Расточные резцы по металлу: типы и предназначение

Конструктивные элементы токарного резца – режущая часть или головка и державка, с помощью которой оснастка фиксируется в резцедержателе станка. Резец и державка могут иметь квадратную или прямоугольную форму. Размер резца должен соответствовать стандартному ряду в пределах от 160х100 до 630х500 мм для прямоугольной конфигурации и от 40х40 до 400х400 мм для квадратной.

Главной рабочей частью резца является головка, режущие свойства которой определяют углы кромок. Именно углы токарного резца определяют характер съёма металла с заготовки. Основные углы:

• Главный задний — находится между плоскостями резания и задней поверхностью резца. От него зависит параметр силы трения, качество обработки и скорость изнашивания инструмента. Подбирается в соответствии с плотностью обрабатываемого материала.
• Главный передний – определяет уровень деформации материала при срезе, усилие реза и эффективность отвода тепла. Должен быть обратно пропорционален твердости обрабатываемого материала — чем она выше, тем меньше угол.
• Резания. Расположен между передней и задней поверхностями головки.
• Заострения. Расположен между передней и задней поверхностями. От него зависит прочность и острота оснастки.
• Основной в плане. От него зависит количество снимаемого материала.
• Вторичный в плане. От него зависит шероховатость. Чем он ниже, тем выше качество поверхности.
• Вершина между задней вспомогательной поверхностью и кромкой реза. Имеет прямое соотношение с показателем прочности.
• Наклона режущей кромки – определяет геометрию пятна контакта резца и поверхности детали.
• Задний вспомогательный – определяет трение между задней плоскостью и заготовкой.

Все элементы конструкции токарного резца выполняются из одной марки стали. Рекомендуются металлокерамические твердые сплавы Т5К10 или сходные с ним.

Геометрия проходного отогнутого резца

Потребительские свойства определяются следующими геометрическими параметрами:

• размер и направление передней поверхности (обеспечивает непрерывное отведение образованной стружки в процессе работы);
• параметры задней главной поверхности;
• задняя вспомогательная поверхность.

Режущая кромка образована линией пересечения двух поверхностей. С одной стороны к ней подходит передняя поверхность с противоположной стороны главная задняя поверхность. В конструкции отогнутого резца выделяют ещё одну режущую кромку. Она образована стыком передней поверхности и вспомогательной. Поэтому её называют вспомогательная режущая кромка. Точка, в которой сходятся обе кромки, называется вершиной резца. Эта часть резца принимает на себя самые большие нагрузки в процессе обработки заготовки. Для предотвращения преждевременной поломки ей придают округлую форму. Поэтому для конкретного типа задан индивидуальный радиус скругления. Дополнительным способом увеличения прочности вершины и придания ей большей надёжности формируют переходную режущую кромку. Ей придают прямоугольную форму.

Для токарных отогнутых резцов большое значение имеют их геометрические параметры. Наиболее важными из них являются углы, под которыми расположены поверхности инструмента.

Для более полного понимания имеющихся параметров каждый отогнутый токарный резец имеет чертёж. На нём отображаются основные параметры:

• общий вид изделия;
• значения углов;
• маркировка;
• назначение;
• допустимые условия обработки (тип станка, скорость обработки, характеристики обрабатываемого материала).

На чертеже изображены следующие углы:

• при вершине отогнутого резца (он образован проекциями на главную плоскость основной и режущей кромкой);
• наклона линии главной режущей кромки;
• дополнительные углы, задающие геометрию всех поверхностей.

Значения углов и параметры кромок определяют основные свойства режущего инструмента. Для каждой модели (в зависимости от решаемых задач) создаётся своя геометрическая форма. Например, для обработки деталей, в которых предусмотрена ступенчатая конструкция режущую кромку затачивают под прямым углом.

Классификация резцов

Существует несколько характеристик для классификации резцов. В первую очередь это конструктивные особенности:

• Монолитное исполнение – единая головка и державка.
• Сборная конструкция – головка с напайкой из твердой марки стали.
• Сборная с механическим креплением. Данные типы токарных резцов оснащены пластинами из металлокерамики, которые крепятся болтовым соединением.
• Регулируемые резцы.

В зависимости от назначения резцов они подразделяются на черновые и чистовые, соответственно, для снятия большей или меньшей толщины металла при увеличенных или уменьшенных оборотах. Также инструмент подразделяется и по направлению подачи на правый и левый.

В основном виды резцов для токарного станка определяются по их функциональному назначению и подразделяются на:

• отрезные;
• проходные;
• канавочные;
• расточные;
• фасонные и резьбовые.

В зависимости от расположения режущей кромки относительно державки инструмент подразделяется на прямой, отогнутый и оттянутый. В прямых форма режущей кромки прямая, в отогнутых имеет изогнутую форму и в оттянутых её ширина меньше чем у стержня.

Фрезерование пазов дисковыми фрезами

Дисковые фрезы (рис. 50) предназначены для обработки плоскостей, уступов и пазов. Различают дисковые фрезы цельные и со вставными зубьями. Цельные дисковые фрезы делятся на пазовые (СТ СЭВ 573—77) (рис. 50, а), пазовые затылованные (ГОСТ 8543—71) (рис. 50, б), трехсторонние с прямыми зубьями (ГОСТ 3755—78) (рис. 50, в), трехсторонние с разнонаправленными мелкими и нормальными зубьями (рис. 50, г). Фрезы со вставными зубьями выполняются трехсторонними (ГОСТ 1669 — 78) (рис. 50, б, е, ж).

Дисковые пазовые фрезы имеют зубья только на цилиндрической части, их применяют для фрезерования неглубоких пазов.

Основным типом дисковых фрез являются трехсторонние. Они имеют зубья на цилиндрической поверхности и на обоих торцах. Их применяют для обработки более глубоких пазов. Они обеспечивают более высокий параметр шероховатости боковых стенок паза или уступа. Для улучшения условий резания дисковые трехсторонние фрезы снабжены наклонными зубьями с переменно чередующимися направлениями канавок, т. е. один зуб имеет правое направление канавки, а другой, смежный с ним, — левое. Поэтому такие фрезы называют разнонаправленными. Благодаря чередующемуся наклону зубьев осевые составляющие силы резания правых и левых зубьев взаимно уравновешиваются. Основным недостатком дисковых трехсторонних фрез является уменьшение размера по ширине после первой же переточки по торцу. У регулируемых фрез, состоящих из двух половинок одинаковой толщины с перекрывающими друг друга зубьями в разъеме, после переточки можно восстановить начальный размер. Это достигается с помощью прокладок соответствующей толщины из медной или латунной фольги, которые помещают в разъеме между фрезами.

Дисковые фрезы со вставными ножами, оснащенными пластинками твердого сплава, бывают двусторонние и трехсторонние (ГОСТ 5808—77). Трехсторонние дисковые фрезы применяют для фрезерования пазов, а двусторонние — для фрезерования уступов и плоскостей. Крепление вставных ножей в корпус у обоих типов фрез осу-ществляется с помощью осевых рифлений и клина с углом 5°. Достоинством такого способа крепления вставных ножей является возможность компенсации износа. Восстановление размера по диаметру достигается перестановкой ножей на одно или несколько рифлений, а по ширине — соответствующим выдвижением ножей. Трехсторонние фрезы имеют ножи с попеременно чередующимся наклоном с углом 10°.

Применение дисковых трехсторонних фрез с пластинками твердых сплавов дает наиболее высокую производительность при обработке пазов. Дисковая фреза лучше «выдерживает» размер, чем концевая.

Тип и размер дисковой фрезы выбирают в зависимости от размеров обрабатываемых поверхностей и материала заготовки. Для заданных условий обработки выбирают тип фрезы, материал режущей части, основные размеры (ширину и диаметр фрезы) и число зубьев. Для фрезерования легкообрабатываемых материалов и материалов средней трудности обработки с большой глубиной фрезерования применяют фрезы с нормальным и крупным зубом. Фрезерная обработка труднообрабатываемых материалов и фрезерование с небольшой глубиной резания производится с применением фрезы с нормальным и мелким зубом. Диаметр фрезы следует выбирать минимально возможным, так как чем меньше диаметр фрезы, тем выше ее жесткость и виброустойчивость. Зависимость диаметра ступицы фрезы d, (мм) от диаметра отверстия d (мм) приведена ниже.

d13162227324050d121253540485868

Рассмотрим наладку станка на фрезерование сквозных прямоугольных пазов дисковыми фрезами. При фрезеровании прямоугольных пазов ширина дисковой фрезы должна быть равна ширине фрезеруемого паза в том .случае, когда биение торцовых зубьев равно нулю. При наличии биения зубьев фрезы размер профрезерованного такой фрезой паза будет соответственно больше ширины фрезы.

Установка на глубину резания может осуществляться по разметке. Для четкого выделения линий разметки заготовку пред-варительно окрашивают меловым раствором и на линии, прочерченной чертилкой рейсмаса, наносят кернером углубления (керны). Установку на глубину резания по линии разметки осуществляют пробными рабочими ходами. При этом следят за тем, чтобы фреза срезала припуск только на половину углублений от кернера.

При наладке станка на обработку пазов очень важно правильно установить фрезу относительно обрабатываемой заготовки. В том случае, когда заготовку устанавливают в специальном приспособлении, ее положение относительно фрезы определяется самим приспособлением.

Точную установку фрез на заданную глубину производят специальными устано-вами или габаритами, предусмотренными в приспособлении. На рис. 52 приведены схемы установки фрез на размер с помощью установов. Габарит 1 представляет собой стальную закаленную пластинку (рис. 52, а) или угольник (рис. 52,б), закрепленные на корпусе приспособления. Между устаиовом и режущей кромкой зуба фрезы прокладывают мерный щуп 2 толщиной 3—5 мм во избежание соприкосновения зуба фрезы 3 с закаленной поверхностью установа. Если обработку одной и той же поверхности осуществляют за два перехода (черновой и чистовой), то для установки фрезы от одного и того же габарита применяют щупы разной толщины.

При обработке партии одинаковых деталей одновременное фрезерование пазов (двух и более) может осуществляться набором фрез.

Рекомендации по подбору резца

При выборе инструмента необходимо руководствоваться функциональным назначением резцов. Что же касается материала, углов заточки и прочих параметров необходимо учесть твердость материала обрабатываемой заготовки. Также необходимо определиться с тем, что является наиболее приоритетным фактором при проведении работ – качество, производительность, стойкость инструмента.

Рекомендуемый минимальный набор резцов состоит из:

• Проходного необходимого для торцевой обработки;
• Наружного нейтрального;
• Расточного.

Данный базовый комплект достаточен для выполнения большей части типовых операций, но конечно для более сложных работ понадобится расширенный набор инструмента, в том числе фасонные и резьбовые резцы. Для профессиональных работ в большом объёме разумным вариантом будет приобретение набора резцов со сменными пластинами. Это позволит впоследствии тратить меньше средств на приобретение расходных материалов, по мере износа производя только замену пластин, а не резцов целиком.

Размеры расточных резцов

Стандартные размеры расточных резцов, которые на практике используют чаще всего, представлены в размещенной ниже таблице.