Режимы резания и инструментальноe хозяйствo

                      Крупносерийное и массовое производство                 

 

           Некоторые пояснения и расчёты               

Главная
Home

 

Влияющие факторы

Режимы резания:

Нормы

Контакт

Причины поломок

|Фрезерование|Сверление|

|Резьбонарезание|Точение|

На расход режущего инструмента существенно влияют много факторов. Можно выделить пять основных,  представленных на Рис.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заготовка

Материал заготовки играет большую роль при выборе подходящего инструмента. В зависимости от прочности или твёрдости материала производят выбор геометрии инструмента и устанавливаются режимы резания. Чем прочнее материал, тем ниже режимы резания и, при одинаковом материале режущей части, ниже стойкость инструмента.

Некачественные заготовки могут содержать твёрдые частицы или пустоты, которые  ведут к повышенному износу или поломкам инструмента.

При временной замене материала заготовок нужно изменить режимы резания. Если такую корректировку не произвести, то можно с уверенностью ожидать перерасход инструмента.

 

Станок

При обработке деталей методом резания возникают большие силы. При выборе мощности электропривода станка должна учитываться сила резания и скорость резания. При недостаточной мощности станка могут возникнуть вибрации, которые негативно сказываются на качестве поверхности обработанной детали и приводят к выкрашиванию режущей части инструмента.  

Система: СПИД (станок – приспособление - инструмент- деталь) должна быть достаточно жёсткой.

Биение шпинделей и вспомогательного инструмента должна быть в пределах допусков. Повышенное биение приводит к неравномерной нагрузке на режущее лезвие и, как следствие, большему износу или поломкам инструмента.

Гидропривод должен работать плавно, без рывков, иначе также будут происходить поломки инструмента.   

Приспособления на станке служат опорой для заготовки и позволяют её надёжно крепить. По мере работы приспособления изнашиваются и требуют ремонта или замены. Необходимо следить за посадочными местами, периодически очищать их от грязи, а также проверять надёжность крепления заготовки. Механическая обработка неправильно установленной или плохо закреплённой заготовки всегда приводит к поломкам инструмента.

Правильно подобранная смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) уменьшает трение, возникающее в результате обработки детали, и одновременно снижает температуру в зоне резания, в результате чего повышается стойкость инструмента. Не всегда рекомендованная в справочниках СОЖ подходит под условия обработки детали. В этом случае необходимо испытать новые жидкости и выбрать наиболее подходящую.

 

Инструмент

При точении, фрезеровании, сверлении, протягивании применяют различные, непохожие друга инструменты. Но есть один общий параметр, который отличает их от других видов обработки. Все режущие инструменты работают по принципу клина. Величина угла клина влияет на условия резания. На Рис.2 наглядно видны углы режущего клина.

 

α-задний угол. Большой задний угол ослабляет режущую часть, отводит меньше тепла, увеличивает износ на режущей кромке. Малый задний угол увеличивает трение по задней поверхности, повышает износ по задней грани режущей части.γ-передний угол. Большой передний угол ослабляет прочность режущей части, но улучшает сход стружки, уменьшает силу трения. Малый угол увеличивает прочность инструмента, однако увеличивает силу резания.

Рис. 2

β-угол заострения. Угол заострения зависит от материала обрабатываемой детали. Чем твёрже или прочнее материал, тем прочнее должен быть клин и, соответственно, больше угол. Для мягких материалов угол нужно уменьшить.

Выбор материала режущей части инструмента зависит от материала обрабатываемой заготовки и чистоты поверхности полученной после обработки детали. В качестве материала режущей части применяют быстрорежущую сталь, твёрдый сплав, минералокерамические сплавы, а также сверхтвердые материалы, например: поликристаллический алмаз. Основным критерием выбора является красностойкость, то есть способность инструмента выдерживать высокие температуры, возникающие в процессе резания. Например, минералокерамические сплавы допускают температуру в зоне резания до 12000 С. При этом скорость резания можно повысить в несколько раз. Основным недостатком минералокерамики и некоторых твёрдых сплавов является повышенная хрупкость.

Массивные заготовки из быстрорежущей стали  должны подвергаться ковке для получения мелкозернистой однородной структуры. Некачественная ковка ведёт к существенному снижению стойкости инструмента.

Термообработка инструмента должна отвечать требованиям стандарта или чертежа. Низкая твёрдость режущей части приводит к повышенному износу или даже поломкам, «перекаленный» инструмент почти всегда ломается.

 

Режимы резания

Режимы резания оказывают большое влияние на стойкость режущего инструмента, которая в свою очередь является одним из основных параметров для определения расхода инструмента. Основные показатели режимов резания – это: скорость резания, подача, глубина резания.

 

Глубина резания. Значение глубины резания влияет на стойкость инструмента. Увеличение глубины резания уменьшает стойкость, увеличивает поверхность соприкосновения детали и инструмента. При этом увеличивается «подсад», то есть след обрабатываемой заготовки на режущей части, который нужно снимать при переточке на инструментах из быстрорежущей стали. При назначении режимов резания сначала выбирают глубину резания, затем подачу и в конечном итоге скорость резания.       

 

Подача. Увеличение подачи уменьшает стойкость инструмента. Выбор величины подачи зависит от требований к поверхности детали и припуска на обработку. При получении более высокой степени шероховатости используют небольшие подачи и небольшие припуски. При черновой обработке выбирают максимально допустимую подачу.

     Рис. 3

 

Скорость резания. От скорости резания зависит время на обработку детали. Чем больше скорость резания, тем больше можно сделать деталей в единицу времени, но в то же время стойкость инструмента уменьшается. Увеличение скорости на 20% приводит к уменьшению стойкости в 2 и более раза. Поэтому нужно определиться, а что именно положить в основу соотношения этих двух параметров: или получение максимальной производительности при увеличении расхода дорогостоящего инструмента, или снизить скорость резания при стабильной работе оборудования и нормальном потреблении инструмента.

 

Работник

Известное выражение «кадры решают всё» можно в полной мере применить в отношении работников, которые в той или иной степени связаны с работой металлорежущего оборудования. Заточник, который неправильно заточил партию инструмента, способствует его поломкам. Технолог, сделавший правильный расчёт режимов резания, но,  не проверив соответствия силы резания и мощности привода станка, может допустить снижение жесткости системы СПИД, что способствует быстрому износу оборудования и порче инструмента. Проектировщик оборудования, не предусмотрев влияния скорости резания на стойкость, заложил основу повышенного расхода инструмента при обработке детали. Эти и другие просчёты ложатся нелёгким грузом на плечи рабочего, стоящего у станка. Однако и его функции заключаются не только в установке и снятии детали. Он должен следить за состоянием оборудования, вспомогательного инструмента и приспособлений. Смазывающе-охлаждающая жидкость должна обильно проникать в зону резания; и за этим тоже должен смотреть рабочий. При явных признаках износа режущей части необходимо принять меры для своевременной замене инструмента. Человек должен чувствовать ответственность за свою работу. Поэтому на предприятии желательно при организации инструментального хозяйства  ввести систему: «Поощрение- Наказание», предусматривающую премирование за экономию инструмента и удержание из зарплаты за его поломку или порчу.

Но для этого нужно создать базу для определения нормального расхода по деталям, на основании которой можно будет вычислить экономию или перерасход. И такой базой является норма расхода инструмента. Но прежде чем приступить к расчёту норм расхода нужно определить основное время на одну операцию по каждому инструменту и его стойкость.

Рис.1
Заготовка
Станок
Инструмент
Режимы резания
Работник
Расход
иструмента

Влияющие факторы

От заготовки до работника

α

β

γ

© 2014 разработал сайт Е. Смолаш

t

s

L