Режущий инструмент

1.
Обоснование выбора материала режущей части инструментов и режимов резания

Деталь ЧД.24 «Червяк» является телом вращения. Поэтому для её обработки я предлагаю использовать токарно-фрезерный станок Mazak QUICK TURN 100MY. Это современный обрабатывающий токарный центр с ЧПУ, на котором можно произвести не только токарные операции, но еще и фрезерные, такие как: фрезерование шпоночного паза 8N9 и зубьев червяка m=4.

Технические характеристики станка
Спецификация РМЦ - 300U мм
Параметры заготовки Максимально устанавливаемый диаметр 550 мм
Максимально обрабатываемый диаметр 280 мм
Максимальный диаметр прутка (в зависимости от типа патрона) 52 мм
Максимально обрабатываемая длина 340 мм
Главный шпиндель Размер патрона 6 дюйм
Максимальная частота вращения 6000 об/мин
Верхняя револьверная головка Количество инструмента 12
Максимальная частота вращения 5000 об/мин
Перемещения по осям Ось X 187 мм
Ось Y 100 мм
Ось Z 440 мм

Mazak QUICK TURN 100MY высокопроизводительный станок, который позволит применять для обработки детали современный высокопроизводительный инструмент со сменными твердосплавными пластинами и твердосплавные сверла и фрезы. Технические характеристики данного станка, а именно максимальное число оборотов в 5000 об/мин., наличие системы подачи СОЖ в зону резания и т.д. даст нам возможность выйти на прогрессивные режимы резания, заявляемые мировыми производителями твердосплавного металлорежущего инструмента, такими как: Sandvik Coromant, Mitsubishi, Iscar и т.д. Так например, для токарных операций в каталоге Mitsubishi рекомендована скорость резания для стали 40Х, из которой сделана наша деталь, находится в диапазоне от 200 до 315 м/мин., что означает, что расчетные обороты при обработки нашей детали будут примерно 1100-1800 об/мин.


Износостойкое покрытие режущей части

Прогрессивные режимы резания, выбранные мною, ранее, достигаются современным металлорежущим инструментом благодаря его химико-физическому составу. Твердосплавный инструмент состоит из микрокристаллического порошка, спеченного под высоким давлением. Большинство инструмента из твердого сплава покрывают износостойким покрытием. Есть много видов покрытий: карбида титана TiC, карбонитрид титана TiCN, керамическое покрытие AI2O3 и т.д. Выбор покрытия зависит от материала обрабатываемой детали и способа обработки. Поскольку моя деталь состоит из стали 40Х, я выбрала покрытие UE6035. Это универсальное покрытие для токарных операций компании – производителя Mitsubishi.



Особо хочется отметить, что у каждого производителя свои названия покрытий, но химический состав примерно похож. Описание покрытия приведено в каталоге производителя, оно находится в начале каталоге и это очень облегчает подбор инструмента.



Конструктивное исполнение режущей части (монолитное или с СМП)

Для обработки наружных и внутренних поверхностей тел вращения используются резцы со сменными многогранными пластинами (СМП) из твердого сплава с механическим креплением пластин. Практически все современные токарные металлорежущие резцы оснащаются сменными многогранными твердосплавными пластинами. Для основной обработки моей детали Червяк я выбрала именно резцы с СМП. Применение сборного инструмента, состоящего из державки и пластины, позволяет сократить расходы, уменьшить время переналадки станка при поломке инструмента, повысить точность обработки. Однако для обработки шпоночного паза 8N9 и зубьев червяка m=4 необходимо применить монолитную твёрдосплавную фрезу.

Обозначение инструмента по ISO (и СМП при наличии)

Весь современный токарный металлорежущий инструмент стандартизован по российским стандартам ГОСТ и международным стандартам ISO. Это потребовалась из-за того, что в мире существуют десятки фирм-изготовителей режущего инструмента и для упрощения выбора и заказа и была принята международная система его кодировки. Обозначение инструмента по стандарту ISO является буквенно-цифровым, которое состоит из сочетания латинских букв и чисел. Обозначения распространяются только на резцы для наружной и внутренней обработки и некоторые фрезы. Основной выбор металлорежущего инструмента как раз и заключается в детальном подборе инструмента исходя из его шифра в котором сочетается: тип, форма инструмента, способ крепления на нем режущих пластин, угле в плане и т.д.

2.
Обоснование выбора материала режущей части инструментов и режимов резания

Деталь ЧД.06 «Кронштейн» является корпусной деталью. Поэтому для её обработки я предлагаю использовать вертикальный обрабатывающий центр с одновременным управлением по 5 осям Mazak VARIAXIS C-600. Это современный обрабатывающий центр с ЧПУ, на котором можно произвести полную обработку детали.








Высокожесткий поворотно-наклонный стол для высокоточной обработки.


Технические характеристики станка
Спецификация Значение
Параметры заготовки Максимальный диаметр заготовки 730 мм
Максимальная высота заготовки 450 мм
Шпиндель Тип конуса No.40
Максимальная частота вращения 12000 об/мин
Инструментальный магазин Количество инструмента 30
Поворотные оси Ось В 150 градусы
Ось C 360.0000 градусы
Перемещения по осям Ось X 650 мм
Ось Y 550 мм
Ось Z 530 мм

Mazak VARIAXIS C-600 высокопроизводительный станок, который позволит применять для обработки детали современный высокопроизводительный инструмент со сменными твердосплавными пластинами и твердосплавные сверла и фрезы. Технические характеристики данного станка, а именно максимальное число оборотов в 12000 об/мин., наличие системы подачи СОЖ в зону резания и т.д. даст нам возможность выйти на прогрессивные режимы резания, заявляемые мировыми производителями твердосплавного металлорежущего инструмента, такими как: Sandvik Coromant, Mitsubishi, Iscar и т.д.
Шпиндель высокой жесткости для обработки стали и цветных металлов, например, алюминия, при тяжелых режимах резания. Опционально доступны высокоскоростные и высокомоментные шпиндели.


Инструмент 1
Для центровки отверстий диаметром 20, 40, 50 мм выбираем монолитное сверло из твердого сплава
Сверло диаметром 4 мм VAPDSSUSD0400 с наружным охлаждением, рекомендуемые режимы резания частота вращения 3200 об/мин, подача 0,15 мм/об


Инструмент 2
Для сверления отверстия применяем сборное сверло со сменными пластинами Ø48 TAFS 480F40 длина 191 мм Рекомендуемые режимы резания подача 0,1 мм/об, скорость резания 140 м/мин
Пластина GPMT140408-U Материал спеченый твердый сплав с покрытием HTi10.

Инструмент 3
Для сверления отверстия применяем монолитное твердосплавное сверло Ø19 MWE 1900SA длина 127 мм Рекомендуемые режимы резания подача 0,2 мм/об, скорость резания 110 м/мин
Материал спеченый твердый сплав с покрытием HTi10.

Инструмент 4
Для сверления отверстия под последующую расточку 40Н7 применяем сверло Ø16 MАЕ1590МВ длина 180,9 мм. Рекомендуемые режимы резания подача 0,12 мм/об, скорость резания 100 м/мин
Материал спеченый твердый сплав с покрытием HTi10.