Режущий инструмент. Эксплуатация

Е.Э. Фельдштейн 
М.А. Корниевич
Режущий инструмент 
•
Эксплуатация
Допущено 
Министерством образования Республики Беларусь
в качестве учебного пособия для студентов 
учреждений высшего образования 
по машиностроительным специальностям
 
Минск 
Москва
 
«Новое знание» 
«ИНФРАМ»
2014

УДК 621.9.02(075.8) 
ББК 34.63-5я73 
 
Ф39
Рецензенты:
кафедра «Технология машиностроения» Брестского государственного технического университета (зав. кафедрой — кандидат технических наук, доцент О.А. Медведев);
зав. кафедрой «Машины и технологии высокоэффективных процессов 
обработки» Витебского государственного технологического университета, 
доктор технических наук, профессор С.С. Клименков
Фельдштейн, Е.Э.
Режущий инструмент. Эксплуатация: учеб.  пособие / 
Ф39
Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. — Минск : Новое знание ; 
М. : ИНФРА-М, 2014. — 256 с. : ил. — (Высшее образование).
ISBN 978985475482-6 (Новое знание) 
ISBN 978-5-16-005287-8 (ИНФРА-М)
Рассмотрены принципы выбора геометрических параметров инструментов и режимов обработки в различных производственных 
условиях, допустимые величины износов, методы определения расхода инструментов различных типов, способы повышения эксплуатационных свойств современных инструментальных материалов, 
технологии переточки и контроля инструментов, принципы мониторинга их работы на гибком автоматизированном оборудовании. 
Описаны возможные производственные проблемы, вызванные режущими инструментами, и пути их решения. 
Для инженерно-технических работников машиностроительных 
предприятий, связанных с металлообработкой. Может быть полезно 
студентам машиностроительных специальностей высших и средних 
специальных учебных заведений при выполнении курсовых и дипломных проектов.
УДК 621.9.02(075.8) 
ББК 34.63-5я73
©
© Фельдштейн Е.Э., 
Корниевич М.А., 2012
ISBN 978985475482-6 (Новое знание) 
ISBN 978-5-16-005287-8 (ИНФРА-М) 
©
© ООО «Новое знание», 2012

Оглавление
Предисловие ............................................................................. 5
1. Выбор оптимальных условий обработки .................................. 6
1.1. Оптимальная геометрия режущих инструментов ................ 6
1.2. Оптимальные периоды стойкости режущих
инструментов ................................................................ 14
1.3. Назначение режима резания ........................................... 21
1.4. Эффективность работы режущих инструментов
в условиях ГПС .............................................................. 28
1.5. Использование смазочно$охлаждающих технологических
средств .......................................................................... 36
2. Нормирование расхода режущих инструментов ...................... 39
2.1. Общие положения по нормированию расхода режущих
инструментов ................................................................ 39
2.2. Нормы расхода токарных резцов ..................................... 44
2.3. Нормы расхода сверл ..................................................... 45
2.4. Нормы расхода зенкеров и разверток .............................. 46
2.5. Нормы расхода фрез ...................................................... 47
2.6. Нормы расхода протяжек ............................................... 49
2.7. Нормы расхода резьбонарезных и зуборезных
инструментов ................................................................ 52
3. Повышение эксплуатационных свойств режущих
инструментов ....................................................................... 57
3.1. Методы повышения эксплуатационных свойств режущих
инструментов ................................................................ 57
3.2. Вакуумные методы нанесения покрытий ......................... 59
4. Заточка и переточка режущих инструментов ......................... 77
4.1. Выбор характеристик заточных кругов ............................ 77
4.2. Режимы заточки режущих инструментов ........................ 96
4.3. Использование СОЖ при заточке режущих
инструментов ............................................................... 102
4.4. Заточка и переточка резцов .......................................... 105
4.5. Заточка и переточка сверл ............................................ 116
4.6. Заточка и переточка зенкеров и разверток ..................... 134
4.7. Заточка и переточка фрез общего назначения ................. 140
4.8. Заточка и переточка протяжек ...................................... 155
4.9. Заточка и переточка резьбонарезных инструментов ........ 160
4.10. Заточка и переточка червячных фрез ............................. 166
4.11. Заточка и переточка долбяков ....................................... 177
4.12. Использование заточных станков и приспособлений
с ЧПУ ......................................................................... 179
4.13. Эффективность централизованной заточки режущих
инструментов ............................................................... 186

Оглавление
5. Контроль и настройка на размер режущих инструментов
после заточки и переточки .................................................. 192
5.1. Универсальные контрольно$измерительные инструменты,
приспособления и приборы ........................................... 192
5.2. Контроль углов заточки резцов ..................................... 202
5.3. Контроль сверл и зенкеров ........................................... 206
5.4. Контроль фрез общего назначения ................................. 217
5.5. Контроль разверток и протяжек .................................... 225
5.6. Контроль метчиков и плашек ........................................ 228
5.7. Контроль зуборезных инструментов ............................... 238
5.8. Настройка режущих инструментов на размер после
переточки .................................................................... 242
Литература ............................................................................ 254

Предисловие
В работе машиностроительных предприятий большую роль иг$
рает выбор рациональных условий эксплуатации режущих инстру$
ментов. От этого в значительной степени зависят производитель$
ность труда, возможность автоматизации технологических процес$
сов и экономические показатели эффективности обработки. На со$
временных машиностроительных предприятиях потребляют тысячи
типоразмеров разнообразных режущих инструментов, причем в ряде
случаев значительная доля общего парка станков используется для
производства инструментов специальных конструкций.
Говоря о рациональных условиях эксплуатации инструментов,
обычно подразумевают такие условия, при которых, наряду с вы$
сокой производительностью и качеством изделий, обеспечивается
низкая себестоимость обработки за счет незначительного удельного
расхода режущих инструментов.
Правильная эксплуатация режущих инструментов обеспечивает
бесперебойную высокоэффективную работу оборудования, но тре$
бует решения следующих задач:
1) организация эксплуатации инструментов (хранение, переточка
и выдача, расчет норм расхода и оборотных фондов, технический
надзор за эксплуатацией инструмента и др.);
2) эксплуатация инструментов, обеспечивающая наиболее ра$
циональное их использование и уменьшение расхода, отсутствие
неполадок, нарушающих нормальный ход производства.
Если организацию эксплуатации режущих инструментов обеспе$
чивает небольшая группа работников инструментального хозяйства
цеха или завода, то практическая эксплуатация осуществляется
при участии как инженерно$технического персонала (технологов,
конструкторов$инструментальщиков, мастеров), так и производ$
ственных рабочих (станочников, наладчиков). Именно поэтому
в данной книге наряду с техническими и технологическими аспек$
тами эксплуатации инструментов рассматриваются практические
рекомендации, позволяющие исключить дефекты обработки, вызван$
ные режущими инструментами, и повысить эффективность произ$
водства.

1
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ
ОБРАБОТКИ
Оптимальная геометрия режущих
инструментов
1.1.
На условия работы инструмента большое влияние оказывает
форма его режущей части и величины углов заточки, т.е. гео$
метрические параметры. Изменение геометрических параметров
влечет за собой изменение периода стойкости инструмента, сил
резания, шероховатости обработанной поверхности и т.д.
Геометрические параметры, при которых достигаются наи$
больший период стойкости и наибольшая допустимая скорость
резания vT при условии обеспечения наименьшей стоимости об$
работки и возможно большей производительности при высоком
качестве обрабатываемой поверхности, называются оптималь
ными или наивыгоднейшими.
При назначении оптимальных геометрических параметров ин$
струментов следует помнить, что иногда целесообразно допускать
отклонения от оптимальных значений углов на 2...3, что позво$
ляет уменьшать номенклатуру применяемых инструментов.
Наиболее существенно влияют на условия обработки следую$
щие углы режущего лезвия (рис. 1.1):
 главный задний угол  — угол между главной задней поверх$
ностью резца (или касательной к ней) и плоскостью резания;
 главный передний угол  — угол в главной секущей плос$
кости между передней поверхностью резца (или касательной
к ней) и основной плоскостью в рассматриваемой точке главной
режущей кромки;
 главный угод в плане  — угол между плоскостью резания
и рабочей плоскостью;
 вспомогательный угол в плане 1 — угол между проекцией
вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и на$
правлением подачи;

1.1. Оптимальная геометрия режущих инструментов
7
 угол наклона главной режущей кромки  — угол между
главной режущей кромкой и основной плоскостью (измеряется
в плоскости резания).
Рис. 1.1. Геометрические параметры резца
Рассмотрим характер изменения оптимальных значений этих
углов в зависимости от особенностей обработки.
Выбор заднего угла . Задний угол обеспечивает уменьшение
трения задней поверхности режущего инструмента об обрабо$
танную поверхность. Поэтому с увеличением угла  до каких$то
определенных пределов условия резания улучшаются. Однако
увеличение  приводит к уменьшению угла заострения, в резуль$
тате чего ухудшаются условия теплоотвода и интенсифицируется
изнашивание.
Таким образом, с увеличением угла  период стойкости режу$
щего инструмента T вначале растет, а потом падает (рис. 1.2).
Чтобы полнее выяснить характер изменения стойкости с измене$
нием заднего угла, необходимо учитывать толщину срезаемого
слоя. Известно [3], что при обработке сталей больший оптималь$
ный угол  соответствует меньшей толщине срезаемого слоя a:
sin опт  0,13/a0,3. Рекомендуемые задние углы для режущих ин$
струментов приведены в справочной литературе.
На условия работы инструмента влияет также форма его зад$
ней поверхности. Наиболее наглядно об этом свидетельствуют,
например, используемые в промышленности формы задних по$
верхностей сверл (табл. 1.1).

1. Выбор оптимальных условий обработки
Рис. 1.2. Зависимость T  f() при различной толщине (а3  а2  а1)
срезаемого слоя
Таблица 1.1
Формы задней поверхности спиральных сверл
Форма заточки
Наименование (назначение)
Нормальная
Двойная (повышение скоростей резания до
20 %); 2  118, 20  60...90
По двум плоскостям;   6...10, 1  20...40
Крестообразная:
улучшенное центрирование сверла в отвер$
стии;
уменьшение длины затылованной части
пера сверла и длины поперечной кромки
Стружкоразделяющие канавки на задней
поверхности (для d  20 мм)

1.1. Оптимальная геометрия режущих инструментов
9
Окончание табл. 1.1
Форма заточки
Наименование (назначение)
С центрирующим конусом (сверление лис$
тов и мягких неметаллических материалов)
Фигурная (фасонное донышко отверстия)
Выбор переднего угла . Известно, что чем больше передний
угол , тем легче протекает процесс резания, т.е. тем меньше силы
и температура резания, деформация срезаемого слоя, а следова$
тельно, больше период стойкости режущего инструмента. Однако
следует учитывать, что с увеличением угла  уменьшается угол
заострения и тем самым ухудшается отвод теплоты. Поэтому кри$
вые T  f() (рис. 1.3) аналогичны графику T  f().
Рис. 1.3. Зависимость Т  f() при различной твердости
(НВ	 
 НВ		 
 НВ			) обрабатываемого материала
Передний угол должен быть тем больше, чем меньше твердость
и прочность обрабатываемого материала и чем больше его пла$
стичность. Рекомендуемые передние углы для режущих инстру$
ментов приведены в справочной литературе, например в [12, 24].
Для обеспечения завивания стружки при скоростном точении
на передней поверхности лезвия делают уступы, порожки или мел$
кие лунки. Их можно выполнить при заточке инструмента [24].

1. Выбор оптимальных условий обработки
Для сменных твердосплавных пластин передние поверхности
формируются при прессовании. Примеры оформления передних
поверхностей таких пластин приведены в табл. 1.2.
Выбор главного угла в плане . При постоянных значениях S
и t изменение  приводит к изменению ширины и толщины сре$
заемого слоя. Чем меньше угол , тем больше ширина среза b
и угол  и тем лучше отвод теплоты, т.е. малые углы  способст$
вуют увеличению периода стойкости инструмента (рис. 1.4, а).
Рис. 1.4. Зависимость периода стойкости инструмента:
а — от главного угла в плане; б — от вспомогательного угла в плане
Следовательно, для увеличения периода стойкости инстру$
мента надо стремиться к уменьшению угла . Однако чрезмер$
ное его уменьшение оказывается вредным, так как при этом резко
возрастает радиальная сила резания Ру и наблюдается увеличе$
ние вибраций. При обработке нежестких деталей для уменьшения
радиальной составляющей Ру главный угол в плане  следует
увеличивать до 90. В отдельных случаях угол  назначают исхо$
дя из конструктивных соображений. Например, у метчиков для
нарезания глухих резьб угол  берется боHльшим (  40), чем
у метчиков для нарeзания сквозных резьб (  20). Это позволяет
нарезать резьбу в глухих отверстиях на большую длину.
Главный угол в плане влияет также на шероховатость обрабо$
танной поверхности, поэтому при чистовой обработке рекомен$
дуется использовать меньшие значения .
О влиянии угла  торцовых фрез на условия обработки можно
судить по данным, представленным в [24].