2.Техническое задание для назначения инструментального материала.

Характеристика ТЗ

Зависимые факторы

Рекомендация по назначению

Химический состав обрабатываемого материала

Химически активен.

При обработке обрабатываемый материал может вступать в хим. реакции с инструментальным материалом и СОЖ.

Следует выбирать наиболее хим. инертные инструм. материалы. Например: оксидную керамику.

Химически инертен.

Не вступает в хим. реакцию с инстр .материалом и СОЖ.

Можно обрабатывать любые ИМ (нет ограничений по фактору хим. состава).

В хим.составе обрабатываемого материала имеются элементы, входящие в хим. состав большинства инструм. материалов. (Fe, Cr, W, V, Co, C, Al)

Повышенные диффузионный и адгезионный износ инструм. материалов.

Следует выбирать инструментальные материалы с малым сродством с обраб. м., т.е. не содержащие элементов, входящих в хим.состав обраб. материала, или содержащие их в минимальном ко-личестве.

Физико-меха-нические характеристики обрабатываемого материала в состоянии перед мех. обработкой. Твердость (HB или HRC).

Твердость инструментального материала должна значительно превышать твердость обрабатываемого материала

Более твердые ИМ имеют большую износостойкость, а т.к. обычно с возрастанием твердости ИМ растет его теплостойкость, то более твердые ИМ допускают большие скорости резания. Однако, с ростом твердости обычно снижается прочность ИМ, а, следовательно, допустимые подачи.

Более твердые ИМ дают выигрыш по производительности в условиях высоких скоростей резания и низких подач, т.е. при чистовых режимах резания.

Прочность обр.м.

 на изгиб s_и

 на сжатие s_сж

 на растяжение s_Б

- на сдвиг t

Чем выше прочность обрабатываемого материала, тем выше должна быть прочность ИМ. Однако с ростом прочности ИМ обычно снижаются его твердость и теплостойкость. Поэтому прочные обр. материалы обрабатывают на низких скоростях резания и подачах инстр. материалами с высокой прочностью, теплопроводностью и теплостойкостью.

Выбираются ИМ с высокой прочностью, теплопровод-ностью и теплостойкостью; при-чем на черновых режимах более важны прочность, а на чистовых

 теплопроводн. и

теплостойкость ИМ

Ударная вязкость а

Чем выше ударная вязкость обр. материала, тем, как правило, выше его прочность, ниже теплопроводность. Такие материалы относятся к группе трудно обрабатываемых. Для их обработки требуются ИМ с высокими прочностью, теплостойкостью и теплопроводностью (одновременно). Режимы резания крайне низкие.

Выбираются ИМ с высокой прочностью, теплостойкостью и износостойкостью.

Теплостойкость обр. материала

l,

Температура плавления ОМ

qпл.

Теплостойкость ОМ связана с температурами фазовых превращений в ОМ. При обработке ОМ с низкими теплостойкостью или qпл требуются ИМ с высокой теплопроводностью, способствующие быстрому отводу тепла из зоны резания, т.к. опасен перегрев обрабатываемого материала.

Часто проводится обработка с СОЖ для снижения температуры резания.

Выбираются ИМ с высокой теплопроводностью (на-пример при обработке титановых сплавов).

ИМ должен быть инертен к СОЖ на водной основе.

Теплопровод-ность обр материалов а_т

При обработке ОМ с низкой теплопроводностью происходит быстрое накопление теплоты в зоне резания, разогрев режущей кромки инструментального материала. Требуются ИМ с высокими теплостойкостью и теплопроводностью для быстрого отвода тепла из зоны резания и выдерживающие высокие температуры резания.

Выбираются ИМ с высокими теплостойкостью и теплопроводностью

Тип производства.

Массовое,

крупносерий-ное

Используется сборный взаимозаменяемый инструмент на станках высокой точности. Жесткость оборудования и инструмента высокая. Часто используется специальный инструмент, предназначенный только для одной операции или перехода для одной детали. На обрабатывающих центрах и станках с ЧПУ и автоматических линиях применяется автоматическая замена инструмента. Широко применяется прогрессивный инструмент с многогранными неперетачиваемыми пластинами либо стандартными вставками. От инструментального материала требуется высокая надежность, т.к. на большинстве станков применяется принудительная смена инструмента после наработки определенного времени. Преждевременный отказ инструмента может вызвать остановку всей автоматической линии или привести к более серьезной поломке. Частые смены инструмента из-за низкой износостойкость могут приводить к непроизводственным потерям рабочего времени и повышению себестоимости обработки.

Выбирается качественный ИМ с высокой степенью надежности и высокой износостойкостью.

Серийное

Отмечается тенденция к использованию высокопроизводительного быстропереналаживаемого оборудования с ЧПУ. От инструмента требуется быстросменность и высокая степень унификации. Тенденция к использованию инструмента с МНП.

Выбирается ИМ со средней степенью надежности и мень-шей себестоимостью, чем в массовом производстве.

Единичное

Мелкосерийное

Оборудование с ручным управлением, точность и жесткость оборудования, как правило, невысокие. Инструмент - напайный, клееный, цельной

От ИМ не требуется очень высокой стойкости, главный критерий выбора - низкая стоимость и обеспечение достаточной размерной стойкости в течение цикла обработки одной детали.

Вид операции

Вид операции определяет тип инструмента, его конструкцию, габариты и сложность.

Сложный инструмент требует повышенной прочности режущих кромок.

Мелкий инструмент целесообразно изготавливать целиком из инструментального материала, который должен обладать достаточной прочностью.

От конструкции инструмента будет зависеть будет ли он сборным, напайным, клееным или цельным.

Для сложного инструмента требуется прочный инструментальный материал, способный образовывать острые режущие кромки и допускающий многократные переточки. Обычно такие инструменты изготавливаются из быстрорежущих сталей.

Напайной и клееный инстр. требует применения ИМ с коэф. объемного расширения близким к коэф. объемного расширения материала державки инструмента.

Многие ИМ не обладают достаточной прочностью и из них нельзя изготовить пластины с отверстием. Поэтому прочностные характеристики инструментального материала обуславливают конструкцию узла крепления режущего элемента.

Характер операции

Характер операции (черновая или чистовая) напрямую связан с требованиями, предъявляемые к качеству поверхности детали и точности ее размеров. Если 11 - 14 квалитеты точности могут быть достигнуты получистовой или черновой однопроходной обработкой, то более высокая точность изделия (квалитеты меньше 11) обеспечиваются дополнительной чистовой обработкой.

Для одних видов поверхностей черновой и чистовой инструмент может различаться своим видом. Например: при обработке точных отверстий небольшого диаметра для черновой обработки используются сверла, для чистовой - зенкеры и развертки. Для других видов поверхностей конструкция инструмента может оставаться неизменной, будет меняться лишь инструментальный материал (например при токарной обработке).

Смена инструментального материала при переходе от черновых режимов к чистовым обусловлена изменением режимов резания. При черновых режимах - большие силы резания и невысокие скорости резания, а следовательно, низкие температуры. При чистовых режимах - невысокие значения силы резания, высокие скорости резания и высокие температуры в зоне резания.

Для черновых режимов выбирают ИМ с большой прочностью. Теплостойкость и теплопроводность не имеют особого значения.

Для чистовых режимов выбирают ИМ с высокими значениями теплостойкости и теплопроводности. Прочность ИМ может быть ниже, чем при черновой обработке.