Анализ путей снижения затрат на инструмент в машиностроительном производстве

ter">     Конструктивные  части спирального сверла 

     Угол  при вершине конуса (2φ) спиральных свёрл в зависимости от обрабатываемого материала:  

 

     Геометрические  размеры спиральных свёрл регламентируются следующими стандартами:

     с цилиндрическим хвостовиком:

     средняя серия - ГОСТ 10902-77, DIN 338;

     удлинённая  серия - ГОСТ 886-77, DIN 340;

     укороченная серия - ГОСТ 4010-77, DIN 1896.

     с коническим хвостовиком:

     средняя серия - ГОСТ 10903-77, DIN 345;

     удлинённая  серия - ГОСТ 2092-77, DIN 1870;

     длинная серия - ГОСТ 12121-77, DIN 341.

     Свёрла  для глубокого сверления (пушечные, ружейные), предназначены для сверления отверстий сравнительно большой длины. Имеют увеличеный угол наклона винтовой линии для интенсификации отвода стружки.

       Сверла бывают следующих видов:

1. Центровочные свёрла, обладающие большой жёсткостью для обработки центровых отверстий.
2. Эжекторные свёрла.
3. Свёрла для обработки конических отверстий.
4. Перовые свёрла, имеющие только одну режущию кромку.

     Комбинированный инструмент для изготовления отверстий (например, ступенчатое сверло, сверло-зенкер, сверло-зенковка, сверло-развёртка), с  двумя ступенями обработки, соединённый в одно целое.

     Хвостовик свёрл может иметь следующую  конструкцию: цилиндрический хвостовик, конический хвостовик, конический с  конусностью 1:50.

     Имеют наконечник из твёрдого сплава, предназначенный  для бурения твёрдых материалов (кирпич, бетон) с ударно-вращательным сверлением. Свёрла, предназначенные для обычной дрели, имеют цилиндрический хвостовик. Хвостовик бура для перфораторов имеет различную конфигурацию: цилиндрический хвостовик, SDS-plus, SDS-top,SDS-max

и т. д.

     1.3. Зенкеры

     Зенкер  – это режущий инструмент для обработки отверстий. Зенкеры по конструктивным особенностям и способу закрепления делятся на хвостовые и насадные, цельные и сборные; они предназначены для окончательной обработки отверстий или предварительной обработки отверстий под последующее развертывание. Зенкеры с наружным диаметром до 32 мм изготовляются цельными и внешне напоминают спиральные сверла, но в отличие от последних имеют три винтовые канавки и, следовательно, три режущие кромки, что увеличивает их производительность. Режущая, или заборная, часть 1 (смотри рисунок) выполняет основную работу резания. Калибрующая часть 2 предназначена для калибрования отверстий и придания правильного направления зенкеру. Хвостовик 5 служит для закрепления зенкера в станке. (Рис.2)

Рис. 8

     Главный угол в плане j для зенкеров из быстрорежущей  стали равен 45-60 градусам, а для  зенкеров твердосплавных - 60-75 градусов. У зенкеров из быстрорежущей стали  передний угол g=8-15 градусам при обработке  стальных деталей; g=6-8 градусов при обработке чугуна; g=25-30 градусов при обработке цветных металлов и их сплавов. У твердосплавного зенкера g=5 градусов при обработке чугуна и g=0-5 градусов при обработке стали. Задний угол a=8-10 градусам; угол наклона винтовой канавки v=10-25 градусам. Для лучшего направления инструмента зубья зенкера имеют цилиндрическую фаску шириной 1,2-2,8 мм. Насадные зенкеры (смотри рисунок) применяются для обработки отверстий диаметром до 100 мм, имеют четыре винтовые канавки (и, следовательно, четыре режущие кромки), не имеют хвостовика и крепятся с помощью оправки. 

Насадные  зенкеры: 

Рис.9

а) - с  напаянными пластинами из твердого сплава, б) - с механическим креплением ножей, оснащенных пластинами из твердого сплава

Конструкции зенкеров:

Рис.10

а) - зенкер для цилиндрических углублений (цековка), б) - зенковка, в) - коническая зенковка, г) - зенкер для зачистки торцевых поверхностей

     Зенкерование (от нем. Senken) — вид механической обработки резанием, в котором  с помощью специальных инструментов (зенкеров) получают отверстия или фаски различного диаметра и глубины, после предварительного сверления. Зенкерование является получистовой обработкой резанием.

     Зенкерование  как получистовая и, отчасти, чистовая операция механической обработки имеет  следующие основные назначения:

1. Очистка и сглаживание поверхности отверстий: перед нарезанием резьбы или развёртыванием;
2. Калибрование отверстий: для болтов, шпилек и другого крепежа;
3. Снятие фасок: для скругления острых углов и удаления заусенцев, также для размещения головок болтов и винтов.

Зенкерование  является точной операцией механической обработки и требует высокой  мощности, соответственно, является машинной операцией и выполняется на следующих  станках:

1. Сверлильные станки всех типов: наиболее часто.
2. Станки токарной группы: наиболее часто.
3. Расточные станки: часто как вторичная операция.
4. Фрезерные (горизонтальные и вертикальные): редко. В основном на фрезерных с ЧПУ (как часть программы).
5. Агрегатные станки: как одна из операций в автоматической линии.

   Зенкерование выполняется зенкерами. Зенкер представляет собой многолезвийный (3—12 лезвий) инструмет, имеющий ось вращения, при вращении которого его лезвиями производится обработка отверстия.

1. Основные виды зенкеров:
2. Зенкеры машинные цельные с метрическим конусом либо конусом Морзе;
3. Зенкеры насадные;
4. Зенковки конические и цилиндрические: снятие фасок, зенкерование «потайных» углублений для винтов и шурупов.

Зенкеры изготовляют преимущественно из быстрорежущих сталей или оснащёнными  пластинами твёрдых сплавов. При  зенкеровании широко применяются смазочно-охлаждающие вещества.

     1.4. Фрезы

     Торцевая  фреза

     Фреза́  — режущий многолезвийный инструмент в виде тела вращения с зубьями  для фрезерования. Бывают цилиндрические, торцевые, червячные и др. Материал режущей части — быстрорежущая сталь, твёрдый сплав, минералокерамика, алмаз, массив кардной проволоки. В зависимости от конструкции и типа зубьев фрезы бывают цельные (полностью из одного материала), сварные (хвостовик и режущая часть состоит из различного материала, сваренные вместе), сборные (из различного материала, но соединённые стандартными крепёжными элементами — винтами, болтами, гайками, клиньями). На рисунке представлена сборная фреза для торцевого фрезерования.

     Концевые  фрезы

     Концевые  фрезы представляют собой группу фрез, отличающихся креплением в шпинделе фрезерного станка. Крепление фрез в шпинделе станка производят при помощи цилиндрического или конического хвоста. Зубья на цилиндрической части конструируют аналогично зубьям цилиндрических фрез, а на торцовой части аналогично зубьям на торцовой части торцевых фрез. Концевые фрезы подразделяют на:

1. концевые обыкновенные с неравномерным окружным шагом зубьев, с цилиндрическим и коническим хвостовиками
2. концевые, оснащенные коронками и винтовыми пластинками из твердого сплава
3. концевые шпоночные с цилиндрическим и коническим хвостовиками
4. шпоночные, оснащенные твёрдым сплавом
5. концевые для Т-образных пазов
6. концевые для сегментных шпонок

     Угловые фрезы

     Угловые фрезы находят применение преимущественно  для фрезерования канавок. Они бывают:

1. одноугловые
2. двухугловые

     Одноугловые фрезы применяют для фрезерования прямых канавок на фрезах и другом инструменте.

     Двухугловые несимметричные фрезы применяют  для фрезерования прямых и винтовых канавок, а симметричные для фрезерования канавок фасонных фрез.

     

     Рис. 11

     Угловые фрезы

     Дисковые  фрезы

     Дисковые  фрезы необходимы для формирования пазов и канавок.

     Дисковые  фрезы бывают трех типов:

1. пазовые
2. двусторонние
3. трёхсторонние

     Рис. 12

     Дисковая  фреза для обработки пазов:

     пазовая дисковая, двухстронняя, трехсторонняя, трехсторонняя с разнонаправленными зубьями 

     Пазовые дисковые фрезы имеют зубья только на цилиндрической поверхности. Для  уменьшения трения по торцам толщина  фрезы делается на периферии больше, чем в центральной части у  ступицы. Важным элементом дисковой пазовой фрезы является ширина, так как фреза предназначена в том числе и для обработки пазов. Важной областью применения дисковой пазовой фрезы является распиловка заготовок из дерева и металла.

     Двусторонние  дисковые фрезы, кроме зубьев, расположенных на цилиндрической поверхности, имеют зубья на торце.

     У трёхсторонних дисковых фрез зубья  расположены на цилиндрической поверхности  и на обоих торцах. Условия резания  у торцовых зубьев менее благоприятны, чем у зубьев, расположенных на цилиндрической поверхности. Небольшая глубина канавки у торца не дает возможности получить необходимые задние и передние углы.

     Монолитные  фрезы – это фрезы, выполненные по стандарту ISO, с твердосплавными пластинами с механическим креплением.

     Фрезерный станок – это вертикально-фрезерный обрабатывающий центр с открытым кожухом и инструментальным магазином.

     Фре́зерные  станки́ — группа металлорежущих станков в классификации по виду обработки. Фрезерные станки предназначены  для обработки с помощью фрезы  плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т. п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная с помощью цанги в шпинделе фрезерного станка совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное. Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ (CNC).