Резцы для токарных работ

 

 

План

 

Резцы для токарных работ на станках  с ЧПУ.

 

Токарные резцы предназначены для выполнения всего многообразия различных операций на станках с ЧПУ, на ГПМ и ГПС, а также на станках токарной группы с ручным управлением.

Отличия токарных резцов по назначению.

 По назначению система токарных  резцов подразделяется на следующие  подсистемы:

• для наружного точения, растачивания, нарезания резьб, прорезания канавки отрезания на станках  легких и средних серий;
• для работ на тяжелых, крупных токарных и карусельных станках;
• для работ на ГПМ, многоцелевых станках со встроенными роботизированными комплексами автоматической смены инструмента;
• для специальных работ (резцы для плазменно-механической обработки, фасонные).

 

Каждая из подсистем имеет свои специфические особенности, обусловленные  многими факторами и в первую очередь конструкцией оборудования, его технологическим назначением и т.д. Система резцов базируется на общих методологических  принципах и предусматривает:

• разработку (выбор) и унификацию надежных методов закрепления сменных пластин в державке (в том числе цельные и составные резцы, с напаянными пластинами, сборные);
• обеспечение удовлетворительного дробления и отвода, стружки из зоны резания;
• достаточно высокую точность позиционирования вершин сменных пластин (за счет создания точных баз гнезда);
• быстросменность и удобство съема и замены сменных пластин, режущего элемента или кассеты (блока);
• унификацию и максимально допустимое сокращение (сведение к оптимальному значению  технико-экономических показателей промышленного производства и применения) числа методов закрепления пластин в державке;
• возможность использования всей гаммы и размеров сменных пластин отечественного и зарубежного производства;
• соответствие точностных параметров резцов международным стандартам;
• обязательность применения специальных деталей крепежа (винтов, штифтов и т.п.) повышенной точности и надежности разработка новых форм и размеров режущих пластин, форм их передних поверхностей, обеспечивающих удовлетворительное дробление и отвод стружки;
• использование опыта новаторов и изобретателей;
• применение прогрессивных ресурсосберегающих технологий изготовления деталей крепежа, ключей; технологичность и экономичность изготовления (сбережение материалов и трудовых ресурсов);
• возможность применения составных (найденных, цельных, клееных и других подобных соединений) твердосплавных пластин с блоками (державками) инструмента в случаях несомненной их технико-экономической эффективности или невозможности конструкторского решения резца в сборном варианте (в первую очередь для малых сечений державок, некоторых расточных и отрезных операций и т.п.).

Подсистемы конструкций резцов созданы на основе общепринятой мировой  практикой системы форм державок и углов в плане для обеспечения  всех операций точения. Например, для  подсистемы наружного точения и  растачивания формы державок, обеспечивающих выполнение всего многообразия переходов токарной обработки, предусмотрены международные (ИСО 5910, 5909 и др.) и отечественные стандарты.

Базовые схемы резцов.

В настоящее время, несмотря на огромное многообразие конструкции и схем узлов крепления сменных многогранных пластин в державках, ведущие зарубежные изготовители резцов используют в серийном производстве весьма ограниченное число методов закрепления. Ограничено их число и в отечественных подсистемах резцов. Например, в подсистемах для  наружного точения и растачивания на станках легких и средних серий приняты четыре базовые схемы конструкции узлов крепления СМП (обозначение креплений по ГОСТ 26476-85):

• без отверстия – прихватом (тип С);
• с цилиндрическим отверстием – рычажным механизмом (тип Р);
• штифтом и прихватом (тип М);
• с тороидальным отверстием – винтовым механизмом (тип S).

 

Пластины без отверстия закрепляют по методу С. За основу принята конструкция, широко применяемая на автомобильных  заводах. При таком методе закрепления  режущие пластины базируют в закрытом гнезде державки по двум базовым поверхностям и сверху прижимают к опорной поверхности прихватом. Быстрый съем пластин обеспечивается дифференциальным винтом. Опорную твердосплавную пластину закрепляют винтом на державке резца или разрезной пружинящей втулкой.

Резцы с креплением СМП по методу С имеют различные исполнения: для режущих пластин с задним углом и без заднего угла; с  опорными пластинами; без опорных  пластин.

Следует отметить, что СМП заднего  угла имеют в 2 раза больше режущих  кромок, чем СМП с задним углом. На передней поверхности СМП с задним углом выполнены стружколомающие  канавки для дробления и отвода сливной стружки. При  использовании СМП без заднего угла применяют накладные  стружколомы.

Резцы с опорной пластиной широко применяют при точении и растачивании; резцы без опорной пластины – при растачивании малых отверстий и точении на станках легких серий (сечение h [ b державки резца 12 х 12…16 х 16 мм). Эксплуатация резцов показала, что при работе на универсальных и специальных станках в крупносерийном и массовом производстве хорошо зарекомендовали себя резцы с твердосплавными стружколомами.

В таких резцах можно использовать СМП из твердого сплава, керамики и  т.п.

Резцы с СМП с положительными углами обеспечивают уменьшение сил резания, поэтому их рекомендуется применять при  обработке нежестких деталей. Эти резцы можно также применять с накладными стружколомами.

Для наружного точения и растачивания в резцах с закреплением по методу С используют квадратные, трехгранные, ромбические СМП, а также параллелограмные пластины типа KNUX с креплением специальным фигурным прихватом. СМП с центральным цилиндрическим отверстием закрепляют рычажным механизмом по методу Р и модернизированным клиновым креплением (клин-перехватом) по методу М. Закрепление рычажным механизмом является наиболее рациональным для резцов сечением державок от 20 х 20 до 40 х 40 мм. Эту конструкцию эффективно, применяют на станках с ЧПУ. Разработана отечественная оригинальная конструкция рычажного механизма, которая соответствует лучшим мировым образцам, а по назначению полностью унифицирована с конструкциями резцов, выпускаемых на некоторых крупных машиностроительных заводах отечественной промышленности, и с инструментом, выпускаемым за рубежом.

СМП базируется в закрытом гнезде державки, а рычаг, приводимый в действие винтом, подтягивает ее к двум боковым стенкам гнезда и надежно  прижимает к опоре. Опорную пластину закрепляют разрезной втулкой. Конструкция узла крепления обеспечивает возможность быстрого и точного поворота или смены СМП и надежного ее закрепления. Она позволяет всю гамму новых прогрессивных отечественных и зарубежных пластин, а также СМП со сложной формой передней поверхности, обеспечивающей хорошее дробление стружки в широком диапазоне подач и глубин резания.

Для контурной обработки на станках  с ЧПУ, ГПМ и ГПС, позволяющей  за один рабочий ход обточить несколько  поверхностей детали, применяют резцы  с ромбическими СМП (e=80° и 55°). Промышленные партии резцов с L-образным рычагом для наружного точения и растачивания широко освоены в серийном производстве инструментальными заводами Минстанкпрома, их выпускают по ТУ2-035-892 и ГОСТ 26613-85.

Подсистема резцов для станков  с ЧПУ.

Для выполнения одним резцом предварительных  и окончательных операций в первую очередь на универсальных станка с ручным управлением разработана гамма резцов с модернизированным клиновым креплением СМП клин-прихватом (метод М).  Клин прижимает СМП не только к штифту, на который ее устанавливают центральным отверстием, но и к опороной пластине. При таком закреплении СМП остается открытой вспомогательная режущая кромка.

Разработана также подсистема  токарных отрезных и канавочных резцов для станков с ЧПУ и ГПМ, в которую включены следующие  резцы.

1. Отрезные резцы повышенной  надежности с напайными твердосплавными пластинами. От выпускаемых по ГОСТ 18884-73 отрезных резцов их отличает:

• повышенная точность  изготовления и взаимного расположения поверхностей державки, что обеспечивает их применение на станках с ЧПУ;
• использование новых, в том числе трехслойных, марок припоев и замена материала державки на сталь 35ХГСА или 30ХГСА практически исключает трещинообразование при напайке, что позволит сократить расход резцов примерно в 3-4 раза;
• повышенное качество и точность заточки резца уменьшают затраты потребителя на первичную заточку на 0,3-0,4 р;
• улучшенный внешний вид.

Основные размерные параметры  резцов полностью соответствуют  стандарту ISO243-1975 (Е).

2. Резцы отрезные  державочные  с механическим креплением сменных  неперетачиваемых твердосплавных режущих пластин.

Резец состоит из державки, неперетачиваемой однокромочной режущей пластины, подпружиненного прихвата. На опорной  поверхности режущей пластины выполнен V-образный выступ, которым ее устанавливают в V-образном пазу гнезда державки. При закреплении гарантируется поджим режущей пластины со стороны упорной поверхности гнезда. Геометрические параметры режущей части обеспечивают хороший отвод стружки из зоны резания, что особенно важно при обработке заготовок из вязких материалов.

Использование режущих пластин  из твердых сплавов с износостойким  покрытием обеспечивает повышение  стойкости в 2-4 раза.

3. Отрезные пластинчатые резцы  с механическим креплением сменных  неперетачиваемых твердосплавных  режущих пластин предназначены  для выполнения операций отрезки в первую очередь на универсальных станках с ручным управлением. Резец состоит из  блока, закрепленного в резцедержателе станка, пластинчатой державки и неперетачиваемой  двухкромочной режущей пластины, которая закрепляется упругим лепестком державки. Опорные поверхности режущей пластины выполнен в виде V-образных пазов,  которыми она взаимодействует с V-образными выступами гнезда и упругого лепестка державки.

Уменьшение ширины одной из двух режущих кромок на 0,3-0,4 мм обеспечивает работоспособность каждой режущей кромки в пределах нормативного среднего периода стойкости, но для этого изношенная, отработавшая кромка должна быть переточена на 0,3-0,4 мм. Такое техническое решение обеспечивает экономию твердого сплава.

Пластинчатая державка позволяет настраивать значение ее вылета из блока на требуемый размер, что делает резец более универсальным. Форма передней поверхности режущих пластин обеспечивает удовлетворительное стружкообразование и хороший отвод стружки при обработке заготовок из различных сталей в широком диапозоне подач.

4. Канавочные державочные резцы  с механическим креплением сменных  перетачиваемых твердосплавных  режущих пластин предназначены  для работы на универсальных  станках и станках с ЧПУ.  Их используют в первую очередь  для прорезания канавок точных размеров. В качестве режущего элемента используют твердосплавные пластины, выпускаемые по ГОСТ  2209-83.

Наружную форму режущей части  и требуемый размер обеспечивают заточкой. Максимальная ширина режущей  кромки равна 4,8 мм. Резец состоит из державки, режущей пластины призматической формы, прихвата и упорного элемента в виде сухаря и регулировочного винта. Опорная поверхность режущей пластины выполнена под углом к боковой, что обеспечивает при закреплении прихватом ее фиксирование от поперечных смещений. Вылет режущей пластины после переточек и фиксация ее от продольного смещения обеспечиваются регулировочным винтом.

На базе этой конструкции освоены  и серийно выпускают канавочные резцы для обработки наружных прямых и угловых канавок; для обработки внутренних прямых, угловых и зарезьбовых канавок. При рациональной эксплуатации допустимое число переточек не менее 20.

5. Канавочные резцы с механическим  креплением сменных неперетачиваемых  твердосплавных режущих пластин  состоят из державки, двукромочной режущей пластины и зажимочного винта с шайбой. Опорные поверхности режущей пластины выполнены в виде V-образных пазов, которыми она взаимодействует с V-образными выступами гнезда. Режущую пластину закрепляют винтом, взаимодействующим с верхней частью гнезда, образованного прорезью в державке.

Точность базирования и фиксация режущей  пластины от продольного  смещения обеспечивается наличием в  гнезде упорной базовой поверхности. Отношение глубины прорезаемой  канавки к ее ширине находится  в пределах от 1,0 до 2,0 в зависимости от ширины режущей части.

Наличие на режущей пластине двух режущих кромок обеспечивает экономию твердого сплава. Форма передней поверхности  режущих пластин обеспечивает удовлетворительное стружкообразование и хороший отвод стружки в широком диапазоне подач.

Представленная номенклатура резцов обеспечивает возможность выполнения всех видов отрезных и канавочных операций.

Для нарезания резьб на токарных станках используют резцы с напаянными твердосплавными пластинами по ГОСТ 18885-73, с механическим креплением твердосплавных пластин.

Конструкция резца с механическим креплением перетачиваемых пластин  аналогична конструкции канавочного  резца для прорезания прямых канавок, отличие лишь в заточке режущей  пластины с углом профиля  при вершине равным 59°30’. При принятой ширине используемой пластины обеспечивается шаг нарезаемой резьбы лт 0,8 до 3,5 мм. Точное шлифование (заточка) профиля режущей части обеспечивает получение нарезаемой резьбы по средней степени точности.

В резцах с механическим креплением неперетачиваемой режущей пластины ромбической формы требуемая геометрия режущей части пластины обеспечивается прессованием и спеканием.  Для надежного крепления режущей пластины в глухом гнезде державки на ее передней поверхности имеется V- образный паз, предназначенный для соединения с прихватом. Шаг нарезаемых резьб находится в пределах от 2,5 до 6,0мм.

Резьбы специального профиля на трубах, муфтах, ниппелях и замках нефтяного  и геологоразведочного оборудования в зависимости от профиля резьбы нарезают следующими резцами:

• предварительное – резцами, оснащенными СМП трехгранной  формы по ГОСТ 19043-80 и ГОСТ 19044-80;
• окончательное – резцами, оснащенными пластинами квадратной или трехгранной формы с режущей частью, профиль которой получен шлифованием.