Інструме нт (лат. instrumentum — знаряддя) — технологічне оснащення (знаряддя або пристрій), які в процесі праці безпосередньо стикаються з предметом праці з метою зміни чи контролю його форми, стану, властивостей тощо.
1) Розрізняють такі види знарядь:
Металорізальний інструмент — загальна назва пристроїв, які використовуються для оброблення металів[3] та інших матеріалів вручну та на металорізальних верстатах: токарних, фрезерувальних, свердлувальних, стругальних, зубонарізних та інших. Найпоширенішими металорізальними інструментами є: токарні різці, фрези, свердла, мітчики, плашки, абразивний інструмент тощо.
Дереворізальний інструмент — різальний інструмент для оброблення деревини та деревних матеріалів.
Буровий інструмент — загальна назва механізмів і пристроїв, що застосовуються при бурінні шпурів, свердловин і ліквідації аварій, що виникають у свердловинах.
Медичний інструмент — технічний пристрій, призначений для виконання профілактичних, діагностичних, лікувальних, дослідницьких маніпуляцій і процедур. Найчисельнішим по складу, серед медичних інструментів є хірургічний та стоматологічний інструментарій.
Вимірювальний інструмент — засіб вимірювань, в якому створюється візуальний сигнал вимірюваної інформації. Наприклад: штангенінструмент, мікрометричний інструмент тощо.
Металлорежущий инструмент
Металлорежущий инструмент — это инструмент для обработки металлических или композитных заготовок методом резания.
Режущая поверхность инструмента снимает слой материала с образованием стружки и удаляет ее от детали.
Металлорежущий инструмент может быть с одной режущей гранью или с несколькими. Например, токарный резец — это инструмент с одной режущей поверхностью, а сверла, фрезы, пилы — как правило — многолезвийный инструмент. Бывают и исключения.
Рабочая поверхность металлорежущего инструмента (режущая грань, кромка) должная быть выполнена из материала с большей твердостью, чем материал обрабатываемой детали.
Самые распространенные материалы режущей части металлорежущего инструмента:
— быстрорежущая сталь (HSS – high-speed steel, в том числе и легированная кобальтом, обозначается, как HSS-E, HSS-Co, HSS-Co5 и т.д)
— твердый сплав — карбид вольфрама.
— керамика
— металлокерамика
— кубический нитрид бора (обозначается как CBN)
— поликристаллический алмаз (обозначается как PCD (англ.) или PKD (нем.))
Металлорежущие инструменты условно делятся на монолитный инструмент и инструмент со сменными пластинами.
Монолитными (из быстрорежущей стали, цельнотвердосплавные или комбинированные — со вставками из твердого сплава или сверхтвердых материалов) бывают сверла, фрезы концевые, развертки, резцы автоматные, резцы с напайными твердосплавными пластинами.
К инструменту со сменными пластинами относятся наиболее продвинутые варианты высокопроизводительных сверл, концевых фрез, а также торцевые фрезы, кукурузные фрезы, токарные резцы (для всех видов токарной обработки) и т.д.
Металлорежущий инструмент — классификация, назначение, описание и примеры использования:
ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА
— резцы токарные для наружного точения
— расточные резцы (для внутреннего точения)
— обработка канавок и отрезка
ФРЕЗЕРОВАНИЕ
— торцевые фрезы
— кукурузные фрезы
— концевые фрезы (монолитные или со сменными твердосплавными пластинами, а также фрезы из быстрорежущей стали)
— грибковые, профильные, фасонные фрезы
СВЕРЛЕНИЕ
— сверла спиральные
— сверла центровочные
— ружейные сверла
— микросверла
ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ
— зенкеры
— зенковки
— развертки
НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ
— токарные резьбовые резцы (со сменными резьбовыми пластинами или с напайными пластинами)
— резьбофрезы
— метчики
— метчики-раскатники (бесстружечные метчики)
— плашки
— ролики резьбонакатные
— накатные плашки
ПИЛЕНИЕ
— ленточные пилы
— дисковые пилы
— сегментные дисковые пилы
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
— накатной инструмент (накатка рифлений)
Металлорежущий инструмент.
Разновидности класса металлорежущего инструмента Известно, что такой инструмент производится в целях изменения формы и размеров той или иной обрабатываемой металлической или цельнометаллической заготовки способом удаления доли материала в виде стружки, чтобы в итоге получить готовое изделие или полуфабрикат. Здесь выделяются станочный и ручной металлорежущие инструменты. К основным составляющим относится рабочая структура, которая способна иметь как режущую и калибрующую часть, так и крепёжную. Первая из них внедряется в материал заготовки и срезает долю его. Тут присутствуют такие компоненты, как одно или более лезвий, канавки для удобного отвода стружки, стружколомателя и стружкозавивателя, базовые элементы при производстве, контроле и переточках инструмента, каналы для прямого подвода смазочно-охлаждающей жидкости. Вторая часть восполняет первую при переточках, оформляет обработанную поверхность и направляет сам металлорежущий инструмент на станке в очень строго определённую позицию, а также удерживает его в руках и противодействует возникающим в процессе разрезания усилиям. Последняя же составляющая, крепёжная, выполняется в виде державок, хвостовиков, или по-другому вставных металлорежущих инструментов, а также имеет отверстие для крепления на оправках, что являет собой насадные металлорежущие инструменты.
Станочный же материал, в зависимости от назначения, делится на такие подгруппы: Зуборезный
Резцы
Фрезы
Резьбонарезной
Для обработки отверстий
Протяжки
Абразивный Алмазный инструмент
Если рассматривать ручные инструменты, то здесь следует сказать о зубиле, напильниках, надфилях, ножовках, шаберах и многих других предметах, которые применяются исключительно без металлорежущего оборудования. Популярны и распространены также машины с электрическим, пневматическим и гидравлическим приводом, где рабочим является ручной инструмент. Здесь актуальны дрели, перфораторы и углошлифовальные машины и многое другое.
При выборе форм и углов заточки режущей части инструмента, которые целиком определяют стойкость, производительность, экономичность и качество обработки, следует учитывать свойства материала работы, смазывающе-охлаждающей жидкости, жёсткость системной цепочки станок-приспособление-инструмент-деталь. Существенным показателем способности данного инструмента является красностойкость выбранного материала. Здесь используются в основном такие группы, как инструментальные стали, твёрдые сплавы и минералокерамические материалы.
Технологический аспект металлорежущего инструмента зависит, в первую очередь, от глубины резания, подачи, скорости резания. Главным действующим критерием износа здесь является ширина подпорченной площадки на задней поверхности инструмента, учитывая вид необходимой точности обработки и класса чистоты. Стойкость здесь определяется продолжительностью резания между переточками в минутах. Главное условие к металлорежущему инструменту – это высокая производительность при установленных параметрах, которая достигается с помощью выполнения условий в отношении допусков на изготовление, отклонения геометрических составляющих, твёрдости режущей части, внешнего вида и многого другого. Сама же конструкция должна предусматривать возможность постоянных переточек, надёжное и быстрое крепление. В случае проектирования металлорежущего оборудования учитываются все специальные компоненты для его крепления. Например, резцедержатели, конусные отверстия, оправки и многое другое.
А вот при создании новых конструкций желают достигнуть усовершенствования геометрических параметров и самих элементов предмета, а также ещё использовать все те материалы, которые обладают повышенными режущими свойствами, и новые составляющие.
Классификация режущих инструментов
Металлорежущее оборудование, которое в наши дни используется в самых разных отраслях промышленности, а также в быту, допускает использование различных видов режущего инструмента. Перечень этих видов весьма обширен, благодаря чему существует возможность подобрать металлорежущий инструмент, наилучшим образом соответствующий особенностям выполняемых операций.
Критерии классификации описываемого инструмента весьма многочисленны, их рассмотрению посвящена настоящая статья.
Одним из основных классификационных критериев является особенность конструкции режущего инструмента. По нему выделяют такие виды, как:
Резцы: инструмент однолезвийного типа, позволяющий выполнять металлообработку с возможностью разнонаправленного движения подачи,
Фрезы: инструмент, при использовании которого обработка выполняется вращательным движением с траекторией, имеющей неизменный радиус, и движением подачи, которое по направлению не совпадает с осью вращения,
Сверла: режущий инструмент осевого типа, который используется для создания отверстий в материале или увеличении диаметра уже имеющихся отверстий. Обработка сверлами осуществляется вращательным движением, дополненным движением подачи, направление которого совпадает с осью вращения,
Зенкеры: инструмент осевого типа, с помощью которого корректируются размеры и форма имеющихся отверстий, а также увеличивается их диаметр,
Развертки: осевой инструмент, который применяется для чистовой обработки стенок отверстий (уменьшения их шероховатости),
Цековки: металлорежущий инструмент, также относящийся к категории осевых и используемый для обработки торцовых или цилиндрических участков отверстий,
Плашки: используются для нарезания наружной резьбы на заготовках,
Метчики: также применяются для нарезания резьбы – но, в отличие от плашек, не на цилиндрических заготовках, а внутри отверстий,
Ножовочные полотна: инструмент многолезвийного типа, имеющий форму металлической полосы с множеством зубьев, высота которых одинакова.
Ножовочные полотна используются для отрезания части заготовки или создания в ней пазов, при этом главное движение резания является поступательным,
Долбяки: применяются для зуботочения или зубодолбления шлицев валов, зубчатых колес, других деталей,
Шеверы: инструмент, название которого происходит от английского слова «shaver» (в переводе – «бритва»). Он предназначен для чистовой обработки зубчатых колес, которая выполняется методом «скобления»,
Абразивный инструмент: бруски, круги, кристаллы, крупные зерна или порошок абразивного материала. Инструмент, входящий в данную группу, применяется для чистовой обработки различных деталей.
Следующим классификационным критерием является вид поверхности, обработка которой осуществляется с помощью металлорежущего инструмента.
По нему выделяют следующие инструменты:
Применяемые для обработки тел вращения, наружных фасонных, а также плоских поверхностей: в данную группу включаются описанные выше резцы и фрезы, абразивные круги и некоторые другие изделия,
Используемые для обработки отверстий: речь идет о зенкерах и сверлах, расточных резцах и протяжках,
Инструменты, с помощью которых выполняется нарезка резьбы: в эту группу входят плашки, метчики, накатные ролики, ряд других изделий,
Применяемые для обработки поверхностей звездочек, шлицевых валов, зубьев колес: эти операции выполняются с помощью пальцевых и дисковых фрез, обкаточных резцов и долбяков, шлифовальных кругов и шеверов. Нельзя не упомянуть протяжки, сдвоенные головки-фрезы и зубострогальные резцы (они предназначены для нарезания прямозубых колес конического типа), а также конические фрезы червячного типа и зубострогальные головки (с помощью этих инструментов нарезаются колеса конического типа со спиральными зубьями).
Еще одним критерием классификации металлорежущего инструмента является принцип его взаимодействия с материалом.
По нему выделяют такие инструменты, как:
Обычные,
Ротационные, круговое лезвие которых непрерывно обновляется.
Кроме того, специалисты указывают на такой классификационный критерий, как тип изготовления, выделяя при этом:
Цельный режущий инструмент,
Составной инструмент, конструкция которого представляет собой неразъемное соединение нескольких элементов,
Сборный инструмент, отличающийся разъемным характером соединения элементов, которые его образуют.
По способу соединения со станком выделяют насадной, хвостовый и призматический инструмент. Наконец, по такому критерию, как способ применения, выделяют ручной, машинный, а также машинно-ручной металлорежущий инструмент.
Металлорежущий инструмент. Основные виды
Человечество уже много веков обрабатывает металл, но вид и конструкцию близкую к современной металлорежущий инструмент приобрел только с началом промышленной революции, когда появилась большая потребность в точной обработке металлических заготовок сложной формы.
Сегодня практически любая обработка металла связана с применением металлорежущего инструмента различного назначения, поэтому мысль куплю инструмент металлорежущий возникает у любого менеджера мелкой мастерской или директора крупного машиностроительного завода.
При металлообработке наиболее распространены резцы для токарных работ, осевой металлообрабатывающий инструмент и резьбонарезной инструмент.
Любой металлорежущий инструмент состоит из рабочей части, укомплектованной режущими лезвиями (пластинками) и крепежной части с выполненными посадочными элементами (хвостовиками или отверстиями).
Режущие лезвия металлообрабатывающего инструмента (пластинки) выполняют из быстрорежущей стали, твердых сплавов, минералокерамики и композитных материалов. Токарные резцы можно разделить на резцы для чистовой и черновой обработки металлов, а также резцы для токарных, расточных, резьбонарезных, строгальных и долбежных работ.
По конструкции металлорежущие резцы различают на:
• проходные,
• упорные,
• подрезные,
• отрезные,
• резьбовые,
• специальные фасонные резцы.
Фрезы применяют для чистового и чернового фрезерования.
Для фрезерования плоскостей применяют:
• концевые фрезы,
• шпоночные фрезы,
• фрезы для обработки пазов,
• дисковые пазовые фрезы,
• дисковые трехсторонние фрезы,
• фрезы полукруглыми зубьями,
• торцевые насадные фрезы из быстрорежущей стали,
• торцевые насадные фрезы с ножами из твердого сплава,
• торцевые насадные фрезы с механическим креплением режущих пластин.
По методу крепления фрезы можно разделить на:
• фрезы с коническим исполнением хвостовика,
• фрезы с цилиндрическим исполнением хвостовика,
• фрезы с базирующим отверстием.
Металлорежущий инструмент для обработки различных отверстий это различные спиральные сверла, развертки, зенкеры и зенковки.
Для небольших по диаметру отверстий осевой инструмент изготовляют цельным из быстрорежущей стали, а для отверстий Æ60 мм и более со вставными ножами из твердых сплавов или композитных материалов.
По методу крепления инструмент для обработки отверстий можно разделить на:
• осевой инструмент с коническим исполнением хвостовика,
• осевой инструмент с цилиндрическим исполнением хвостовика.
Технологическую операцию нарезания резьбы на валах осуществляют плашками, резьбовыми резцами и гребенчатыми фрезами. В небольших отверстиях резьбу получают метчиками, а в более крупных отверстиях расточными резьбовыми резцами. Купить комплект металлорежущего инструмента оптимальный серийности технологического процесса, можно более подробно изучив каталог компании ФАСТБ работающий с лучшими европейскими производителями инструмента для обработки металлов, предлагая клиентам надежную сертифицированную по мировым стандартам ISO продукцию европейского качества.
Классификация металлорежущих станков
Наиболее распространенные типы металлорежущих станков
Классификация
Металлорежущие станки в зависимости от характера выполняемых работ и типа применяемых режущих инструментов подразделяются на 11 групп (см. рисунок).
Группа токарных станков (поз. 1 – 6) состоит из станков, предназначенных для обработки поверхностей вращения. Объединяющим признаком станков этой группы является использование в качестве движения резания вращательного движения заготовки.
Группа сверлильных станков (поз. 7 – 10) включает также и расточные станки. Объединяющим признаком этой группы станков является их назначение — обработка круглых отверстий. Движением резания служит вращательное движение инструмента, которому обычно сообщается также движение подачи. В горизонтально-расточных станках подача может осуществляться также перемещением стола с обрабатываемой деталью.
Группа шлифовальных станков (поз. 20 – 24) объединяется по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных шлифовальных кругов.
Группа полировальных и доводочных станков объединяется по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных брусков, абразивных лент, порошков и паст. Группа зубообрабатывающих станков включает все станки, которые служат для обработки зубьев колес, в том числе шлифовальные.
Группа фрезерных станков (поз. 11 – 14) состоит из станков, использующих в качестве режущего инструмента многолезвийные инструменты — фрезы.
Группа строгальных станков (поз. 15 – 17) состоит из станков, у которых общим признаком является использование в качестве движения резания прямолинейного возвратно-поступательного движения резца или обрабатываемой детали.
Группа разрезных станков включает все типы станков, предназначенных для разрезки и распиловки катаных материалов (прутки, уголки, швеллеры и т. п.).
Группа протяжных станков (лоз. 18 и 19) имеет один общий признак: использование в качестве режущего инструмента специальных многолезвийных инструментов — протяжек.
Группа резьбообрабатывающих станков включает все станки (кроме станков токарной группы), предназначенные специально для изготовления резьбы.
Группа разных и вспомогательных станков объединяет все станки, которые не относятся ни к одной из перечисленных выше групп.
Таблица фигур металлорежущих станков Нумерация станков
В СССР была принята единая система условных обозначений станков, основанная на присвоении каждой модели станка шифра (номера). Нумерация металлорежущих станков, разработанная Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС), построена по десятичной системе. Все станки делятся на 10 групп, каждая группа подразделяется на 10 типов и каждый тип — на 10 типоразмеров. Как видно из таблицы, объединение станков по группам при нумерации основано на несколько ином принципе, чем при классификации. Номер, присваиваемый каждой модели станка, может состоять из трех или четырех цифр и букв, причем буквы могут стоять после первой цифры или в конце номера, например: 612, 1616, 6Н82, 2620, 6Н12ПБ.
Первая цифра номера показывает группу, к которой относится данный станок. Вторая цифра указывает тип станка в данной группе. Третья или третья и четвертая цифры совместно указывают условный размер станка. Так, например, для токарных станков третья и четвертая цифры показывают высоту центров в сантиметрах или дециметрах (1620, 1616, 1670), для токарно-револьверных станков и автоматов — максимальный диаметр обрабатываемых прутков в миллиметрах (1336, 1125, 1265), для сверлильных станков — максимальный диаметр сверления отверстия в мягкой стали в миллиметрах (2А125, 2А135, 2150). Для консольнофрезерных станков третья цифра условно показывает размер стола. Для того чтобы различить конструктивное исполнение станков одного и того же размера, но с разной технической характеристикой, между первой и второй цифрами вводится буква. Так, например, все станки моделей 162, 1А62, 1Б62, 1К62 — токарные с высотой центров 200 мм. Однако модель 162 имеет максимальное число оборотов в минуту 600, модель 1А62—1200, 1Б62—1500, а современная модель 1К62 имеет 2000 оборотов в минуту. Буквы, стоящие в конце номера, означают различные модификации станков одной и той же базовой модели. Так, например, горизонтально-фрезерный станок модели 6Н82Г представляет собой упрощенный тип базового универсально-фрезерного станка модели 6Н82, копировально-фрезерный станок модели 6Н12К является модификацией базового вертикально-фрезерного станка модели 6Н12 и т. д. В некоторых случаях четвертая цифра также означает выпуск станка прежнего типоразмера, но усовершенствованной конструкции. Например, модель 262 представляет собой горизонтально-расточный станок второго размера. Аналогичный по размерам современный расточный станок новой конструкции обозначается как модель 2620. Классификация станков по типам.
Станки одного и того же типа могут отличаться компоновкой (например, фрезерные универсальные, горизонтальные, вертикальные), кинематикой, т.е. совокупностью звеньев, передающих движение, конструкцией, системой управления, размерами, точностью обработки и др.
Стандартами установлены основные размеры, характеризующие станки каждого типа. Для токарных и круглошлифовальных станков это наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, для фрезерных станков – длина и ширина стола, на который устанавливаются заготовки или приспособления, для поперечно-строгальных станков – наибольший ход ползуна с резцом.
Группа однотипных станков, имеющих сходную компоновку, кинематику и конструкцию, но разные основные размеры, составляет размерный ряд. Так, по стандарту, для зубофрезерных станков общего назначения предусмотрено 12 типоразмеров с диаметром устанавливаемого изделия от 80 мм до 12,5 м.
Конструкция станка каждого типоразмера, спроектированная для заданных условий обработки, называется моделью. Каждой модели присваивается свой шифр – номер, состоящий из нескольких цифр и букв. Первая цифра означает группу станка, вторая – его тип, третья цифра или третья и четвертая цифры отражают основной размер станка. Например, модель 16К20 означает: токарно-винторезный станок с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки 400 мм. Буква между второй и третьей цифрами означает определенную модернизацию основной базовой модели станка.
Классификация станков по степени универсальности.
Различают следующие станки – универсальные, которые используют для изготовления деталей широкой номенклатуры с большой разницей в размерах.
Такие станки приспособлены для различных технологических операций: специализированные, которые предназначены для изготовления однотипных деталей, например, корпусных деталей, ступенчатых валов сходных по форме, но различных по размеру,
специальные, которые предназначены для изготовления одной определенной детали или одной формы с небольшой разницей в размерах.
Классификация станков по степени точности.
Станки разделены на 5 классов:
Н – станки нормальной точности,
П – станки повышенной точности,
В – станки высокой точности,
А – станки повышенной точности,
С – особо точные или мастер-станки,
В обозначение модели может входить буква, характеризующая точность станка: 16К20П – токарно-винторезный станок повышенной точности
Классификация станков по степени автоматизации.
Выделяют станки-автоматы и полуавтоматы. Автоматом называют станок, в котором после наладки все движения, необходимые для выполнения цикла обработки, в том числе загрузка заготовок и выгрузка готовых деталей, осуществляется автоматически, т.е. выполняется механизмами станка без участия оператора.
Цикл работы полуавтомата выполняется также автоматически, за исключением загрузки-выгрузки, которые производит оператор, он же осуществляет пуск полуавтомата после загрузки каждой заготовки.
С целью комплексной автоматизации для крупносерийного и массового производства создают автоматические линии и комплексы, объединяющие различные автоматы, а для мелкосерийного производства – гибкие производственные модули (ГПМ).
Автоматизация мелкосерийного производства деталей достигается созданием станков с программным управлением (цикловым), в обозначение моделей вводится буква Ц (или числовым буква Ф). Цифра после буквы Ф обозначает особенность системы управления: Ф1 – станок с цифровой индикацией (с показом чисел, отражающих, например, положение подвижного органа станка) и предварительным набором координат,
Ф2 – станок с позиционной или прямоугольной системой,
Ф3 – станок с контурной системой,
Ф4 – станок с универсальной системой для позиционной и контурной обработки, например, модель 1Б732Ф3 – токарный станок с контурной системой ЧПУ. Классификация станков по массе.
Станки подразделяют на:
легкие – до 1 т,
средние – до 10 т,
тяжелые – свыше 10 т. Т
яжелые станки делят на крупные – от 16 до 30 т,
собственно тяжелые – от 30 до 100 т,
особо тяжелые – свыше 100 т,
.png)