Выбор режущего инструмента

Рассмотрим на примере, как влияют особенности того или иного типа инструмента на производительность и экономичность операции. Для иллюстрации выбрана операция чернового точения, для которой возможны несколько альтернативных решений. Окончательный выбор делается, исходя из того, какие требования к обработке считаются наиболее приоритетными.
Этот пример является типичным для токарной операции и показывает последовательность выбора режущей пластины для получистовой и черновой обработки. Токарная обработка стальных шестерен довольно широко распространена в машиностроении, причем марка стали может варьироваться в широком диапазоне. Для примера рассмотрим случай, когда шестерня точится из прутка легированной стали
(по классификации Коромант 02.1) и выполняются две операции - продольное и поперечное точение (подрезка торца).
Выбор державки резца.

Державка для обработки этой детали должна обеспечивать возможность резать в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Задача состоит в том, чтобы выбрать режущую пластину и державку, которые обеспечат наилучшее выполнение указанных выше переходов. Что касается метода крепления пластины на державке, то для наружной обработки предпочтительным является крепление Т-Мах Р. Систему Т-Мах U следует выбирать для расточных работ и наружной обработки с малыми глубинами резания.
Имеется несколько типов державок, которые могут работать в двух направлениях. Для черновой обработки особенно важна прочность режущей вершины, для чего угол при вершине должен быть максимально возможным, т.е. 80°, обеспечивая при этом главный угол в плане 95° как при продольном точении, так и при подрезке
Выбор режущей пластины

Пластина ромбической формы С и пластина в виде ломаного трехгранника W имеют угол при вершине 80°. Двусторонняя пластина WNMG имеет три режущих кромки на каждой стороне, всего 6. Пластины ромбической формы С есть двух видов: двусторонняя CNMG и односторонняя CNMM. У первой пластины имеется 4 режущих кромки, а у второй - только 2. Ромбическая пластина может работать с большей глубиной резания и закрепляется более надежно.
СогоКеу дает три альтернативных варианта пластины из твердого сплава марки GC4025 и, соответственно, две державки: PCLN и MWLN.
Возможны следующие варианты:
• Двусторонняя пластина WNMG с длиной режущей кромки 8 мм, с геометрией РМ и радиусом при вершине 1,2 мм
• Двусторонняя пластина CNMG с длиной режущей кромки 12 мм, с геометрией РМ и радиусом при вершине 1,2 мм
• Односторонняя пластина CNMM с длиной режущей кромки 16 мм, с геометрией PR и радиусом при вершине 1,6 мм
Технологические возможности каждой пластины, такие как глубина резания (ар), скорость резания (vc), подача (fn) и число проходов, необходимое для выполнения операции, приведены в таблице ниже.
выбор режущей пластины при черновой обработке шестерни

Оптимизация выбора инструмента и эффективность обработки

Выбор инструмента может производиться, исходя из минимальной себестоимости операции, когда учитываются затраты на все составляющие технологического процесса или только по минимальным расходам на инструмент. Для этого необходимо для всех вариантов оценить следующие параметры:
• потребную мощность
• область стружкодробления
• размер партии и повторяемость
• жесткость
• стоимость одной режущей кромки
• твердость материала заготовки
• время обработки
• расходуемые материалы
Сравнение параметров операции и необходимая мощность.

Сравнение параметров операции при обработке тремя различными пластинами, число режущих кромок которых варьируется от 2 до 6, показывает, что стоимость одной кромки составляет от 2,33 до 6,35, время обработка одной детали - от 0,35 до 0,13 мин, а часовая производительность от 171 до 461 штук.
Используя инструмент, обеспечивающий наибольшую производительность, можно не только в три раза сократить время обработки партии деталей, но и в оставшееся время производить обработку на станке других деталей, тем самым повысив эффективность использования оборудования и других производственных ресурсов. При этом себестоимость обработки в два раза ниже, если не учитывать времени на установку и снятие детали. Если использовать пластину CNMM с геометрией PR, то можно обработать необходимую партию деталей при себестоимости обработки в два раза ниже и вдвое сократить затраты времени на нее. Однако, при использовании этой пластины на черновых операциях могут возникнуть проблемы на станках с небольшой мощностью. В таких случаях лучше всего использовать двусторонние пластины CNMG с геометрией РМ, которые к тому же более производительны, чем наиболее дешевые пластины. Что касается номенклатуры инструмента, то ромбические пластины с углом 80 градусов предпочтительнее, поскольку они более универсальны.