Инструментальные материалы для фрез.

Одно из основных условий высокопроизводительной работы режущего инструмента — правильный выбор инструментального ма­териала. Для изготовления режущих элементов фрезерного инст­румента в деревообработке применяют инструментальные стали (легированные, быстрорежущие), твердые сплавы, металлокерамические материалы. Для изготовления корпусов инструментов ис­пользуют конструкционную качественную сталь, конструкционную легированную сталь, а также специальные легкие сплавы.

Легированные инструментальные стали. Эти стали в своем со­ставе содержат легирующие элементы (хром X, вольфрам В, ва­надий Ф и др.), повышающие их режущие и другие свойства (на­пример, износостойкость возрастает в 2—2,5 раза по сравнению с износостойкостью углеродистых инструментальных сталей). Для изготовления цельных насадных фрез, а также сменных резцов и ножей в сборных фрезах широко используют хромовольфрамованадиевые стали марок Х6ВФ и 9Х5ВФ.

Быстрорежущие инструментальные стали. Эти стали обладают более высокими режущими свойствами по сравнению с обычными легированными сталями вследствие большего содержания вольф­рама В, а также присутствия молибдена М. Для дереворежущих инструментов используют следующие марки быстрорежущих ста­лей: Р4, Р9, Р12, Р18, Р6МЗ, Р6М5. Вольфрамомолибденовые стали марок 6РМЗ и Р6М5 значительно повышают прочность и изно­состойкость инструмента. Вследствие значительного содержания молибдена режущие свойства этих сталей близки к режущим свой­ствам быстрорежущих сталей Р12 и Р18, несмотря на то, что со­держание вольфрама в них в 2—3 раза меньше.

Твердые металлокерамические сплавы. Основные компоненты твердых сплавов — карбиды вольфрама, титана и тантала. Ко­бальт в составе твердых сплавов играет роль цементирующей связки. В деревообработке наибольшее распространение получили однокарбидные металлокерамические твердые сплавы, содержа­щие карбиды вольфрама (марки ВК6, ВК6М, ВК8, ВК8В, ВК15).

При изготовлении инструмента с пластинками твердого спла­ва, как правило, используют стандартные пластинки, которые крепят к державке или корпусу методом пайки или механичес­кими устройствами.

Насадные фрезы

Для фрезерования древесины и древесных материалов ши­роко используют насадные фрезы, отличительная особенность ко­торых— отверстия для насадки на шпиндель станка или непосред­ственно на вал электродвигателя.

Насадные фрезы в зависимости от конструктивного исполнения разделяют на цельные и сборные. В свою очередь цельные насад­ные фрезы могут быть одинарными и в виде наборов фрез (составные). Набор цельных фрез чаще всего представляет собой группу фрез, подобранных для обработки профилей деталей, получение которых одинарными фрезами трудно, непроизводительно или не­возможно. Набор цельных фрез закрепляют на одном общем валу. В набор могут входить фрезы одинаковые по параметрам или раз­ные. Цельные, фрезы изготавливают из одной заготовки легиро­ванной стали или из конструкционной стали с припаянными пла­стинками твердого сплава или легированной стали. По оформлению задней поверхности зуба дельные фрезы разделяют на затылованные и с прямой задней гранью (с остроконечными зубьями). Затылованные цельные фрезы чаще всего предназначены для фасонного фрезерования различных профилей, режущая кромка у них фа­сонная.

В зависимости от формы режущих кромок получается тот или иной профиль обрабатываемых деталей. Зубья фасонных затылованных фрез имеют плоскую переднюю грань; заднюю их грань чаще всего оформляют по кривым архимедовой спирали или по дугам окружности, проведенным из смещенного центра. Особен­ность затылованных фрез в том, что при переточках по передней грани они сохраняют постоянство профиля режущей кромки в осе­вом сечении зуба фрезы.

Диаметры посадочного отверстия d у фрез цельных фасонных составляют 22; 27 и 32 мм, что в большинстве случаев совпадает с соответствующими размерами оправок фрезерных станков. Внеш­ний диаметр D фасонных фрез 80; 100 и 125 мм.

Фасонные цельные затылованные фрезы имеют ряд достоинств: сохраняют угловые параметры за весь срок службы инструмента, что обеспечивает постоянство профиля обрабатываемых деталей, удобны в эксплуатации, хорошо сбалансированы. Однако имеют и недостатки, основной из которых — нерациональное использование легированной инструментальной стали: эффективно используется не более 10—20 % массы фрезы.

У фрез с остроконечными зубьями передняя и задняя грани имеют плоскую форму в плоскостях перпендикулярных оси вра­щения фрезы. Конструкции фрез данного типа довольно разнооб­разны. К группе фрез с остроконечными зубьями относятся фрезы для фасонного фрезерования, пазовые, для фрезерования шипов и др. В зависимости от назначения и конструкции фрезы с ост­роконечными зубьями затачивают по передней или задней грани. Эти фрезы могут быть изготовлены целиком из легированной или конструкционной стали (корпус) с припаянными пластинками бы­строрежущей стали или твердого сплава на зубьях фрезы. В за­висимости от вида выполняемых работ и сложности профиля дета­ли фрезы с остроконечными зубьями могут быть одинарными, со­ставными (составлены из разных фрез) или в виде комплектов из нескольких однотипных фрез.

Боковые режущие кромки фрез, обеспечивающие размер по ши­рине В паза, имеют задний угол 3°. Для сохранения ширины В постоянной зубья затачивают по задним граням. Пазовые фрезы для поперечных пазов кроме основных зубьев, форми­рующих размер В, имеют с двух сторон подрезающие зубья с пе­редним углом 45°. Подрезающие зубья (подрезатели) выступают над основной окружностью резания на 0,5 мм и служат для обес­печения качественной обработки. Существуют аналогичные по кон­струкции пазовые фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава.

Для плоского цилиндрического фрезерования применяют фрезы с остроконечными зубьями, оснащенными пластинками твердого сплава. Эти фрезы чаще всего используют в мебельном производ­стве при обработке щитов, облицованных шпоном, пластиками и другими материалами. Для повышения качества обработки со сто­роны облицовочного слоя (устранения сколов) зубья имеют на­клон к оси вращения. Наклон режущей кромки выбирают таким образом, чтобы сила Р была направлена в глубь массива. При фрезеровании плит, облицованных с двух сторон, применяют фре­зы с двусторонним наклоном режущих кромок, что обеспечивают составные фрезы, состоящие из двух одинаковых фрез, но с раз­ным наклоном зубьев, или одинарные фрезы с двумя рядами зубьев. Угол наклона зубьев к оси фрезы обычно 15—20°.

При фрезеровании древесных материалов (ДСтП, ДВП, пла­стиков и др.) рационально использовать твердый сплав в качестве инструментального материала. В зависимости от профиля обраба­тываемой детали могут быть применены стандартные пластинки или пластинки из пластифицированного твердого сплава. Доволь­но часто приходится перешлифовывать стандартные пластинки твердого сплава, чтобы придать им требуемую форму и размеры. Перешлифовку .делают алмазными кругами повышенной произво­дительности. В целях рационального использования твердого спла­ва, а также в зависимости от профиля режущей кромки пластин­ки припаивают по передней или задней грани зуба. Так, для фрез, предназначенных для плоского или углового фрезерования, более экономичное использование пластинки будет при располо­жении ее по задней грани, однако при этом должна быть обеспе­чена надлежащая прочность припайки. У фрез для фасонной об­работки пластинки твердого сплава, как правило, припаивают к передней грани.

Окончательное профилирование режущих кромок фрезы дела­ют после припайки пластинок. Очертание профильных режущих кромок у фасонных фрез, оснащенных твердым сплавом, может быть самым разнообразным.

Для фрезерных станков наибольшее распространение получили конструкции сборных насадных фрез, представленные на рис. 9. Дисковая пазовая фреза предназначена для фрезеро­вания пазов и проушин на станках с шипорезной кареткой. Такая фреза содержит вставные ножи 1, укрепляемые в клиновых пазах корпуса 4 клиньями 2 и распорными винтами 3. Внешний диаметр D фрез 200; 250; 320 и 360 мм. Ножи изготавливают из стали или оснащают пластинками твердого сплава длиной 50 мм и шири­ной 8; 12; 16; 20 мм. Диаметр посадочного отверстия 32 и 40 мм.

Цилиндрическая сборная фреза с прямыми ножами (рис. 9,6) имеет центробежно-клиновой способ крепления ножей. Фреза со­стоит из корпуса 4, ножей 1, клиньев 2 и распорных болтов 3: При вывинчивании болтов 3 клинья 2 прочно закрепляют ножи в корпусе. Для надежного крепления ножей усилие затяжки со­ставляет 30—40 Н при длине ключа 120—140 мм. Во время вра­щения фрезы под действием центробежных сил усилие зажима ножа в корпусе возрастает.

Фрезы выпускают в двух исполнениях: исполнение А — с плос­кими стальными ножами длиной 40; 60; 90; ПО; 130; 170 и 200 мм; исполнение Б — с ножами, оснащенными пластинками твердого сплава ВК15. Внешний диаметр фрез 80; 100; 125; 140; 160 и 180 мм. Существуют аналогичные конструкции фрез для про­фильного фрезерования, а также нарезки шипов.

Составные фрезы собирают (составляют) из двух и более цель­ных фрез для обработки сложных (двухсторонних) профилей, имеющих участки, расположенные в плоскости вращения фрезы. Сборные насадные фрезы имеют сменные режущие элементы — резцы или ножи. В этом их основная особенность. Сборные насад­ные фрезы состоят из корпуса, режущих элементов в виде ножей или резцов, деталей крепления, регулирования, центрирования и зажатия на шпинделе станка. Сборные насадные фрезы обеспе­чивают постоянство диаметра резания независимо от переточек.

Концевые фрезы

В отличие от насадных фрез у концевых нет посадочного от­верстия, а есть хвостовик, которым они закрепляются на шпин­деле станка. Хвостовики бывают цилиндрические, конусные или резьбовые. Фрезы закрепляют в конусном или резьбовом гнезде шпинделя, патроне или цанге. В зависимости от формы поверхно­сти, описываемой режущими кромками при вращении инструмента, фрезы подразделяют на цилиндрические и фасонные.

Концевые фрезы применяют для выборки гнезд и пазов, обра­ботки деталей по контуру, фасонной обработки боковых поверхно­стей деталей, снятия свесов у щитов, облицованных различными материалами, объемного копирования и т. п. В отличие от насад­ных концевые фрезы имеют небольшой диаметр (практически от 3 до 60 мм). В связи с этим для обеспечения необходимых скоростей резания концевые фрезы работают при частоте вращения 9000— 24000 мин-¹. При таких частотах вращения и сравнительно не­больших скоростях подачи (5—10 м/мин) подача на один зуб (при 2=1... 2) незначительна, что обеспечивает высокое качество об­работки.

Концевые фрезы изготавливают в основном цельными, но суще­ствуют конструкции и сборных концевых фрез. При выборке про­дольных пазов, фрезеровании четверти, обработке внутренних кон­туров деталей (для заглубления) концевые фрезы кроме боковых режущих кромок должны иметь и торцовые режущие кромки.

В зависимости от оформления задних поверхностей зубьев конце­вые фрезы разделяются на затылованные, незатылованные и с остроконечными зубьями. Сведения о затылованных фрезах и фрезах с остроконечными зубьями приведены выше. Под незатылованными здесь понимаются фрезы, у которых задняя поверхность для любой точки боковой режущей кромки оформлена по дуге окруж­ностей из центра фрезы. Для создания необходимых углов резания незатылованные фрезы устанавливают в эксцентриковый зажим­ной патрон. По мере переточек уменьшается масса инструмента, поэтому незатылованные концевые фрезы необходимо периодиче­ски балансировать вместе с патроном. Балансируют их также и при изменении установочных углов в патроне.

Цельные концевые фрезы могут быть изготовлены целиком из легированной или быстрорежущей стали с припаянными пластин­ками из твердого сплава, монолитными (целиком из твердого спла­ва), в виде монолитной рабочей части из твердого сплава и напаян­ным хвостовиком из конструкционной стали. Фрезы концевые ци­линдрические из легированной стали марок Х6ВФ и 8Х4В4Ф1 (Р4) изготавливают трех типов (рис. 10): незатылованные для фрезерования по контуру (а); затылованные для фрезерования по контуру (б); для выборки гнезд (в). Фрезы типов -а и б-однорезцовые, типа в — двухрезцовые. Диаметр фрез типа а 3— 20 мм с градацией через 1 мм до диаметра 8 мм и через 2 им­евшие 8 мм. Диаметр фрез типов б и в. 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20 и 25 мм. Для уменьшения' трения торцовых кромок о древесину при выборке пазов и гнезд дается поднутрение к центру фрезы под углом 2...3⁰. Задний угол торцевых кромок 20—25°. Угловые параметры для боковых режущих кромок следующие: а=10 15°; у = 30;..35°.

Для фрезерования различных древесных материалов (ДСтП,
ДВП, пластики и др.) следует применять концевые фрезы, осна- щенные пластинками твердого сплава. На рис. 10, г показана одно-резцовая незатылованная фреза, корпус которой изготовлен из стали 40Х или стали 45, а пластинка — из твердого сплава ВК15. Диаметр таких фрез 8—18 мм с градацией через 2 мм, диаметр посадочной шейки 8 и 10 мм, длина 55—70 мм. Эти фрезы изго­тавливают Сестрорецкий и Томский инструментальные заводы.

Понятие о качестве продукции

Качество продукции — один из важнейших показателей деятельности предприятия. Под качеством продукции понимают со­вокупность свойств продукции, обусловливаю­щих ее пригодность удовлетворять определен­ные потребности применительно к ее назначе­нию (ГОСТ 15467—70).

Качество машин зависит от многих факто­ров. Перечислим основные:

· технические, определяющие технический уровень конструкции, надежность и другие показатели качества конструкции выпускаемого оборудования, а также технологические и конт­рольные процессы его изготовления;

· производственные, характеризующиеся тех­ническим уровнем технологического оборудо­вания и прежде всего его способностью обеспе­чить точность и заданный класс шероховатости поверхности;

· квалификационные, к которым относится квалификация занятых в производстве рабочих, контролеров и других исполнителей;

· организационные, характеризующие состоя­ние технологической дисциплины, соблюдение принципов и методов научной организации труда;

· экономические, к числу которых относятся уровень цен на продукцию машиностроения и потребляемые им материалы и комплектующие изделия, порядок кредитования и финансиро­вания мероприятий по повышению качества продукции, системы материального стимули­рования за достижения в этой области и др.

Улучшение качества продукции обычно свя­зано с дополнительными затратами труда. Поэтому уровень качества продукции должен быть оптимальным, обеспечивающим удовлетворение потребностей по определен­ному назначению при минимальных затратах на производство и эксплуатацию этой про­дукции. В большинстве случаев оптимальный уровень качества должен быть максимально достижимым при современном состоянии науки и техники.

Показатели качества машин

Показатель качества машины - это количественное выражение одного или не­скольких свойств машины применительно к определенным условиям ее создания и эксплуа­тации (ГОСТ 15467—70).

Методы количественной оценки показате­лей качества составляют содержание новой науки — квалиметрии. Последняя зани­мается разработкой правил и приемов для сбора и обработки исходных данных при определе­нии количественных показателей качества, уста­навливает требования к точности их вычисле­ний, к составу показателей качества при его пла­нировании и т. д. Показатели качества делятся на единичные и комплексные.

Единичные показатели качества машин под­разделяются на эксплуатационные показатели технического уровня и производственно-техно­логические (показатели технологичности).

К эксплуатационным показате­лям технического уровня относятся показатели назначения, надежности, эргономики, эстетики и патентно-правовые.

Показатели назначения характе­ризуют степень соответствия машины ее целе­вому назначению, конструктивное исполнение и основные размеры, мощность, производи­тельность, к. п. д. и др.

Надежность — важнейший показатель ка­чества изделия. Под надежностью по­нимают свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные по­казатели в заданных пределах в течение требуе­мого промежутка времени или требуемой нара­ботки.

К показателям надежности от­носятся безотказность, долговечность, ремонто­пригодность и сохраняемость. Безотказ­ностью называется свойство машины вы­полнять заданные функции, сохраняя свои экс­плуатационные показатели в заданных преде­лах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки в конкретных усло­виях и режимах эксплуатации этой машины. Показатели безотказности: вероятность безот­казной работы, средняя наработка до первого отказа, наработка на отказ, интенсивность от­казов, гарантийная наработка.

Долговечность машины харак­теризует ее сроки службы с учетом физического и морального износа до первого капитального ремонта, модернизации или списания. Пока­зателями долговечности являются ресурс, сред­ний срок службы, срок службы до первого капи­тального ремонта, межремонтный срок службы, срок службы до списания и др.

Ремонтопригодность — свойство машины, заключающееся в ее приспособленно­сти к предупреждению, обнаружению и устране­нию отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. К показателям ремонтопригодности относятся среднее время восстановления, средняя трудо­емкость ремонтов и др.

Сохраняемость -- свойство машин сохранять обусловленные эксплуатационные по­казатели в течение и после срока хранения и транспортирования, установленного в техни- . ческой документации.

Отказом называют неисправность, без устранения которой невозможно дальнейшее выполнение машиной (или аппаратурой) всех или хотя бы одной из основных ее функций. По ряду признаков отказы делятся на полный, неполный (частичный), катастрофический, пара­метрический, внезапный, постепенный и др. Полный отказ — отказ, при возникнове­нии которого невозможно использовать ма­шину до устранения причины отказа.

Частичный отказ - отказ, связанный с ухудшением работы одного или нескольких узлов машины. Катастрофический отказ — отказ машины, приводящий к пол­ному нарушению работоспособности (напри­мер, отказы при коротком замыкании, поломке и деформации деталей или узлов машины и т. п.). Параметрические отказы выражаются в ухудшении качества функцио­нирования изделия (например, потеря точности станка). Надежность в отношении отсутствия параметрических отказов называют пара­метрической надежностью. Для оценки надежности и долговечности принима­ются следующие основные показатели: безот­казность, коэффициент технического использо­вания, технический ресурс, срок службы и гаран­тийный срок службы.

Коэффициент технического использования - отношение времени работы к полному времени, включая ремонт, профилактику и др. Технический ре­сурс (ресурс) — сумма интервалов вре­мени безотказной работы изделия за период эксплуатации до разрушения или другого пре­дельного состояния. Срок службы календарная продолжительность эксплуатации изделия до разрушения или другого предель­ного состояния, например до капитального ремонта. Гарантийный срок служ­бы - - календарная продолжительность экс­плуатации изделия, в течение которой завод-изготовитель гарантирует исправность и несет материальную ответственность за возникшие неисправности при условии соблюдения правил эксплуатации изделия.

Эргономические показатели характеризуют машину в системе человек -машина и учитывают ее приспособленность к физиологическим, инженерно-психологи­ческим и другим свойствам человека, проявляю­щимся в производственных процессах.

Художественно-конструктор­ский уровень (техническая эстетика) изделия определяется сопоставлением его с лучшими зарубежными образцами с учетом современных требований и тенденций эстетики при обяза­тельном сравнении удобства обслуживания, управления, облегчения условий труда.

Патентно-правовые показа­тели характеризуют количество и весомость новых отечественных изобретений, реализован­ных в данной машине. Они определяют степень ее защиты принадлежащими отечественным предприятиям и организациям авторскими сви­детельствами в РФ и патентами за рубежом.

Одновременно с показателем патентной за­щиты определяется показатель патентной чистоты. Этот показатель дает возмож­ность беспрепятственной реализации машины как в РФ, так и за рубежом.

Производственно-технологиче­ские показатели характеризуют затра­ты общественного труда на производство ма­шины. Конструкция машины должна быть технологичной.

Технологичность конструк­ции - совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающих оптимальность за­трат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изго­товлении, эксплуатации и ремонте по сравне­нию с соответствующими показателями одно­типных конструкций того же назначения при обеспечении установленных значений показа­телей качества и принятых условиях изготов­ления, эксплуатации и ремонта.

Различают производственную и эксплуата­ционную технологичность конструкции. Про­изводственная технологичность конст­рукции проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторскую подго­товку производства (КПП) и технологическую подготовку производства (ТПП). Эксплуа­тационная технологичность конструкции изделия проявляется в сокращении затрат вре­мени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия. К показателям технологич­ности конструкции относятся: трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость, степень стандартизации и унификации, блочность.

Показатель трудоемкости слу­жит для определения количества труда, затра­чиваемого на изготовление машины. Пока­затель материалоемкости опреде­ляет количество конструктивных материалов, потребных на изготовление изделия. Энерго­емкость характеризует затраты энергии на единицу продукции (например, в кВт-ч). По­казатель стандартизации и уни­фикации позволяет определить степень кон­структивного единообразия проектируемой или изготовляемой машины, т. е. долю унифици­рованных и стандартных деталей и узлов, ис­пользованных в данном изделии. Блоч­ность (сборность) изделия характери­зует простоту его монтажа.

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 167; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!