Основы теории резания, режущий инструмент.

• 1 слайд

  
  
  
  Основы теории резания,
  режущий инструмент
  
  
  
  
  2014 г. Авдеева Т.М.
  
  

• 2 слайд

  Инструментальные материалы
  
  
  Требования:
  1.Твёрдость- способность сопротивляться внедрению более твёрдого тела.
  2.Прочность- способность сопротивляться разрушению.
  3.Теплостойкость- способность сохранять режущие свойства при нагреве.
  4.Теплопроводность- способность отводить тепло от нагретого участка к ненагретому. Кобальт и молибден увеличивают теплопроводность, а ванадий и вольфрам снижают.
  

• 3 слайд

  Инструментальные материалы
  
  
  Требования:
  
  5.Износостойкость- сопротивление изменению формы и размеров инструмента под действием силы трения.
  6.Шлифуемость.
  7.Паяемость- способность образовывать прочное соединение при отсутствии трещин.
  

• 4 слайд

  Инструментальные материалы
  
  
  А. Быстрорежущая сталь: Р6М5, Р6М5К5, Р9, Р18. Служит для изготовления высокопроизводительного режущего инструмента. Теплостойкость 600- 650ºС.
  
  Б. Твёрдые сплавы (металлокерамика): смесь порошков карбидов тугоплавких металлов в связке из кобальта. Теплостойкость до 1000ºС, высокая твёрдость. Способны обрабатывать закалённые стали с твёрдостью до 45 HRC.
  

• 5 слайд

  Инструментальные материалы
  
  
  Однокарбидные сплавы: ВК3, ВК3М, ВК6, ВК8. Применяют при обработке твёрдых и хрупких материалов: чугуна, стекла, бронзы, фарфора.
  Двухкарбидные сплавы: Т5К10, Т15К6, Т30К4. Обрабатывают вязкие материалы: латунь, сталь.
  Трёхкарбидные сплавы: ТТ17К12, ТТ10К8. Служат для обработки жаропрочных труднообрабатываемых титановых сплавов.
  
  
  

• 6 слайд

  Инструментальные материалы
  
  
  
  Д. Керамика: окись алюминия, теплостойкость до 1200°С, высокая износостойкость, низкая стоимость, низкий предел прочности при изгибе, малая ударная вязкость. Применяют для чистовых работ при постоянных нагрузках и отсутствии вибраций.
  

• 7 слайд

  Инструментальные материалы
  
  
  Е. Алмазы: высокая твёрдость (в 6 раз больше, чем у твёрдого сплава), износостойкость, теплопроводность, повышенная хрупкость, теплостойкость до 1000ºС. Применяется для тонкого точения деталей из цветных сплавов и неметаллов.
  
  

• 8 слайд

  Инструментальные материалы
  
  
  Поликристаллический алмаз (PCD).
  Применяется для пластин с задними углами для производительной обработки цветных металлов. Различают пластины двух типов:
  - Пластины с одной вершиной
  - Твердый сплав с алмазным покрытием
  

• 9 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  Усадка стружки: уменьшение длины стружки с увеличением сечения.
  В нагретом состоянии стружка пластична и принимает форму передней поверхности инструмента.
  А. Стружкообразование
  

• 10 слайд

  Виды стружки
  

• 11 слайд

  Виды стружки
  

• 12 слайд

  Виды стружки
  

• 13 слайд

  Виды стружки
  

• 14 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  А. Стружкообразование
  Чистовая обработка Черновая обработка
  Чистовая обработка Черновая обработка
  

• 15 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  А. Стружкообразование
  

• 16 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  Б. Тепловыделение: нагрев в зоне резания до 1200°С.
  

• 17 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  Б. Тепловыделение
  

• 18 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  В. Изнашивание: режущий инструмент при работе подвержен абразивному, коррозионному, адгезионному, диффузионному износу.
  

• 19 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  1.Абразивное изнашивание – царапание стружки о переднюю поверхность и поверхности резания о заднюю поверхность. Усиливается под действием частиц карбидов, нароста, окисных плёнок обрабатываемого материала.
  2.Диффузионное изнашивание – растворение (диффундирование) компонентов инструментального материала в материале заготовки. Наиболее быстро переносится углерод, медленнее – вольфрам, кобальт и титан. Снижается за счет применения химически инертных инструментальных материалов по отношению к материалу заготовки.
  
  

• 20 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  3.Адгезионное изнашивание – перенос инструментального материала на деталь и стружку в результате адгезии (схватывания). Для этого необходимо: наличие химически чистых поверхностей, их сближения до параметра кристаллической решетки и совместного пластического деформирования. Схватывание – это бездиффузионный процесс. Адгезионный износ можно уменьшить за счет образования на контактных поверхностях защитных пленок (за счет СОЖ).
  

• 21 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  4.Окислительное изнашивание – коррозия твердых сплавов при нагреве в среде кислорода.
  При температуре свыше 800 градусов кислород воздуха вступает в химическую реакцию с кобальтовой фазой твердых сплавов.
  Твердость продукта окисления в 40…60 раз меньше, чем у исходного твердого сплава. Затем силами трения карбиды титана и вольфрама вырываются, происходит износ.
  Однокарбидные твердые сплавы (ВК8)окисляются сильнее, чем 2-х (Т15К6) и 3-х карбидные (ТТ7К12).
  
  

• 22 слайд

  Признаки износа инструмента
  
  
  

• 23 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  Г. Наростообразование: налипание на передней поверхности инструмента материала заготовки. Срывается 200- 300 раз в секунду, что приводит к возникновению вибраций, повышению шероховатости, снижению стойкости инструмента. Пути уменьшения: увеличение переднего угла, увеличение скорости резания (свыше 70 м/мин не образуется), применение СОЖ.
  
  

• 24 слайд

  Явления, сопровождающие процесс резания
  
  
  Д. Наклёп: упрочнение поверхностного слоя материала заготовки под действием давления режущего инструмента. Для снятия наклёпа применяют отжиг.
  

• 25 слайд

  Стойкость инструмента
  
  
  Стойкость- период времени работы режущего инструмента, в течение которого он выполняет заданные ему функции (время от начала работы до отказа или от заточки до переточки).
  

• 26 слайд

  Элементы резца
  
  
  

• 27 слайд

  Элементы резца
  
  
  

• 28 слайд

  Элементы резца
  
  
  

• 29 слайд

  Геометрия режущего инструмента
  
  
  

• 30 слайд

  Геометрия режущего инструмента
  
  
  

• 31 слайд

  Главные углы резца
  
  
  

• 32 слайд

  Углы резца в плане
  
  
  

• 33 слайд

  Углы резца
  
  Передний угол
  

• 34 слайд

  Способы крепления пластин
  
  
  Надёжность крепления пластины и державки определяет стабильность процесса резания.
  

• 35 слайд

  Способы крепления пластин
  
  
  

• 36 слайд

  Способы крепления пластин
  
  
  

• 37 слайд

  Способы крепления пластин
  
  
  

• 38 слайд

  Способы крепления пластин
  
  
  

• 39 слайд

  Режимы резания
  
  
  Глубина резания
  
  Максимальная глубина резания зависит от ряда факторов. Мощность станка, стабильность, материал заготовки, размер и форма пластины, радиус носка, стружколом, сплав и угол установки. Начните с выбора размера режущей пластины, переходя затем к рекомендациям по выбору стружколома. Это определит выбор максимальной глубины резания.
  Глубина резания всегда должна быть больше радиуса закругления вершины.
  

• 40 слайд

  Режимы резания
  
  
  Подача
  

• 41 слайд

  Режимы резания
  
  
  Скорость резания
  

• 42 слайд

  Режимы резания
  
  
  Скорость резания
  

• 43 слайд

  Режимы резания
  
  
  Скорость резания
  

• 44 слайд

  Режимы резания
  
  
  Увеличение глубины резания позволяет снизить число проходов
  

• 45 слайд

  Режимы резания
  
  
  Увеличение подачи сокращает время прохода
  

• 46 слайд

  Режимы резания
  
  
  Скорость резания определяет стойкость инструмента
  

• 47 слайд

  Шероховатость
  
  
  

• 48 слайд

  Эффекты воздействия СОЖ
  1.Смазочный эффект- снижение трения, износа, силы резания, шероховатости.
  2.Диспергирующий эффект- при вводе в зону резания поверхностно активных веществ происходит охрупчивание твёрдого тела, облегчается процесс резания, улучшается стружколомание.
  3.Охлаждающий эффект- снижается температура в зоне резания, увеличивается стойкость инструмента и точность обработки.
  4.Моющий эффект- улучшается эвакуация из зоны резания продуктов износа инструмента, стружки, карбидов, выбитых из структуры материала инструмента.
  
  

• 49 слайд

  Требования к СОЖ
  1.Безвредность.
  2.Постоянство свойств и хим. состава.
  3.Негорючесть.
  4.Эффективное охлаждение зоны резания.
  5.Снижение трения в зоне резания.
  6.Защита от коррозии обработанных деталей и узлов станка.
  

• 50 слайд

  Растачивание
  
  
  

• 51 слайд

  Растачивание
  
  
  Цельный инструмент
  По возможности меньший вылет.
  Max рекомендуемый вылет для стальных оправок составляет 4xD (l).
  Max рекомендуемый вылет оправок с твердосплавным хвостовиком составляет 6xD (l).
  Предварительно настроенная
  антивибрационная оправка
  l4 = зона демпфирования.
  Не зажимать в этой зоне, на корпусе
  имеется соответствующая маркировка.
  Max рекомендуемый вылет
  антивибрационных оправок с демпфером составляет 7xD для короткого исполнения и
  10xD для длинного исполнения.
  

• 52 слайд

  Растачивание
  
  
  

• 53 слайд

  Резьбонарезание
  
  
  

• 54 слайд

  Резьбонарезание
  
  
  Пластины с полным профилем
  

• 55 слайд

  Резьбонарезание
  Пластины с полным профилем
  Пластины этого типа применяются наиболее часто. Они полностью формируют профиль резьбы от внутреннего до наружного диаметра, при этом:
  – обеспечивается точная высота резьбы и радиусы при вершине и впадине профиля, что гарантирует требуемую прочность резьбы;
  - не требуется точная предварительная обработка диаметра под резьбу, а после операции резьбонарезания нет необходимости в снятии заусенцев;
  - припуск на диаметр под резьбу должен быть 0.03-0.07 мм. Пластина обрабатывает вершину профиля резьбы;
  - для каждого конкретного шага и профиля требуется отдельная пластина. При обработке материалов, склонных к поверхностному упрочнению резанием, таких как нержавеющие стали, не следует выбирать слишком малые глубины врезания:
  – пластины с полным профилем обычно имеют больший радиус при вершине, чем пластины с неполным профилем, поэтому при работе с ними требуется несколько проходов.
  

• 56 слайд

  Резьбонарезание
  Пластины с неполным профилем
  

• 57 слайд

  Резьбонарезание
  Пластины с неполным профилем
  Пластины такого типа не обрабатывают вершину профиля резьбы, и поэтому необходимо точно обрабатывать диаметр цилиндра или отверстия для наружной или внутренней резьбы, соответственно:
  - одна пластина может быть использована для некоторого диапазона шагов при условии, что угол подъема резьб одинаковый;
  – уменьшение количества пластин на складе;
  - универсальное применение пластины с радиусом при вершине, ориентированным на наименьший шаг резьбы, ведет к уменьшению стойкости инструмента, так как каждому профилю резьбы должен соответствовать свой радиус пластины.
  

• 58 слайд

  Резьбонарезание
  Многозубые пластины
  

• 59 слайд

  Резьбонарезание
  Многозубые пластины
  Пластины работают аналогично пластинам с полным профилем, но имеют два или более зубьев:
  – уменьшение числа проходов ведет к увеличению стойкости инструмента, повышению производительности обработки и сокращению расходов;
  - производительность повышается в 2 раза, если пластина имеет 2 зуба и в 3 раза, если – три зуба;
  – необходимо больше места для выхода пластины из зоны резания, поскольку больше длина рабочей части;
  - должна быть обеспечена высокая жесткость системы станок-приспособление-инструмент-деталь, так как многозубые пластины создают большие усилия резания;
  – доступно только для наиболее распространенных профилей и шагов резьб;
  - следует обратить особое внимание на соблюдение рекомендаций по глубине врезания.
  

• 60 слайд

  Отрезка, прорезка канавок
  

• 61 слайд

  Отрезка, прорезка канавок
  

• 62 слайд

  Отрезка, прорезка канавок
  

• 63 слайд

  Отрезка, прорезка канавок
  

• 64 слайд

  Инновационные системы
  Развертка Reamer 830 обеспечивает низкую шероховатость поверхности и высокую размерную точность сквозных отверстий при больших величинах подачи.
  Развёртывание
  

• 65 слайд

  Инновационные системы
  Система CoroTurn® TR.
  Новая конструкция представляет собой перпендикулярные Т-образные направляющие, с помощью которых пластина очень надежно и точно закрепляется в гнезде. Такой тип закрепления пластины обеспечивает отсутствие ее смещения во время резания, даже при значительных и разнонаправленных усилиях резания.
  

• 66 слайд

  Инновационные системы
  Сверло CoroDrill 880
  

• 67 слайд

  Инновационные системы
  CoroDrill 880
  Это сверло способно обработать отверстие в два раза быстрее с вдвое меньшими затратами, по сравнению со сверлами предыдущего поколения.
  Появился новый твердый сплав GC4034 для сверления стали. Он специально создан для производительной работы на сверлах небольших диаметров.
  - Сочетание прочности и износостойкости.
  - Рекомендуется для обработки сталей со средними и большими подачами
  - Производительное решение для диапазона сверления 14-19.99 мм.
  Для работы в нестабильных условиях или при прерывистом резании используйте новую геометрию режущих пластин - GT. Она обладает высокой прочностью, обеспечивающей максимальную надежность работы. Пластины с новой геометрией изготавливаются из сплавов GC4024 и GC4044.
  - Первый выбор при работе в нестабильных условиях обработки, а также при прерывистом резании.
  - Очень прочная, усиленная режущая кромка.
  - Широкий диапазон подач: от низких до высоких.
  - Хорошее стружкообразование при обработке большинства материалов.
  

• 68 слайд

  Инновационные системы
  Система Coromant Capto
  Основные требования по закреплению инструмента в многоцелевых станках:
  - высокая жесткость
  - высокая точность
  - надежная и эффективная
  автоматическая смена
  - гибкость инструментального магазина
  - широкий ассортимент стандартного инструмента
  - возможность использования
  специального инструмента.
  Модульная быстросменная
  инструментальная система Coromant Capto является единственным решением, наиболее полно отвечающим всем этим требованиям. Инструментальная система для многоцелевого станка должна быть
  одинаково пригодна для вращающегося и для стационарного инструмента.
  

• 69 слайд

  Coromant Capto® для фрезерования
  Coromant Capto:
  Уникальная система, разработанная для токарной и осевой обработки
  Высокая точность и стабильность инструмента, непосредственно интегрированного в шпиндель Capto
  Широкий ассортимент стандартной продукции
  Фрезы, оправки, державки
  Модульная система
  Инновационные системы
  

• 70 слайд

  Инновационные системы
  CoroThread™ 266
  Новая концепция для резьбонарезания
  Самая надежная система на рынке
  

• 71 слайд

  Инновационные системы
  Технологические возможности фрезы CoroMill 490
  

• 72 слайд

  Инновационные системы
  Фрезы CoroМill 590
  Сверхвысокие скорости обеспечиваются пластинам из
  поликристаллического алмаза PCD. Оснащение фрезы пластинами Wiper обеспечивает высокое качество поверхности при больших подачах.
  Высокоточная регулировка пластин в корпусе.
  

• 73 слайд

  Осевая настройка пластин
  Coromant Capto или HSK
  Стальной корпус
  - Твердосплавные или PCD пластины
  - Пластины CBN
  - Пластины Wiper для обработки с высокими подачами
  CD10/ CB50/ H10
  Рифленая опорная поверхность пластины для большей надежности
  
  Запатентовано
  F
  Корпус из алюминиевого сплава
  0,1
  
  CoroMill® Century
  
  K
  N
  H
  новое поколение торцевых фрез для чистовой обработки
  Инновационные системы
  

• 74 слайд

  Группы обрабатываемых материалов по ИСО
  
  
  

• 75 слайд

  Кодирование пластин
  
  
  

• 76 слайд

  Кодирование пластин
  
  
  

• 77 слайд

  Кодирование пластин
  
  
  

• 78 слайд

  Кодирование пластин
  
  
  

• 79 слайд

  Кодирование пластин
  
  
  

• 80 слайд

  Кодирование пластин
  
  
  

• 81 слайд

  Кодирование пластин
  
  
  

• 82 слайд

  Прочность пластин
  
  
  

• 83 слайд

  Причины поломки пластин
  
  
  Состояние опорной пластины
  

• 84 слайд

  Используемая литература
  «Высокопроизводительная обработка металлов резанием» М.: Издательство «Полиграфия», 2003.- 301с.
  Технический справочник от Sandvik Coromant «Руководство по металлообработке», 2005.- 583с.
  С.А. Рубинштейн «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент» М.: издательство «Машиностроение», 1968.- 392с.
  

• 85 слайд

  
  
  
  
  
  Спасибо за внимание!