Основные принципы конструирования инструментов
3. Основные принципы конструирования инструментов
3.1. Цели и задачи конструирования
Цель конструирования инструмента заключается в выборе типа инструмента, определении всех его размеров путем расчетов и графических построений, в составлении рабочего чертежа и технических условий, по которым инструмент может быть изготовлен.
При этом задачи конструктора сводятся к следующему:
- произвести анализ сил резания, действующих на режущие элементы инструмента, определить оптимальную геометрию режущих зубьев, подобрать подходящий инструментальный материал, выбрать форму рабочей части, обеспечивающей свободное отделение стружки;
- выполнить необходимые расчеты профиля зубьев сложного инструмента;
- определить наиболее целесообразные габаритные размеры рабочей и присоединительной части инструмента;
- произвести расчеты кинематических параметров инструмента;
- рассчитать рабочую и присоединительную часть инструмента на прочность, жесткость, надежность;
- составить рабочий чертеж инструмента, технические условия на его изготовление, определить допуски на все размеры, обеспечивающие точность работы инструмента.
В большинстве случаев работа конструктора упрощается, если инструмент конструируют для определенных условий работы с точно заданными условиями резания и данными об обрабатываемой детали.
3.2. Рабочие и присоединительные части инструмента
Рекомендуемые материалы
Каждый из инструментов, независимо от вида и назначения, имеет общие части: рабочую и присоединительную.
Рабочая часть - непосредственно осуществляет снятие стружки и для этого снабжена одной или несколькими режущими кромками. У многих инструментов рабочую часть можно разделить на режущую, выполняющую основную работу по снятию стружки, и калибрующую, предназначенную для окончательного формирования размеров обрабатываемой поверхности и зачистки её для обеспечения соответствующей шероховатости.
Рабочая часть инструмента является основной его частью, поэтому определение её формы и размеров составляет основную задачу при расчете и конструировании инструментов.
Присоединительная часть - предназначена для передачи усилий, развиваемых станком, к рабочей части инструмента. С помощью этой части инструмент присоединяется - устанавливается и закрепляется к исполнительным органам станка (шпиндель, суппорт, резцедержатель и т.д.).
Конструкции, как рабочих частей, так и присоединительных весьма разнообразны. Целесообразно стремиться к сокращению этого разнообразия. Для этого осуществляется стандартизация инструментов, особенно важная для присоединительных частей, так как от их форм и размеров зависят формы и размеры гнезд в исполнительных органах станков. Поэтому при конструировании инструментов необходимо пользоваться существующими стандартами на различные виды инструментов.
3.3. Крепление инструментов на станках
Все виды соединения инструмента со станком можно разделить на три группы:
- жесткие соединения, передающие усилия шпонками, штифтами
или какими-либо выступами;
- фрикционные соединение, передающие усилия силами трения в местах стыка между соединительными частями инструмента и станка;
- комбинированные соединения, совмещающие жесткие и фрикционные элементы».
Важным условием при конструировании присоединительной части является легкая и быстрая установка инструмента на станке.
3.4. Простота и технологичность конструкций
Конструкция инструмента должна быть по возможности простой, лишенной каких-либо излишеств, не вызываемых крайней необходимостью.
Одновременно конструкция инструмента должна быть технологичной, то есть сравнительно простой в изготовлении; учитывающей возможности изготовления инструмента в конкретных условиях.
Важно учесть особенности материалов, из которых будет изготавливаться инструмент и методы их обработки, технологические и метрологические возможности оборудования.
В сборных инструментах необходимо предусмотреть особенности изготовления каждой детали.
Конструктор должен ясно представлять технологию изготовления данного инструмента, в том числе специфические особенности инструментального производства, так что при конструировании инструмента все эти вопросы решаются комплексно. Особо следует подчеркнуть важность их комплексного решения в условиях индивидуального производства в инструментальных цехах заводов.
3.5. Рабочий чертеж инструмента
После необходимых расчетов выполняется рабочий чертеж инструмента. Основные требования к чертежу регламентируются стандартами.
При вычерчивании инструмента существует ряд условностей, упрощающих графическую работу:
- не всегда изображаются стружечные канавки (метчики, развертки, фрезы);
- вычерчиваются обычно только 2-3 зуба у многозубых инструментов;
- винтовые линии на чертежах заменяют прямыми;
- профиль инструмента обычно вычерчивается отдельно в увеличенном масштабе;
- сечения для обозначения величины передних и задних углов выполняется частично.
На чертеже необходимо указать все размеры. Если это однотипные инструменты (комплект метчиков, нормали резцов и т.п.), на чертеже проставляются буквенные обозначения размеров, а числовые значения их даются в таблицах.
Обязательно должна быть указана шероховатость поверхностей инструмента, особенно важно указать ее на важнейших поверхностях; ими являются:
- режущие поверхности зуба;
- опорные, установочные и контрольные поверхности.
На рабочем чертеже должны быть указаны технические требования к данному инструменту:
- внешний вид;
Обратите внимание на лекцию "Виды радиоактивного распада. альфа-распад, схема распада, закономерности распада".
- допуски на размеры, биение основных поверхностей;
- обозначение материала инструмента;
- твердость отдельных частей инструмента;
- описание маркировки, что маркируется и на каком месте инструмента.
Технические требования к инструментам содержатся в технических условиях, которые на большинство инструментов стандартизованы.
Можно сказать, что стандартизация инструментов занимает важное место и служит основой повышения качества инструмента и эффективности его использования.
