Режущий инструмент. Определение, назначение, требования, критерий оптимальности

Режущий инструмент. Определение, назначение, требования, критерий оптимальности

Инструмент — орудие труда, используемое в рабочей машине для изменения состояния предмета труда. Инструментом оснащают любую рабочую машину. Инструмент металлорежущего станка называют металлорежущим или просто режущим. Он изменяет форму предмета труда (обрабатываемой заготовки) и обеспечивает качество обработанных поверхностей путем снятия стружки в процессе обработки заготовки.

Таким образом, хоть это и банально, но режущий инструмент прежде всего должен резать, причем не просто резать, а обеспечить при этом требуемые размеры и качество обработанных поверхностей. Если хоть одно из этих двух требований (резать и обеспечивать требуемое качество обработки) инструментом не обеспечивается, то его вообще нельзя назвать инструментом Указанные требования обязательны, но недостаточны Инструмент должен быть еще и наивыгоднейшим, или оптимальным. Необходимо, чтобы он обеспечил минимальные затраты общественно необходимого труда на операции его использования Это значит, что приведенные затраты на операции использования инструмента заработная плата оператора, перенесенная на операцию часть заработной платы персонала, обслуживающего сферу производства, часть стоимости зданий, сооружений, отопления, освещения, силовой электроэнергии, самого инструмента и др. — должны быть минимальными. Последнее возможно, если инструмент обладает следующими свойствами:

а)   высокой производительностью;

б)   малой энергоемкостью резания;

в)    высокой экономичностью.

Высокая производительность — это большой объем стружки, снятой в единицу времени, т.е. большое количество деталей, обрабоданных и единицу времени. В связи с этим на выполненную операцию (обработанную деталь) приходится меньше заработной платы опера- тора и pаботников, обслуживающих производственный процесс, меньше пересеченная на операцию часть стоимости средств производства (сооружений, станка и т.д.). Таким образом, высокая произво- дительность — очень важная, пожалуй, наиболее важная экономическая характеристика качества инструмента.

Малая энергоемкость резания — это минимальный расход электроэнергии на снятие единицы объема срезаемого при- пуска. В связи с высокой стоимостью энергоресурсов малая энерго- емкость резания является вторым по значимости показателем каче- ства инструмента и реализуется при минимальных силах резания на единицу срезаемого слоя металла.

Экономичность инструмента определяет перенесенную на операцию часть его стоимости и затрат на его эксплуатацию. Высокая экономичность достигается, если инструмент удовлетворяет следующим требованиям:

  1. большой срок службы (высокая стойкость и большое число пере- точек);

б.  низкая стоимость (высокая технологичность, малый расход доро- гостоящих режущих материалов);

в.  малые затраты на восстановление режущей способности после затупления (простота переточек, быстрота замены затупившихся кромок или режущих пластин);

г.  возможность переработки на другой размер или вид полностью отработанного инструмента);

д. простота сбора отходов дорогостоящих материалов (инструменты с механическим креплением режущих пластин).

Указанные свойства или частные требования к инструменту: высокая производительность, малая энергоемкость резания, экономичность и условия их достижения — справедливы и сами по себе непротиворечивы. Однако если приходится совместить их для оценки качества инструмента, то они вступают в противоречие друг с другом. Например, инструмент может быть высокопроизводительным, но неэкономичным, обладать высокой стойкостью, но быть дорогим и т.д. Опираясь на эти показатели качества, нельзя дать однозначную оценку оптимальности инструмента. Необходимы такие критерии оптимальности, которые не противоречат друг другу, а еще лучше — один критерий оптимальности. Поскольку главным средством достижения наиболее полного удовлетворения материальных и духовных потребностей человека является высокая производительность общественно необходимого труда в сфере трудовой деятельности, то ее и следует принять в качестве критерия оптимальности любого решения в сфере деятельности человека, в том числе и для оценки оптимальности конструкции инструмента, технологии его изготовления и условий эксплуатации. Используя категории экономики, это экономическое требование можно сформулировать следующим образом, критерием оптимальности конструкции инструмента, технологии его изготовления и условий эксплуатации является минимум приведенных затрат на операции использования инструмента.

Этот критерий органически объединяет все свойства инструмента, условия его функционирования и не противоречит основной цели производства. в связи с чем является объективным и непротиворечивым.

Подобных методик оптимизации конструкций инструментов, условий его изготовления и функционирования пока нет. Здесь должны быть строгие экономические расчеты. На стадии проектирования упрощенно, но с достаточной степенью точности минимальные приведенные затраты в денежном выражении можно определить как сумму статей расхода на одну обработанную деталь или операцию:

а)   заработная плата оператора, выполняющего работу проектируемым инструментом;

б)   накладные расходы на заработную плату. На каждом предприятии они свои, доходят до 600 и более процентов от заработной платы оператора;

в)   затраты на режущий инструмент и поддержание его работоспособности;

г)    затраты силовой электроэнергии.

  Элементы конструкции и составные части инструмента. Режущий клин — основа конструкции любого режущего инструмента.

Каждый инструмент имеет рабочую и присоединигельную части.

Присоединительная часть служит для соединения инструмента со станком. Она имеет базовые поверхности, которыми инструмент ориентируется относительно станка, и элементы передачи усилий со стороны станка на инструмент.

Рабочая часть отделяет oт заготовки срезаемый слой и отводит стружку из зоны резания. Многие инструменты в зависимости oт конструкции и назначения имеют рабочую часть, состоящую из режущей и калибрующей. Режущая часть непосредственно отделяет срезаемый слой, а калибрующая обеспечивает точные размеры, форму и качество обработанной поверхности. В свою очередь, режущая часть может состоять из элементов, последовательно выполняющих черновую, полу- чистовую и чистовую обработку. Чем более развита рабочая часть, тем эффективнее режущий инструмент, способный с высокой производительностью обеспечить хорошее качество обработки.

Для повышения точности обработанных поверхностей и обеспечения требуемого расположения их относительно друг друга или базовых поверхностей обрабатываемой детали инструмент могут иметь специальные направляющие части для направления в работе по обрабатываемой детали или приспособлению.

Важнейшим элементом конструкции рабочей части любого режу- щего инструмента является режущий клип (лезвие) К (рис 1.1), представляющий собой материализованное пространство, ограничен- ное двумя или несколькими поверхностями, линия пересечения которых образует режущую кромку нужной конфигурации.

Под действием усилия, передаваемого станком на инструмент, режущий клин внедряется в обрабатываемый металл и перемещается в теле заготовки

Одна из поверхностей во время перемещения клина в процессе резания находится впереди и называется передней По ней сходит отделяемая клином стружка. Другая (или другие) находится сзади, со стороны поверхности резания, и называется задней (или задними).

 

 

Основные представления, понятия и определения

Режущая кромка, отделяющая срезаемый слой материала по большей стороне периметра, называется главной, так как выполняет главную работу резания. В отличие от нее режущую кромку, выполняющую вспомогательную работу, отделяющую срезаемый слой по толщине, называют вспомогательной. Между главной и вспомогательной кромками могут быть переходная, оформляющая целесообразный переход от главной к вспомогательной кромке, зачистная, обеспечивающая зачистку обработанной поверхности заготовки, удаляя остаточный, не срезанный остальными кромками слой материала.   Задние поверхности режущего клина, примыкающие к этим кромкам, получили их названия: задняя главная, задняя вспомогательная, задняя переходная и задняя зачистная. Передняя поверхность у режущего клина одна. Ее, как и задние поверхности, в отличие от других, называют рабочими поверхностями инструмента.

Режущий клин и остальные элементы конструкции инструмента образуются путем сопряжения разных поверхностей, определенным образом расположенных в пространстве. Это предопределяет общие подходы к проектированию режущих инструментов всех видов и любого назначения.

Для примера элементы конструкции резца представлены на рис. 1.2.

Основные представления, понятия и определения

 

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *