые

Дисковые фрезы предназначены для обработки пазов и уступов, угловых поверхностей. Уступы можно обработать только дисковыми трехсторонними фрезами. Изготавливают цельными и с СМП. Используют как одиночные так и комплектом (рисунок 14).

 

 

 

 

Рисунок 14 – Фрезы дисковые

Концевые резьбовые фрезы

Для обработки наружных и внутренних резьб используют резьбовые фрезы – цельные и с СМП (рисунок 15).

 

 

 

Рисунок 15 - Типовые конструкции резьбовых фрез

Сверла

Для чернового сверления и рассверливания отверстий использую различные конструкции сверл.

Для сверления центровых отверстий применяют центровочные сверла, показанные на рисунке 16.

 

 

 

Рисунок 16 – Сверла центровочные

 

Для сверления отверстий диаметром от 0,1 мм и до 50мм применяют спиральные сверла типовых конструкций (рисунок 17).

 

 

 

 

 

Рисунок 17 – Спиральные сверла

Для сверления кольцевых отверстий используют кольцевые сверла. Типовая конструкция кольцевого сверла показана на рисунке 18.

 

 

Рисунок 18 – Кольцевое сверло

 

Сверление отверстий на станках с ЧПУ осуществляют сверлами с вставными твердосплавными пластинами и сверлами со сменными многогранными пластинами (СМП), показанные на рисунке 19.

 

 

Рисунок 19 – Сверла с СМП

 

Для сверления глубоких отверстий применяют ружейные сверла (рисунок 20).

 

 

Рисунок 20 – Сверла ружейные

Зенкеры

Для получистовой обработки отверстий, рассверливания отверстий и обработки фасок применяют зенкеры (рисунок 21). Их изготавливают цельные и сборные из быстрорежущей стали, с напайными пластинами твердого сплава и СМП.

 

 

 

 

 

Рисунок 21 - Зенкеры

Развертки

 

Для чистовой обработки отверстий используют ручные и машинные развертки, типовые конструкции которых показаны на рисунках 22-25.

 

 

 

Рисунок 22- Развертки цельные

 

 

Рисунок 23 – Развертки насадные

 

 

Рисунок 24 – Развертка однозубая

 

 

Рисунок 25 – Комплект конических разверток

 

Для высокопроизводительной обработки отверстий применяют комбинированный инструмент (рисунок 26).

 

 

 

Рисунок 26 – Комбинированный инструмент

Резьбообразующий инструмент

 

Для нарезания резьб в отверстиях использую резьбонарезные метчики, конструкции которых показаны на рисунка 32, 33 и 34.

 

 

Рисунок 32 - Метчики машинно-ручные

 

Рисунок 33 – Метчик машинный

 

 

Рисунок 34 - Метчик конический

Дисковые модульные фрезы

 

Дисковые модульные фрезы обрабатывают зубчатые колеса 9-12 степеней точности. Конструкции фрез показаны на рисунке 35.

 

Рисунок 35 – Дисковые модульные фрезы

Пальцевые модульные фрезы

Применяют для обработки зубчатых колес большого модуля от 20 мм и более (рисунок 36).

 

 

Рисунок 36 - Пальцевые модульные фрезы

 

Червячные фрезы

 

Для обработки цилиндрических, косозубых, червячных зубчатых колес, шлицевых валов и «открытых» периодических профилей применяют червячные фрезы (рисунки 37-38).

 

 

 

Рисунок 37 – Червячные фрезы

 

 

 

Рисунок 38 – Червячные фрезы с СМП

Зуборезные долбяки

Для нарезания блоков зубчатых колес, шевронных зубчатых колес и точения червяков используют зуборезные долбяки различных конструкций (рисунки 39-40).

Рисунок 39 – Зуборезные долбяки

Обозначение фрез по ISO

 

Обозначение фрез осуществляется по двум стандартам ISO, полностью соответствующих ГОСТ.

1. Система обозначения по ISO насадных фрез (торцовых, дисковых) осуществляется по ГОСТ 28430-90, (ИСО 7406-86).

2. Система обозначения по ISO концевых фрез принята по национальному стандарту ГОСТ Р 53936-2010, (ИСО 11529-1:2005).

Износостойкое покрытие

 

Все типы режущих инструментов из быстрорежущей стали и твердого сплава покрывают износостойким покрытием. В зависимости от обрабатываемого материала и условий обработки могут использоваться следующие разновидности покрытий, базирующиеся на использовании слоев:

- нитрида титана TiN – практически полная инертность к адгезии и высокое сопротивление лункообразованию. Это единственное покрытие, применяемое для быстрорежущих инструментальных сталей;

- карбида титана TiC – высокая износостойкость и сцепляемость с основой (не используется для обработки цветных металлов и сплавов);

- карбонитрид титана TiCN – сочетает преимущества TiN и TiC;

- керамическое покрытие AI₂O₃ – повышает теплостойкость.

Покрытие выполняется многослойным с различным содержанием TiC, TiN, от чистого TiC снизу, до чистого TiN в верхнем слое. В промежуточных слоях содержится TiCN и (или) AI₂O₃.

 

Цанговые патроны

 

Для крепления режущего инструмента с гладким цилиндрическим хвостовиком диаметром до 20 мм применяют цанговые патроны (рисунки 51-52).

Основной рабочий элемент цангового патрона – это цанга с несколькими осевыми прорезями, которые разделяют ее на лепестки, число которых, зависимо от диаметра заготовок (рисунок 50).

 

 

Рисунок 50 - Зажимная цанга

 

Рисунок 51 – Цанговые патроны

 

 

Рисунок 52 – Цанговые патроны удлиненные

 

Для крепления осевого инструмента с цилиндрическим хвостовиком диаметром более 20 мм применяют силовые цанговые патроны с повышенным зажимным усилием (рисунок 53).

 

 

Рисунок 53 – Силовые цанговые патроны

 

Патроны Weldon

 

Применяются для инструмента с Weldon-хвостовиком. Принцип действия прост: хвостовик инструмента имеет лыску, зажатие осуществляет закручиванием винта, винт упирается в площадку лыски, надежно фиксируя инструмент (рисунок 54).

Достоинства: большая, по сравнению с цанговым патроном, жесткость, простота изготовления.

 

 

Рисунок 54 – Weldon патроны

 

Помимо Weldon патрона применяют патроны whistle notch. Он сходен с Weldon, имеет все описанные достоинства последнего. Единственное отличие: лыска на инструменте и зажимной винт выполняются под углом, таким образом, винт не только прижимает инструмент к стенке патрона, но и затягивает его внутрь. Несмотря на некоторые преимущества, в России применяется редко.

 

Термозажимной патрон

 

Термопатрон применяется для тех же целей, что и цанговый патрон. Отличие заключается в принципе зажима инструмента. В термопатроне для этого применяется горячая посадка. Патрон разогревается в специальном устройстве, и его отверстие увеличивается за счет термического расширения. Затем в него вставляется инструмент, и патрон охлаждают (на воздухе либо в специальном устройстве) (рисунок 55).

Разжим происходит аналогично.

Достоинство термопатрона - в высоком усилии зажима, которого невозможно достичь в цанговом и тем более сверлильном патроне. Применение такого патрона позволяет снизить вибрацию и существенно повысить стойкость инструмента.

 

Недостатки: для инструмента разных диаметров нужны разные патроны; постоянные циклы нагрева и охлаждения приводят к сильному износу патрона, устройства нагрева и охлаждения; также термопатроны дороги (и оттого мало распространены в России).

 

 

Рисунок 55 – Термопатроны

 

Гидрозажимной патрон

 

Гидропатрон - технология, альтернативная термопатрону. В гидропатроне зажим инструмента осуществляется за счет давления жидкости. Для зажима/разжима патрона достаточно повернуть винт в боковой поверхности. Инструмент может зажиматься как непосредственно в патрон, так и через переходную карандашную цангу (что позволяет использовать один патрон для большой номенклатуры инструмента). При этом усилие зажима намного выше, чем в цанговом патроне, а жидкость внутри одновременно способствует гашению вибраций. Внешний вид гидропатрона показан на рисунке 56.

Гидропатрон стоит существенно дороже цангового, но не требует специального устройства, как термопатрон, и более универсален.

Недостатками (по сравнению с термопатроном) являются: невысокое усилие зажима, невозможность использования с инструментом, имеющим weldon- и whistle notch-хвостовики, опасность поломки при зажиме вхолостую по ошибке.

В новых, усиленных моделях гидропатронов эти недостатки устранены. Однако гидропатроны по-прежнему не предусматривают возможности использования с балансировочной машиной. Кроме того, их нельзя использовать при высокоскоростной обработке без охлаждающей жидкости, так как жидкость внутри патрона может закипеть.

 

 

Рисунок 56 - Гидропатроны

 

Резьбонарезной патрон

 

Патроны резьбонарезные с головками предохранительными предназначены для нарезания различных типов резьб метчиками. Применяются на сверлильных, фрезерных, токарных станках и станках типа обрабатывающий центр. Резьбонарезные патроны имеют механизмы осевой компесации, позволяющие компенсировать разность между подачей станка и шагом метчика, предусмотрен механизм быстрой смены головок предохранительных на другой диаметр метчика (рисунок 57).

Головка имеет встроенную предохранительную шариковую муфту с механизмом регулировки передаваемого крутящего момента для нарезания резьбы в различных материалах, что позволяет предохранить метчики от поломки (при увеличении момента метчик останавливается). Это наиболее целесообразно и незаменимо при нарезании резьб в глухих отверстиях, труднообрабатываемых материалах, при нарезании резьб с мелким шагом. Головка имеет механизм быстрой смены метчика с надежной фиксацией в течении нескольких секунд.

 

 

 

Рисунок 57 – Резьбонарезной патрон

 

Содержание курсовой работы

 

Задание на курсовую работу: выбрать для обработки детали режущий инструмент и вспомогательную инструментальную оснастку.

 

1. Исходные данные: Чертеж детали, полученной на технологической практике (чертеж вкладывается в пояснительную записку после листа задания).

 

Пояснительная записка

Для каждого режущего инструмента необходимо:

2.1 Обосновать выбор материала режущей части инструментов и режимов резания.

2.2 Описать износостойкое покрытие режущей части.

2.3 Назначение оптимальных геометрических параметров режущей части.

2.4 Описать конструктивное исполнение режущей части (монолитное или с СМП).

2.5 Для фрез и резцов - обозначение инструмента по ISO (и СМП при наличии) с расшифровкой по каждому пункту. Для остальной номенклатуры инструмента привести обозначение производителя так же с расшифровкой.

2.6 Описание конструкции режущего инструмента с фотографией (3D моделью).

2.7 Фотография (3D модель) и описание вспомогательной инструментальной оснастки.

2.8 Фотография (3D модель) вспомогательной инструментальной оснастки с инструментом.

Графическая часть

3.1 Выполнить чертежи всех режущих инструментов с габаритными размерами. Размеры однотипных по конструкции инструментов свести в таблицу (сверла, монолитные концевые фрезы, метчики и т.д.).

3.2 Показать фотографии (3D модель) всего наименования вспомогательной инструментальной оснастки.

 

Пример выбора режущего инструмента

 

1. Исходные данные: чертеж детали с технологической практики.

На рисунке 58 представлен фрагмент детали с размерами поверхностей, обрабатываемыми одним инструментом

 

 

	Материал детали сплав Д16.

 

Рисунок 58 – Обрабатываемые поверхности

 

Библиографический список

 

1. ГОСТ 28430-90. (ИСО 7406-86). Фрезы насадные со сменными режущими пластинами. Введ. 01.01.1991, М.: - Стандартинформ, 2005, - 7 с.

2. ГОСТ Р 53936-2010, (ИСО 11529-1:2005). Фрезы концевые цельные и с режущими пластинами. Введ. 12.11.2010, М.: - Стандартинформ, 2011, - 12 с.

3. Каталог металлорежущего инструмента и вспомогательной инструментальной оснастки. Режим доступа: http://www.iscar.com.

4. Каталог металлорежущего инструмента и вспомогательной инструментальной оснастки. Режим доступа: http://www.sandvik.coromant.com.

5. Каталог металлорежущего инструмента и вспомогательной инструментальной оснастки. Режим доступа: http://www.mitsubishicarbide.com.

 

 

Бланк задания

 

Кафедра механико-технологических дисциплин

 

 

ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

по дисциплине «Режущий инструмент»

 

«Выбрать для обработки детали режущий инструмент

и вспомогательную инструментальную оснастку»

 

Исходные данные: чертеж детали _____________________________________

 

Содержание пояснительной записки:

1. Обоснование выбора материала режущей части инструментов и режимов резания.

2. Износостойкое покрытие режущей части.

3. Назначение оптимальных геометрических параметров режущей части.

4. Конструктивное исполнение режущей части (монолитное или с СМП).

5. Обозначение инструмента по ISO (и СМП при наличии).

6. Описание конструкции режущего инструмента с фотографией (3D моделью) общего вида инструмента.

7. Фотография (3D модель) и описание вспомогательной инструментальной оснастки.

8. Фотография (3D модель) вспомогательной инструментальной оснастки с инструментом.

 

Содержание графической части курсовой работы

1. Фотография (3D модель) инструмента с вспомогательной инструментальной оснасткой.

 

 

Студент ___________________________________________________________

Ф.И.О. подпись

Группа ___________________________

 

 

Руководитель курсовой работы ________________________________

Ф.И.О. подпись

Дата выдачи задания ___________________________

 

Срок защиты работы ___________________________

Учебное издание

 

Грибов Николай Владимирович

 

 

РЕЖУЩИЙ ИНСТПУМЕНТ

 

 

Методические указания по выполнению курсовой работы

 

Авторская редакция

 

 

Подписано в печать _________. Тираж 50 экз.

Рязанский институт (филиал) Университета машиностроения

390000, г. Рязань, ул. Право-Лыбедская, 26/53

 

 

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

 

Методические указания по выполнению курсовой работы

 

 

Рязань

УДК 621.9

ББК 34.63-5

Г82

 

 

Грибов, Н.В.

Г82 Режущий инструмент: методические указания / Н.В. Грибов. – Рязань:

Рязанский институт (филиал) Московского политехнического

университета, 2016.– 56 с.

 

Методические указания предназначены для выполнению курсовой работы по дисциплине «Режущий инструмент» направления 15.03.05 – «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», профиля подготовки «Технология машиностроения» студентами всех форм обучения.

 

В методических указаниях представлен краткий теоретический материал, рекомендации по выбору инструмента и пример оформления для одного из инструментов из курсовой работы.

 

УДК 621.9

ББК 34.63-5

 

© Н.В. Грибов, 2016

© Рязанский институт (филиал)

Университета машиностроения, 2016

Содержание

Цель работы
Общие сведения
1 Резцы
1.1 Резцы для наружной обработки
1.2 Резцы для внутренней обработки
1.3 Резцы отрезные и канавочны
1.4 Резцы резьбовые
2 Фрезы
2.1 Фрезы торцовые
2.2 Фрезы концевые
2.3 Фрезы дисковые
2.4 Концевые резьбовые фрезы
3 Инструмент для обработки отверстий
3.1 Сверла
3.2 Зенкеры
3.3 Развертки
3.4 Инструмент для расточки отверстий
4 Резьбообразующий инструмент
5 Инструмент для обработки зубчатых колес
5.1 Инструмент, работающий по методу копирования
5.1.1 Дисковые модульные фрезы
5.1.2 Пальцевые модульные фрезы
5.2 Инструмент работающий по методу обката
5.2.1 Червячные фрезы
5.2.2 Зуборезные долбяки
5.2.3 Зуборезный инструмент работающий по «Нулевому методу» обката
6 Система обозначения режущего инструмента по ISO
6.1 Обозначение резцов для наружной обработки
6.2 Обозначение фрез по ISO
7 Система обозначение сменных многогранных пластин по ISO
7.1 Обозначение токарных пластин
7.2 Обозначение фрезерных пластин
8 Износостойкое покрытие
9 Вспомогательная инструментальная оснастка
9.1 Вспомогательная инструментальная оснастка для токарных станков с ЧПУ
9.1.1 Блоки для крепления не вращающегося инструмента
9.1.2 Блоки для крепления вращающегося инструмента
9.2 Вспомогательная инструментальная оснастка для фрезерных станков с ЧПУ и обрабатывающих центров
9.2.1 Патроны для торцовых и насадных фрез
9.2.2 Цанговые патроны
9.2.3 Патроны Weldon
9.2.4 Термозажимной патрон
9.2.4 Гидрозажимной патрон
9.2.5 Резьбонарезной патрон
10 Содержание курсовой работы
11 Пример выбора режущего инструмента
12 Библиографический список
Бланк задания

Цель работы

 

1. Выбор номенклатуры режущего инструмента и вспомогательной инструментальной оснастки для обработки детали.

2. Ознакомление с современными конструкциями режущего инструмента.

3. Ознакомление с мировыми производителями режущего инструмента.

 

Общие сведения

Современные машиностроительные предприятия оснащаются станками с числовым программным управлением. Поэтому все технологические процессы проводят универсальным стандартным режущим инструментом.

Следовательно, задачей технолога является выбор резцов, фрез, резьбообразующего инструмента, инструмента для обработки отверстий, зуборезного инструмента - из стандартно выпускаемой номенклатуры фирм производителей.

Основными производителями режущего инструмента и вспомогательной инструментальной оснастки являются следующие производители: SANDVIC COROMANT, MITSUBISHI, ISCAR, SECO, KENNAMETAL. SUMITOMO, WIDIA, WALTER/ и т. д.

 

Резцы

Для обработки наружных и внутренних поверхностей тел вращения используются резцы со сменными многогранными пластинами (СМП) из твердого сплава с механическим креплением пластин.

Наибольшее распространение получили следующие конструкции резцов.

 

Резцы для наружной обработки

 

1. Наибольшее распространение для точения наружных поверхностей в «упор» и подрезание торца получил инструмент с главным углом в плане φ=95° и пластиной ромбовидной формы с углом при вершине 80º (рисунок 1).

 

 

Рисунок 1 – Резец с углом φ=95°

Помимо главного угла в плане φ=95° и ромбовидной пластины, используют резцы с углом φ=91° и треугольной пластиной (рисунок 2).

 

 

Рисунок 2 – Резец с углом φ=91°

 

2. Для черновой и тяжелой обработки наружных поверхностей применяют резцы с главным углом в плане φ=45°. Такие резцы работают только на проход, что уменьшает технологические возможности (рисунок 3).

 

 

Рисунок 3 – Резец с углом φ=45°<