Выбор геометрических параметров

Выбор геометрических параметров Геометрия инструмента должна быть оптимальна по минимуму приведенных затрат на операции его использования при обеспечении других требований, например, заданной точности обработки, шероховатости обработанной поверхности, требуемого уровня сил и температур резания и т.д. На уровень приведенных затрат геометрические параметры сказываются через стойкость инструмента. Это значит, что инструмент должен иметь такие геометрические параметры, при которых его стойкость наиболее высокая, что возможно при оптимальной температуре резания, конкретной для каждой пары: материал инструмента — материал обрабатываемой детали [104]. Стремление к высокой производительности обработки предопределяет работу со скоростями резания, при которых температура резания обычно выше оптимальной. Поэтому в большинстве случаев является правильным утверждение, что чем ниже температура резания, тем выше стойкость инструмента. Несмотря на простоту этой формулы, выбор оптимальных параметров инструмента — задача сложная, которая определяется не только рядом ограничений. Геометрические параметры инструмента, облеченные в форму режущего клина, взаимодействуют с другими элементами технологической системы: деталью, станком, приспособлением, режимом резания, технологической средой. Все эти элементы взаимосвязаны и, взаимодействуя друг с другом, совместно определяют температуру резания, а значит, и стойкость инструмента. Изменив по каким-либо соображениям один из элементов системы, восстановить ее прежнее равновесное состояние можно путем целенаправленного изменения других. Например, увеличив вспомогательный угол в плане φ1 ухудшаем условия отвода теплоты из зоны резания — температура резания повышается. Понизить ее, восстановить баланс можно путем улучшения отвода теплоты или уменьшением ее подвода. Улучшения отвода теплоты можно достигнуть уменьшением главного угла в плане φ, повышением эффективности отбора теплоты путем совершенствования способа охлаждения инструмента в работе. Уменьшение подвода теплоты достигается увеличением переднего угла у или заднего угла α, a также совместным изменением φ, γ и α. Поэтому не может быть единой оптимальной геометрии для конкретного инструмента. Она разная для разных условий работы и даже не одна для одних и тех же условий.

Подобную объективную оптимизацию геометрических параметров инструмента можно выполнить только проведением многофакторного эксперимента по оптимизации для конкретных условий работы. Приводимые в справочной литературе оптимальные по стойкости геометрические параметры получены без учета их взаимовлияний друг на друга и влияния других элементов технологической системы, а поэтому не могут быть вполне объективными. Тем не менее на стадии проектирования инструмента необходимо пользоваться сведениями справочной литературы, так как других нет. Окончательную оптимизацию проводят уже в процессе эксплуатации инструмента, если для этого есть время и условия, например, в массовом производстве, где одна и та же операция выполняется годами на одном и том же станке. Однако при этом следует помнить, что оптимизированный инструмент с механическим креплением неперетачиваемых режущих элементов является специальным. Стоимость такого инструмента, изготовленного в условиях инструментального цеха машиностроительного завода, намного выше, чем стандартного, выпускаемого массово специализированными инструментальными заводами Поэтому обязательно следует оценить экономическую выгодность оптимизации геометрических параметров: выигрываем на стойкости инструмента, а теряем на его стоимости.

Выбор формы рабочих поверхностей инструмента. В литературе практически нет сведений о влиянии формы передней и задней поверхностей режущего клина на стойкость или другие показатели работоспособности инструмента, хотя есть основания полагать, что такое влияние должно быть. Поскольку мы остаемся в неведении, то единственным критерием оптимальности является экономичность инструмента, определяемая технологичностью форм рабочих поверхностей, т.е. простотой изготовления и переточек инструмента.

Наиболее технологичной формой является плоскость, которая используется тогда, если есть возможность выбора: резцы, многолезвийные инструменты с прямым зубом, сверла спиральные с крутой винтовой спиралью, плоские протяжки, сменные режущие пластины и ножи сборных инструментов Однако использование плоскости ограничивается особенностями конструкции многих инструментов. Поэтому часто встречаются другие формы передних и задних поверхностей конические (круглые протяжки, зуборезные долбяки), цилиндрические (передние поверхности метчиков и других многолезвийных инструментов с прямым зубом и большими значениями передних углов, свыше 25—30°, передние поверхности резцов с выкружками для завивания стружки), винтовые (передние и задние поверхности многолезвийных инструментов с винтовым зубом), фасонные (задние поверхности фасонных инструментов со сложной формой образующих), затылованные, в том числе фасонные, если затылование является целесообразным способом образования задних углов (задние поверхности некоторых типов сверл, зенкеров, метчиков, фасонных фрез, в том числе зуборезных и резьбонарезных), фасонные винтовые (эвольвентные винтовые боковые задние поверхности зуборезных долбяков). Перечисленные формы, востребованные особенностями конструкции инструментов, бесспорно, сложнее плоскости, но тем не менее технологичны, если учесть, что в качестве образующей таких поверхностей выбирается прямая линия или кривая наиболее простой формы.

Задние поверхности инструментов с приклеенными или напаянными пластинами твердого сплава или сверхтвердых материалов целесообразно оформлять плоскостями с различными значениями задних углов (рис. 2.13). Это связано с технологией заточки: раздельная по поверхностям заточка кругами разной характеристики и разной стоимости. Корпус инструмента под углом <х+4° затачивают дешевыми кругами из электрокорунда, режущую твердосплавную пластину — более дорогими кругами из карбида кремния зеленого, а достаточную для работы часть пластины шириной 2—3 мм доводят под углом а еще более дорогими алмазными кругами. Кроме того, круги из карбида кремния и алмаза практически неработоспособны по незакаленной стали корпуса инструмента — засаливаются. Проектирование рабочей части

Смотрите также

Добавить комментарий

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