Проектирование и производство режущего инструмента (Юликов, 1987), страница 14

Освоение промышленностью выпуска новой техники, сроки освоения и затраты определяются главным образом удельным весом чломкиз сложившейся технологии и организации производства. Это также требует при создании новых решений учета предшествующего опыта. 2.4.1. Выбор схемы конструкции РИ Разработка конструкции РИ начинаегся с выбора ее схемы на основе определенных исходных данных, в том числе предполагается, что в исходные данные вошли решения, принятые на предшествующих двух этапах, а именно: выбран определенный вариант кинематико-конструктивного решения процесса формообразовании заданных поверхностей детали, т.

е. определен вид РИ и его производящая поверхность; выбраны определенная схема резания припусна и вариант ее осуществления (принципиальное решение) — предопределен характер расположения режущих кромок на производящей поверхности инструмента, т. е. определен тип РИ. Выбор схемы конструкции является творческой деятельностью и он основан на использовании поэлемеитного принципа проектирования. Поэтому в первую очередь необходимо рассмотреть классификацию основных частей и элементов конструкции РИ.

Наиболее развитая (сложная) конструкция РИ состоит из шести частей: рабочая часть, включающая режущие и калибрующие элементы; крепежио-присоединительная; корпусная (державочная); механизм крепления режущей части к корпусной (державочной); механизм регулирования размеров рабочей части инструмента и центрирующе-направляющие части. При выборе схемы конструкции определяется набор основных частей инструмента с указанием их пространственной взаимосвязи. Ввиду относительной простоты конструкций инструмента, за исключением некоторых сложных видов (например, трубомуфтонарезных и расточных патронов, резьбонарезных и резьбоиакат- $9 ных головок), компоновка основных частей осуществляется по двум основным схемам: нонс(евой (осевой) инструмент, у которого основные части— рабочая, крепежно-присоединительная и корпусная (державочная) — располагаются вдоль оси инструмента; наеадной инструмент, у которого указанные основные части компонукпся в направлении, перпендикулярном к оси инструмента.

Схема развитой сборной конструкции РИ более сложная и включает не только набор основных частей, но и их элементов с соответствующей пространственной взаимосвязью. Схемы конструкций отдельных частей инструмента рассматриваются ниже при изложении материалов, относящихся к расчетной части СПРИ: 2.4.2. Расчетная часть третьего этапа системы проектирования РИ Расчетная часть является основным содержанием процесса проектирования. Структура этой части СПРН, включающая 16 блоков (см. рис. 1.1), обоснована в разд.

2.1. Ниже рассматривается каждый блок, кратко излагаются методика определения соответствующих параметров и характеристик и необходимая информационная обеспеченность ее реализации. 2.4.2.1. Исходные данные (блок 1) Расчетная часть начинается с исходных данных. В общем случае исходные данные могут включать: деталь: материал (марка, НВ, а„и др.), размеры; операцию: наименование операции, припуск на обработку, технические требования к операции, точность и шероховатость поверхности обработки, режимы обработки (1, 5, о), коэффициенты для определения Р„Т и др., партия деталей илн тип производства; станок и оснастку: модель станка, ряды частот вращения шпинделя и подач, мощность, тяговое усилие и др., наличие оправок кулачков, копиров„сменных зубчатых колес и т. д.; инегпруменап вид, тип (схема срезания припуска), типовая конструкция, назначение инструмента, параметры установки инструмента, требования к инструменту (в том числе точность исполнения), данные, относящиеся к технологии изготовления инструмента; прочие данные.

С точки зрения системного проектирования исходные данные должны включать все условия, необходимые для установления существенных внешних и внутренних связей инструмента как системы, которые могут быть заданы (нлн определены) после 1-го и 2-го этапов проектирования. Те условия, которые не могут быть определены после 1-го и 2-го этапов, рассчитываются в дополнительных исходных данных (блок 2, см. рис. 1.1) третьего этапа СПРИ или же в последующих блоках.

60 2.4.2.2. Расчет дополнительных нсходных данных (блок 2) Содержание данного блока расчетной схемы является специфическим для каждой конкретной задачи и вводится в связи с тем, что исходные данные должны включать минимально необходимую и достаточную н нформа цию да я процесса проектирования. Дополнительные исходные данные определяются в каждом конкретном случае по своим расчетным зависимостям. К ним относятся: определение расчетных размеров профиля детали с учетом допусков на них и разбивки: пересчет размеров профиля детали из одной плоскости в другую. необходимый для профилирования инструмента; расчет исходной инструментальной рейки для инструмента. работающего по методу обкатки; определение положения базовой линии на детали при ее обработке фасонным резцом; определение дополнительных размеров детали (например, зубчатого колеса).

недостающих для расчета инструмента, и т. д. Часть указанных расчетов, которые используются при конструировании большой группы инструментов, могут быть оформлены в самостоятельные модули и входить в общий фонд модулей. используемый при машинном проектировании. 2.4.2.3. Выбор ннструментальных материалов (блок 3) Инструментальный материал (ИМ) оказывает большое влияние на производительность обработки, качество обработанной поверхности и на конструкцию самого инструмента, т. е. является важнейшей характеристикой режущего инструмента (табл. 2.4). Поэтому в системе СПРИ выбор ИМ осуществляется непосредственно после исходных данных (см. рис.

1.1). Трудности выбора ИМ помимо сложности пропесса резания и явлений, его сопровождающих, объясняются еще двумя причинами. Во-первых, в отличие от многих других характеристик или параметров инструмента выбор марок затруднен, так как не имеется одного какого-либо надежного и общего комплексного численного критерия, по которому можно было бы осуществлять выбор. Во-вторых, число возможных сочетаний различных факторов, условий работы инструмента, существенно влияющих на выбор ИМ, огромно.

Очевидно, что дать рекомендации для каждых конкретных условий не представляется возможным. Имеющиеся опытные данные, а также рекомендации по выбору ИМ в различных стандартах и нормативах позволяют с ббльшим или меньшим основанием выбрать марку ИМ. При этом, однако. учитывается обычно от двух до пяти факторов, что для правильного выбора ИМ часто совершенно недостаточно. Изложенная ниже методика выбора марок ИМ учитывает ббльшее число факторов.

что позволяет сделать выбор более обоснованным. Использование таблиц соответствий 17, 11 ) также позволяет осуществлять выбор ИМ при автоматизированном проектировании. 6! 2.4. Марки н коды ннстррменталанмх матерналов код им Код им марка им Марка ИМ Марка ИМ 60 б! 62 63 64 Р12Ф2КВМЗ Р18Ф2КВМ ! 1М5Ф Р9Х2Ф2МГЛ РЛ-2 (Р6М5Ф2) РЛ-3 (Р6М5ФЗ) В!!М7К23 В!!М7КЗЗХ ВЗМ12К23 29 30 31 32 Зз 34 35 36 37 Угл ероднстые стали У7А УВА У9А У10А У11А У12А У!ЗА 65 66 67 68 69 70 71 рованные стала Х ВСГ ХВГ 9ХС 11 ХФ Х 6ВФ Твер оремрщке стали Р18 Р12 Р9 РбАМ5 (РбМ5) Р12ФЗ РОК5 Р6АМ5ФЗ РВМ6К5 Р9М4КВ Р18К5Ф2 !! РЗАМЗФ2 Р12Ф4К5 10РВМ5 10РВМ5К5 РВМЗКВС Р9К10 73 74 78 79 Множество марок ИМ, допустимых при заданных условиях: З~„= ) (и,, и,, и„..., инм и, ), (2.18) где и, — обрабатываемый материал (ОМ вЂ” см. прил.

1); и,— состояние поверхности заготовки; и„и, иа — режимы резания (соотвегственно 1, о, и); и, — характер резания (прерывистое, непрерывное); и, — тип производства (массовое, серийное, единичное); и, — жесткость технологической системы; и, — требуемая надежность инструмента; и„— технология перетачивания инструмента (способ, трудоемкость, оборудование, инструмент для перетачивання); иы — технология изготовления инструмента (ковка, прокат, литье, вышлифовка и др.); и„— размеры инструмента (режущей части); и,а — угол р заострения лезвия; и„. форма (размеры) профиля инструмента.

62 1 2 3 4 5 б 7 Легн 8 9 10 11 12 Быстр 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 38 39 40 41 42 43 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 дые сплавы ВКЗ ВКЗМ ВК4 ВКб ВКВ-М ВКВ-ОМ ВКВ ВК10 ВК10-М ВК!О-ОМ ВК15 ТЗОК4 Т15КВ Т!4КВ Т5К10 ТбК! 2В ТТ7К12 ТТВК6 ТТ!ОКВ-Б ТТ20К9 ВК10-ХОМ ВК 15-ХОМ тн-20 ТН-25 тн-30 КНТ-16 ТМ Керамика В-З ВО-13 ВО.И БОК-ВО ВОК-63 ВШ-75 ЦМ-332 Компоэнты Компознт-01 (эл ьбор-Р) Компознт-02 (белбор) Компоэнт-03 (немн т) Компоэнт 05 Компоэкт-09 (ПТНБ) Компоэнт-Ю (компознт-Р) Алмазы А (природный) АСБ (сннтетнческнй, баллас) АСПК (сннтетнческий, кзрбонадо) Зависимость (2.18) при выборе возможных марок ИМ от перечисленных условий «и» можно выразить в форме таблиц соответствий (например, табл.

2.5). В табл. 2.5 знак «+» означает, что данная марка ИМ рекомендуется для использования при данном значении и; знак «(+)» означает, что данная марка допускается для использования, но предпочтение имеет марка, которой соответствует знак «+», знак « †» означает, что марка не рекомендуется.

Кодирование инструментальных материалов (ИМ) и обрабатываемых материалов (ОМ) соответстнует табл. 2.4 и прил. 1. Каждое из условий им ..., и,«может принимать два — четыре значения. Большое число значений весьма усложняет таблицы и алгоритмы без ощутимого аффекта. Исключение составляет условие и» вЂ” обрабатываемый материал ОМ (см. прил. 1): число значений и, должно соответствовать всем группам ОМ и различным их характеристикам (п„НВ), которые охватываются алгоритмом.

Это вызвано тем, что ОМ является условием, наиболее сильно влияющим на выбор ИМ. Вообще при разработке конкретного алгоритма число возможных значений каждого условия и должно соответствовать практике производства на данном предприятии. Например, число значений и«должно быть таким, чтобы вклю. чать все группы ОМ, каждая из которых при прочих равных условиях могла бы обрабатываться одной маркой ИМ данного вида инструмента. Условие и» может принимать два — три значения.

Например, если обрабатываемая поверхность предварительно уже обработана, и = 1; если имеегся окалина после штамповки или литейная корка, то и = 2. Наибольшее влияние на выбор ИМ оказывает скорость резания — условие и». В таблицах соответствия наиболее целесообразно ограничиваться двумя — тремя значениями и»: и« = 1— для нормативной скорости резания наиболее типичной марки ИМ данной группы, например, для Р6М5 группы быстрорежущих сталей; и« = 2 — для повышенной скорости резания (при заданных 1 и 5)'„ и, = 3 — для пониженной скорости резания. Некоторые из условий и в зависимости от вида инструмента и техпроцесса могут трактоваться различно.

Например, размеры спиральных сверл им могут оказывать влияние на выбор ИМ: сверла из кобальтовых сталей диаметром менее 5 мм показывают невысокую стойкость из-за ухудшения теплоотвода при малой массе лезвия сверла. Кроме того, сверла и другие инструменты малого диаметра (метчики, протяжки) прн малых размерах часто работают с предельными напряжениями, и позтому предпочтение имеют марки ИМ более прочные и менее хрупкие. Для других видов инструмента, например, цельных стальных червячных фрез, характерно использование относительно больших диаметров (60— 200 мм и более). Здесь размер инструмента, как показывает практика, может существенно повлиять на балл карбидной неоднородности, что особенно опасно для более твердых и хрупких марок ИМ. 63 2.5.