6

Лекція 1

Екзаменаційні питання по дисципліні РІ і ІОАВ

1 Історія створення дисципліни «Різальний Інструмент» 4

2 Вимоги до різального інструменту верстатів з ЧПК [7, с.5-18] 7

3 Вимоги до допоміжного інструменту для верстатів з ЧПК токарної групи [10, с.261-271] 9

4 Засоби механічного кріплення БНП у різців їх характеристика [9, c. 68-90] ЗСП 11

5 Матричний спосіб перетворення координат. 13

6 Заточення різців [4, с. , Методичні вказівки] 17

7 Взаємозв'язок переднього і заднього кутів при косокутному різанні при їх вимірі в головної січної і нормальної до різальної крайки площинах ЗСП [1, c. ] 21

8 Визначення кута, укладеного між інструментальною і кінематичною площинами різання, і його вплив на процес різання ЗСП 21

9 Фасонні різці: класифікація, основні визначення 22

10 Профілювання круглого різця [] 23

11 Розрахунок державки різця 25

12 Свердла: класифікація, режимні параметри [ 7, с.95-100] 26

13 Геометричні параметри робочої частини спірального свердла [ 5а , с. , 7, с.100 ] 27

14 Способи підточення та заточення свердел [7, c.106-111] 29

15 Конструкція свердел з механічним кріпленням БНП [7,c.164-170 ] 31

16 Особливості конструкції сучасних твердосплавних спіральних свердел та свердел з різальними елементами з НТМ [7, c.164-170, 6д, с.380] 33

17 Зенкери, їх конструктивні елементи 35

18 Розвертки 36

19 Особливості конструкції розверток для верстатів з ЧПК [5,c.164-170] 38

20 Протягування: характеристика, класифікація, основні складові частини протяжки 39

21 Порівняння схем різання при протягуванні. 41

22 Різальна частина протяжок 43

23 Класифікація фрез. Особливості конструкції циліндричних фрез [3, с.80-87] 45

24 Конструктивні особливості зборних торцевих фрез 47

25 Розрахунок кріплення фрези за умови передачі крутного моменту [ 10, с.300-301] 48

26 Фасонні фрези, Визначення задніх кутів затилованої фрези. 49

27 Допоміжний інструмент для верстатів з ЧПК свердлильно-розточувальної і фрезерувальної груп [7, с.13-20, 195] 51

28 Мітчики 53

29 Плашки 55

30 Інструменти, які працюють по методу обкатки. Загальні положення, сутність теорії сполучених профілів. 56

31 Алгоритм та характеристика методів профілювання обкатного інструменту, профілювання гребінки (шліцьової фрези) 57

32 Профілювання довбачів 58

33 Профілювання обкатного різця [] 59

34 Визначення радіусів початкового кола обкатних інструментів [ с.276-278] 60

35 Евольвента і її властивості 61

36 Пальцеві зубонарізні фрези 63

37 Дискові зубонарізні фрези. 64

38 Зуборізні інструменти, що працюють по методу обкатки 65

39 Зуборізні гребінки [3, c.161-163] 66

40 Конструкція черв’ячних фрез для виготовлення зубчатих коліс [5, с.163-170] 67

41 Геометрія зубців черв’ячних фрез [5, с.163-170] 69

42 Інструмент для нарізання конічних коліс методом копіювання [5, с.367-369] 71

43 Нарізання конічних коліс методами обкатування [5, с.370-373] 72

44 Нормативна комплектація верстатів з ЧПК інструментом [5а, с.266-268] 73

Навчальна література

1. Родін П.Р., Бугай Ю.М., Равська Н.С. та ін. Металорізальні інструмента, Частина 1, Київ,1992, 226 с.

2. Родін П.Р., Бугай Ю.М., Равська Н.С. та ін. Металорізальні інструмента, Частина 2 , Київ,1993, 178 с.

3. Иноземцев Г.И. Проектирование металлорежущих инструментов

4. Родін П.Р., Равська Н.С., Ковальова Л.І., Родін Р.П. Різальний інструмент у прикладах і задачах. Київ, “Вища школа”, 1994, с. 294.

5. Родин П.Р. Металлорежущие инструменты. - К.: Вища школа, 1986. - 656 с.

6. Режущий инструмент. Лабораторный практикум. Учебное пособие для вузов/ Н.Н.Щегольков, Г.И.Сахаров. – М.: М-е. 1985. – 250 с.

7. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС/ И.Л.Фадюшин, Я.А.Музыкант и др. – М.: Машиностроение, 1990.– 272 с., ил. – (Б-ка инструментальщика)

8. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байкалов А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – 2-е изд., пер. и доп. – М.: Машиностроение, 1990.– 272 с., ил.

9. Кукляк М.Л., Афтаназів І.С. та ін. Металорізальні інструменти. Проектування: Навч. Посібник – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2003.– 556 с.

10. Родин П.Р. Основы проектирования режущих инструментов

11. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС/ И.С.Фадюшин, Я.А.Музыкант, А.И.Мещеряков и др. – М.:М-е, 1990. – 272 с.: ил. – (Б-ка инструментальщика)

Методична література

1. Методичні вказівки до практичних робіт по курсу ”Проектування різального інструменту” / Укл.: Рудик А.В., Кальченко В.В.-Чернігів: ЧДТУ,2000.- 41 с.

2. Методические указания к практическим работам по дисциплине ”Режущий инструмент и инструментальное обеспечение автоматизированного производства”/ Сост. А.Г. Долодаренко.- Киев: КПИ,1991.- 10 с

Допоміжна література

1. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н., Проектирование металлорежущих инструментов. - М.: Машгиз, 1962. - 952 с.

2. Сафраган Р.Э. Модульное оборудование для ГПС. К.: 1989. - с.

3. Лезвийный инструмент из сверхтвердых материалов: Справочник /Н.П. Винников, А.И. Грабченко, Э.И. Гриценко и др. - К.: Техніка, 1988 - 118 с.

4. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник /Под. ред. А.Н. Резникова. - М.: Машиностроение, 1977. - 391 с.

5. Лурье А.И. Размерная настройка инструмента. Москва, 1983, 148 с.

6. Справочник инструментальщика. Ординарцев, 1995, - 846 с.

7. Инструменты из сверхтвердых материалов. Под ред. Новикова Н.В. Киев, 2001, 258 .с

8. Таурит Г.Э. Настройка инструментов на металлорежущих станках. Киев, 1987, - 253 с.

1. Історія створення дисципліни «Різальний Інструмент»

До 30-х років вимоги до різального інструменту підвищились і накопичився об’єм знань, який необхідно було упорядкувати. Значні труди належать Семенченко (перший 4-х томний) : Грановському “Кінематика різання”, Родін П.Р. очолює Київську школу по проектуванню інструменту. Перепелиця Б.А., Лашньов, Юліков займались проектуванням інструментів за допомогою ЕОМ.

Металорізальний інструмент є одним з найважливіших знарядь виробництва. Інструменти з'явилися на ранньому ступні розвитку людського суспільства, коли первісна людина почала створювати знаряддя з каменю, кості, дерева й інших матеріалів. Уже в епоху неоліту людина досягла значної майстерності у виготовленні кам'яних знарядь; шкребків, різців, наконечників, сокир, доліт. Однак подальший розвиток вимагав нового, більше міцного матеріалу, тому що кам'яні знаряддя були крихкими й часто ламалися. Чудовим досягненням людини було освоєння вогню. В 111...1 тисячоріччях до н.е. люди навчилися одержувати мідь і олово й виплавляти бронзу. Революціонізуючу роль у розвитку інструментів зіграло залізо, яке дало ремісникові інструменти такої твердості й гостроти, яким не міг протистояти жоден з відомих матеріалів.

У міру розвитку ремісничого виробництва номенклатура інструмента стала розширюватися, з’явилися напилки, різці, перові свердла, мітчики й плашки, шліфувальні кола.

На зміну ремісничому виробництву прийшов мануфактурний період. Диференціація виробничого процесу на окремі операції сприяла спеціалізації інструментів, пристосуванню їх до певних операцій, створенню й застосуванню верстатів. У цей період верстати були порівняно простими, Використовувалися головним чином токарні й свердлильні верстати. Різальний інструмент робітник тримав у руках. Робота вимагала великої майстерності й фізичної сили й не забезпечувала високої точності виготовлення виробів.

Значний розвиток продуктивних сил суспільства спостерігається при переході від мануфактурного виробництва до машинної індустрії. В інструментальному виробництві сутність промислової революції XVIII в. полягала в переході від ручного до машинного інструмента. Це стало можливим завдяки винаходу супорта - механізму, що тримав різець.

Токарні верстати із механізованим супортом уперше були побудовані в Росії А. К. Нартовым (1693-1756). Колекція А. К. Нартова в Ермітажі нараховує більше 50 типів інструментів.

Впровадження верстатів і машинних інструментів дозволило вивести потужність знарядь праці далеко за межі фізичних можливостей людини. Якщо робітник-ремісник тримав інструмент у руках і не міг розвивати більші зусилля, то застосування машин зняло ці обмеження, що дозволило різко підняти потужності верстатів і забезпечити ріст продуктивності праці. Прикладом можуть служити важкі токарські верстати, різці яких можуть знімати стружку площею перетину до 120мм², що відповідає навантаженню на різець порядку 15.... 20 т. Виготовляються протяжні верстати із зусиллям 100 тс, карусельні верстати висотою із триповерховий будинок і ін.

Перехід до машинної індустрії привів до надзвичайно бурхливого розвитку інструментів і створенню їхніх нових типів. У другій половині XIX в. з'являються спіральне свердло, Розвертка, зенкер, різноманітні фрези, у тому числі затиловані. Наприкінці XIX - початку XX в. стали використовуватися у виробництві черв'ячні фрези, зуборізні довбачі, гребінки й ін.

Двадцяті роки XX в. характеризуються впровадженням такого інструмента, як протяжки, які у цей час знаходять широке застосування в силу високої продуктивності і якості обробки. У цей же період починають застосовувати комбіновані інструменти, що дозволяють сполучати різні операції.

Практика показує, як впливає інструмент на розвиток техніки обробки матеріалів різанням. Так, спочатку зубчасті колеса виготовлялися за допомогою лиття. Потім був розроблений метод обробки коліс копіюванням фасонною зуборізною фрезою на фрезерному верстаті. Після фрезерування однієї западини заготівлю повертають на один зуб і роблять обробку наступної западини. До кінця XIX в. зуборізна фасонна фреза по точності та продуктивності обробки зубчастих коліс перестала задовольняти вимогам промисловості. Це привело до створення методу обкатування, що дозволив різко підвищити продуктивність і точність обробки зубчастих коліс. На зміну фасонній зуборізній фрезі прийшла черв'ячна, котра на сьогоднішній день є найпоширенішим зуборізним інструментом. Черв'ячна фреза привела до створення зубофрезерного верстата.

На початку XX в. з'являються два нових методи обробки коліс за допомогою зуборізних гребінок і довбачів, які перевершують черв'ячну фрезу по точності профілю колеса. У результаті зубодовбальні та зубострогальні верстати почали, витісняти зубофрезерні. З 1932 р. швидко поширюється в зуборізному виробництві процес шевінгування для остаточної обробки незагартованих зубчастих коліс і відповідні зубошевінгувальні верстати. У зв'язку із впровадженням процесу шевінгування зросла роль черв'ячної фрези, оскільки обробка коліс цим інструментом більше продуктивна в порівнянні з обробкою довбачами, а точність, що дає черв'ячна фреза, задовольняє вимогам, пропонованим до коліс, що піддається шевінгуванню. Винахід зубодовбальних голівок для одночасної обробки методом копіювання всіх западин зубчастого колеса, зуборізних обкатних різців, ланцюгових протяжок для коліс методом обкатування сприяло появі нових зуборізних верстатів.

Однією з основних прогресивних тенденцій розвитку металорізальних інструментів є створення нових інструментальних матеріалів, які дозволяють збільшувати швидкості різання й підвищувати продуктивність праці.

До початку XX в. основним інструментальним матеріалом була вуглецева інструментальна сталь. Інструменти, виготовлені із цього матеріалу, працювали зі швидкостями різання близько 5.... 10 м/хв. Розвиток інструментальних матеріалів привело до появи швидкорізальної сталі, інструменти з якої дозволили підвищити швидкість різання до 30....40 м/хв. Подібне підвищення швидкості різання не могло не відбитися на конструкції металорізальних верстатів. Верстати, що мають більшу частоту обертання, стали більше жорсткими, масивними. Груповий трансмісійний привод був замінений індивідуальним. Прикладом токарного верстата, призначеного для обробки деталей машин швидкорізальними різцями, може служити верстат ДИП заводу «Червоний пролетар». Перша партія з 10 токарно-гвинторізних верстатів ДИП-200 була випущена до 1 травня 1932 р. Ці верстати з висотою центрів 200 мм мали індивідуальний електропривод, з максимальною частотою обертання шпинделя 600 об/хв.

Подальший прогрес машинобудування пов'язаний із застосуванням твердих сплавів. Їх використання дозволило збільшити швидкості різання в 3...4 рази. Подібне різке збільшення швидкості різання настійно зажадало створення нових металорізальних верстатів, що відповідають можливостям нових інструментів. Тому на заводі «Червоний пролетар» був створений і в листопаді 1956 р. запущений у виробництво верстат 1К62 із частотою обертання від 12,5 до 2000 об/хв. Таким чином, впровадження нових інструментальних матеріалів приводить до відповідної зміни конструкцій металорізальних верстатів.

Різальний інструмент не тільки впливає на конструкцію верстатів, технологію виготовлення, але й на конструктивні форми деталей машин. Так, поява й широке поширення в машинобудуванні шліцьових з'єднань стало можливим завдяки застосуванню методу протягання. Не можна забувати про діалектичний взаємозв'язок різального інструменту конструкції верстатів та технології машинобудування.

Приведемо ряд прикладів. Наприклад, розвиток важкого верстатобудування зажадав створення нових конструкцій великогабаритних інструментів. Потреба в обробці з високою точністю й великою продуктивністю дрібно модульних зубчастих коліс поставила перед інструментальниками завдання створення відповідних дрібно модульних зуборізних довбачів і шеверів т --- 0,4... ...1,0 мм, що, була успішно вирішена на Московському інструментальному заводі.

Завдання розробки різальних інструментів із високою розмірною стійкістю, здатних обробляти деталі протягом не менш однієї зміни, було успішно вирішено Всесоюзним науково-дослідним інструментальним інститутом. У сучасних умовах швидкісного різання час, необхідний для допоміжних процесів, дуже впливає на продуктивність праці. Наприклад, при токарній обробці швидкорізальними різцями машинний час становить 9,6 хв, а допоміжний - 5 хв. У результаті впровадження швидкісного різання машинний час скоротився до 1 хв, тому протягом 1 години токар став фізично трудитися 50 хв, а верстат-тільки 10. У цей час для підвищення продуктивності праці, полегшення умов роботи виникла потреба широкого впровадження автоматизованих виробничих процесів. В автоматизованому, виробництві використовують як інструменти до універсальних верстатів, так і спеціальні інструменти з різальною кромкою, яка обновляється в процесі різання.

Поява нових інструментів вплинула на продуктивність праці і сприяла подальшій автоматизації процесів. Інструментальне виробництво розвивається двома шляхами:

1. поява нових, сучасних інструментальних заводів;

2. на великих підприємствах – інструментальні цехи.