Анализ путей снижения затрат на инструмент в машиностроительном производстве

Применяемые в  настоящее время конструкции  резцов предусматривают два вида крепления керамических пластинок:

-пайкой или склеиванием;

-механическое.

Крепление пайкой и склеиванием еще недостаточно разработано и требует ряда дополнительных мероприятий для усиления такого крепления и в первую очередь наличия закрытого или полузакрытого гнезда под пластинку.

Дело в том, что ни один из припоев, применяемых  для пайки металлов и сплавов, не «смачивает» керамики. Поэтому  используют различные методы крепления, применяющиеся на отдельных заводах в определенных случаях, когда нельзя применить механическое крепление.

Фасонные резцы

При обтачивании  фасонных деталей обычные токарные резцы не обеспечивают точности получения  профиля и малопроизводительны. Их применение целесообразно главным образом для обтачивания фасонных деталей в единичном или мелкосерийном производстве. В крупносерийном и массовом производстве в качестве основного вида режущего инструмента для обработки фасонных деталей находят применение специальные фасонные резцы. Они обеспечивают идентичность формы, точность размеров и высокую производительность, а также допускают большое количество переточек.

Фасонные резцы  можно разделить на призматические и круглые.

Круглые резцы  применяются для наружного и внутреннего обтачивания.

Рис. 4

Фасонные круглые  резцы с винтовыми образующими  режущих кромок. а) - для работы с  поперечной подачей, б) - для обработки  наружных поверхностей, в) - с продольной подачей для обработки внутренних поверхностей

Призматические  — только для наружного. В процессе работы призматические фасонные резцы  могут иметь расположение базы крепления  либо параллельно оси детали, либо наклонно. Ось круглых фасонных резцов располагается либо параллельно  оси обрабатываемой детали, либо наклонно.

 

Рис. 5

Твердосплавные  резцы с призматическими пластинами

 

Наклонное расположение базы крепления призматического  резца или оси круглого фасонного  резца применяется в исключительных случаях, когда конфигурация детали на отдельных участках профиля не обеспечивает получения оптимальных задних углов при параллельном расположении. Приведенные выше резцы являются радиальными, то есть устанавливаются по отношению к деталям таким образом, чтобы обеспечить поперечную подачу по радиусу или наклонно к нему. При этом ось детали в процессе резания пересекается одно или несколькими точками режущей кромки. При работе радиальных фасонных резцов происходит постепенное срезание в виде непрерывной стружки всего подлежащего удалению объема металла одним режущим лезвием, причем режущая часть периметра постепенно увеличивается и к концу работы достигает всей длины лезвия резца. Вследствие этого радиальный резец работает в тяжелых условиях резания. При обработке длинных деталей возможен прогиб его от сил резания.

Призматические  резцы могут быть также тангенциальными. В этом случае они осуществляют касательное  направление подачи к обрабатываемой фасонной поверхности. Режущие лезвия призматических тангенциальных резцов устанавливаются на определенном расстоянии от оси обрабатываемой детали. Так как тангенциальные резцы ввиду сильно вытянутых в длину фасонных лезвий обрабатывают профиль не сразу по всему контуру, а постепенно, ими можно обтачивать относительно длинные фасонные детали.

Круглые фасонные резцы бывают с кольцевыми образующими фасонных поверхностей или с образующими, расположенными по винтовой линии.Более широкое применение находят круглые фасонные резцы, главным образом из-за простоты изготовления. Кроме того, эти резцы выдерживают большое число переточек. Призматические фасонные резцы обладают повышенной точностью и надежностью крепления.

2. Сверла

Сверло́ — двухрезцовый или реже однорезцовый режущий инструмент, с вращательным движением резания  и осевым движением подачи, предназначенный  для выполнения отверстий в сплошном слое материала. Состоит из режущей части, рабочей части и хвостовика. Рабочая часть представляет собой винт Архимеда и служит для удаления стружки из сверлимого отверстия.

Сверло представляет собой режущий инструмент, применяемый  для изготовления отверстий в сплошном материале.

 

Рис. 6

Процесс сверления  отверстий осуществляется при двух совместных движениях:

               -вращательном — сверла и детали (движение резания);

               -поступательном — вдоль оси (движение подачи).

Свёрла могут также применяться для рассверливания, т. е. увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания, т. е. получения конусных углублений в сплошном материале.

По конструктивным особенностям свёрла делят на следующие  типы:

-спиральные;

-перовые (пёрки);

-для глубокого сверления;

-центровочные;

-сверлильные головки;

для кольцевого сверления.

Спиральные  свёрла изготовляют для сверления  «на проход», «под зенкер», «под развёртку  или шлифовку» и «под резьбу».

Точность диаметра сверла (величина допуска и его пределы) установлена по стандарту для точного машиностроения и приборостроения, а также для общего машиностроения.

Перовое сверло (пёрка) представляет собой пластинку, у которой режущие кромки расположены  симметрично друг к другу и по отношению к оси сверла. Угол наклона режущих кромок перовых свёрел бывает различным. Перовые свёрла отличаются простотой конструкции и дёшевы в изготовлении, но в последнее время применяются редко, главным образом при ручной работе, так как не допускают высоких скоростей резания.

Центровочные  свёрла применяют для сверления  центровых отверстий в деталях. Отверстие, просверленное сверлом, в дальнейшем раззенковывается специальным  инструментом — зенкером, описанным  ниже. Существуют два вида центровочных свёрл:

-свёрла стандартного набора для диаметров от 0,5 до 12 мм;

-комбинированные без предохранительного конуса и с предохранительным конусом для диаметров от 1 до 6 мм.

Свёрла для  кольцевого сверления (сверлильные  головки) применяются двух типов:

-для сверления отверстий большей частью больших диаметров в сплошном материале;

-для сверления больших отверстий в листовом материале.

Для сверления  отверстий в сплошном материале  применяются пустотелые свёрла, превращающие в стружку только узкую кольцевую  часть материала.

Спиральные  свёрла - это самые распространённые свёрла, с диаметром сверла от 0,1 до 80 мм и длиной рабочей части до 275 мм широко применяются для сверления различных материалов. Спиральная канавка служит для образования режущей кромки, удаления стружки и подвода охлаждающей жидкости. Режущая часть спирального сверла образует конус, в зависимости от обрабатываемого материала угол при вершине конуса (2φ) будет различным. (Широко распространено ошибочное название винтов спиралью, на самом деле винтовая линия отличается от спиральной линии).

 

Рис. 7

Конструктивные  части спирального сверла

 

Угол при  вершине конуса (2φ) спиральных свёрл  в зависимости от обрабатываемого материала: 

 

Материал	Угол 2φ
Сталь конструкционная	118
Сталь инструментальная	118-150
Коррозиционно-стойкая  сталь и сплавы	127
Медные и  алюминиевые сплавы	90-150
Титановые сплавы	135-140
Чугун	90-150
Пластмассы  порошковые	30-35
Пластмассы  волокнистые	45-50
Пластмассы  слоистые	70-80

 

Геометрические  размеры спиральных свёрл регламентируются следующими стандартами:

с цилиндрическим хвостовиком:

средняя серия - ГОСТ 10902-77, DIN 338;

удлинённая  серия - ГОСТ 886-77, DIN 340;

укороченная серия - ГОСТ 4010-77, DIN 1896.

с коническим хвостовиком:

средняя серия - ГОСТ 10903-77, DIN 345;

удлинённая  серия - ГОСТ 2092-77, DIN 1870;

длинная серия - ГОСТ 12121-77, DIN 341.

Свёрла для  глубокого сверления (пушечные, ружейные), предназначены для сверления  отверстий сравнительно большой  длины. Имеют увеличеный угол наклона  винтовой линии для интенсификации отвода стружки.

 Сверла бывают  следующих видов:

1. Центровочные свёрла, обладающие большой жёсткостью для обработки центровых отверстий.
2. Эжекторные свёрла.
3. Свёрла для обработки конических отверстий.
4. Перовые свёрла, имеющие только одну режущию кромку.

Комбинированный инструмент для изготовления отверстий (например, ступенчатое сверло, сверло-зенкер, сверло-зенковка, сверло-развёртка), с  двумя ступенями обработки, соединённый  в одно целое.

Хвостовик свёрл  может иметь следующую конструкцию: цилиндрический хвостовик, конический хвостовик, конический с конусностью 1:50.

Имеют наконечник из твёрдого сплава, предназначенный  для бурения твёрдых материалов (кирпич, бетон) с ударно-вращательным сверлением. Свёрла, предназначенные  для обычной дрели, имеют цилиндрический хвостовик. Хвостовик бура для перфораторов имеет различную конфигурацию: цилиндрический хвостовик, SDS-plus, SDS-top,SDS-max

и т. д.

1.3. Зенкеры

Зенкер –  это режущий инструмент для обработки отверстий. Зенкеры по конструктивным особенностям и способу закрепления делятся на хвостовые и насадные, цельные и сборные; они предназначены для окончательной обработки отверстий или предварительной обработки отверстий под последующее развертывание. Зенкеры с наружным диаметром до 32 мм изготовляются цельными и внешне напоминают спиральные сверла, но в отличие от последних имеют три винтовые канавки и, следовательно, три режущие кромки, что увеличивает их производительность. Режущая, или заборная, часть 1 (смотри рисунок) выполняет основную работу резания. Калибрующая часть 2 предназначена для калибрования отверстий и придания правильного направления зенкеру. Хвостовик 5 служит для закрепления зенкера в станке. (Рис.2)

Рис. 8

Главный угол в  плане j для зенкеров из быстрорежущей  стали равен 45-60 градусам, а для зенкеров твердосплавных - 60-75 градусов. У зенкеров из быстрорежущей стали передний угол g=8-15 градусам при обработке стальных деталей; g=6-8 градусов при обработке чугуна; g=25-30 градусов при обработке цветных металлов и их сплавов. У твердосплавного зенкера g=5 градусов при обработке чугуна и g=0-5 градусов при обработке стали. Задний угол a=8-10 градусам; угол наклона винтовой канавки v=10-25 градусам. Для лучшего направления инструмента зубья зенкера имеют цилиндрическую фаску шириной 1,2-2,8 мм. Насадные зенкеры (смотри рисунок) применяются для обработки отверстий диаметром до 100 мм, имеют четыре винтовые канавки (и, следовательно, четыре режущие кромки), не имеют хвостовика и крепятся с помощью оправки.

Насадные зенкеры:

 

Рис.9

а) - с напаянными пластинами из твердого сплава, б) - с механическим креплением ножей, оснащенных пластинами из твердого сплава

Конструкции зенкеров:

Рис.10

а) - зенкер для  цилиндрических углублений (цековка), б) - зенковка, в) - коническая зенковка, г) - зенкер для зачистки торцевых поверхностей

Зенкерование (от нем. Senken) — вид механической обработки  резанием, в котором с помощью  специальных инструментов (зенкеров) получают отверстия или фаски  различного диаметра и глубины, после  предварительного сверления. Зенкерование является получистовой обработкой резанием.

Зенкерование  как получистовая и, отчасти, чистовая операция механической обработки имеет  следующие основные назначения:

1. Очистка и сглаживание поверхности отверстий: перед нарезанием резьбы или развёртыванием;
2. Калибрование отверстий: для болтов, шпилек и другого крепежа;
3. Снятие фасок: для скругления острых углов и удаления заусенцев, также для размещения головок болтов и винтов.

Зенкерование  является точной операцией механической обработки и требует высокой мощности, соответственно, является машинной операцией и выполняется на следующих станках:

1. Сверлильные станки всех типов: наиболее часто.
2. Станки токарной группы: наиболее часто.
3. Расточные станки: часто как вторичная операция.
4. Фрезерные (горизонтальные и вертикальные): редко. В основном на фрезерных с ЧПУ (как часть программы).
5. Агрегатные станки: как одна из операций в автоматической линии.

Зенкерование  выполняется зенкерами. Зенкер представляет собой многолезвийный (3—12 лезвий) инструмет, имеющий ось вращения, при вращении которого его лезвиями производится обработка отверстия.

1. Основные виды зенкеров:
2. Зенкеры машинные цельные с метрическим конусом либо конусом Морзе;
3. Зенкеры насадные;
4. Зенковки конические и цилиндрические: снятие фасок, зенкерование «потайных» углублений для винтов и шурупов.

Зенкеры изготовляют  преимущественно из быстрорежущих  сталей или оснащёнными пластинами твёрдых сплавов. При зенкеровании широко применяются смазочно-охлаждающие  вещества.

1.4. Фрезы