Токарные резцы

       Поворачивая державку в цилиндрическом гнезде револьверной головки, можно получить различные  варианты установки радиального резца относительно обрабатываемой детали.

       1.2.2. Резцы для прорезных  и отрезных работ

       Конструкция прорезных и отрезных резцов, устанавливаемых  на поперечных суппортах токарно-револьверных автоматов и токарно-револьверных станков, имеющих револьверную головку с осью вращения, перпендикулярной оси шпинделя, может не отличаться от аналогичных по назначению резцов для токарных станков. Однако преимущественное использование на рассматриваемых станках прутковых заготовок вызвало к жизни специфическую конструкцию отрезных резцов, которые не только отрезают обработанную деталь от прутка, но и обрабатывают торец заготовки для подачи ее до упора. На этом торце не должно быть "бобышки" в центре, а по наружному диаметру должна быть снята фаска . Особенность такого резца - наличие угла j = 75^о...80 ^о.Скошенная режущая кромка позволяет срезать остающуюся коническую бобышку после отрезки обработанной детали. Увеличенный угол способствует снижению шероховатости на поверхности торца; вспомогательная режущая кромка одновременно обрабатывает фаску на детали. Размеры таких резцов приведены в приложении 2 таблице 2

       Для станков, снабженных револьверной головкой с осью, параллельной оси шпинделя, державка с отрезным резцом устанавливается  в гнезде револьверной головки рядом с продолговатым отверстием. Резец получает круговое поперечное перемещение за счет вращения револьверной головки. При такой схеме отрезки могут быть использованы стандартные резцы, хотя для них необходимы достаточно громоздкие державки. Более компактное решение обеспечивают пластинчатые отрезные резцы из быстрорежущей стали, которые изготавливаются по ГОСТ 18874-73.  

       1.3. Выбор геометрии  резцов

       Несмотря  на то, что резец по конструкции  является сравнительно простым инструментом, к нему предъявляется ряд серьезных требований, которые призваны обеспечить высокую производительность и точность обработки:

       -правильный выбор материала режущей части резца;

       -правильный выбор геометрии режущей части;

       -прочность и виброустойчивость державки и режущих кромок;

       -правильный выбор формы и размеров пластинки инструментального материала;

       -правильный выбор способа и конструкции крепления пластинки инструментального материала (для пластин с механическим креплением);

       -правильный выбор способа стружколомания;

       -правильный выбор размеров, шероховатости, геометрии и конструкции гнезда для крепления пластины инструментального материала.

       Перечисленные факторы так же, как материал и  состояние заготовки обрабатываемой детали, требования к точности, шероховатости  поверхности и производительности обработки, определяют выбор оптимальных режимов резания – глубины, подачи и скорости резания. 

       Выбор геометрических параметров должен отвечать некоторым критериям, главными из которых  являются:

       -стойкость инструмента, или время образования на его задней или передней поверхности допустимой величины площадки износа;

       -размерная стойкость инструмента, или допустимое изменение его настроечного размера, что особенно важно в условиях работы автоматизированного оборудования и ГПС;

       -поддержание заданной шероховатости обработанной поверхности;

       -уменьшение амплитуды автоколебаний, порождаемых процессом резания.

       Эти критерии во многих случаях противоречивы. Поэтому задача выбора оптимальных  геометрических параметров есть многокритериальная задача оптимизации, решением которой всегда является определенный компромисс, достигаемый с учетом весомости каждого отдельного критерия для конкретных случаев обработки. Например, при свободном точении стали 30ХГСА резцами с пластинами Т15К6 увеличение угла  от 0 до 30⁰ приводит к изменению оптимального значения переднего угла с – 1 до – 6⁰, а оптимального значения температуры от +9 до +13⁰.

       Рассмотрим  основные геометрические параметры  резца с учетом сказанного выше.

       Назначение  заднего угла  - уменьшить трение задней поверхности о заготовку и обеспечить беспрепятственное перемещение резца по обрабатываемой поверхности. Влияние величины заднего угла на условия резания обусловлено тем, что на режущую кромку со стороны заготовки действует нормальная сила упругого восстановления поверхности резания и сила трения.

       При увеличении заднего угла уменьшается  угол заострения и тем самым снижается  прочность лезвия, возрастает шероховатость  обработанной поверхности, ухудшается теплоотвод в тело резца.

       При уменьшении заднего угла увеличивается трение об обрабатываемую поверхность, что приводит к увеличению сил резания, увеличивается износ резца, возрастает тепловыделение на контакте, хотя и улучшаются условия теплоотдачи, возрастает толщина пластически деформируемого слоя на обработанной поверхности. При столь противоречивых условиях должен существовать оптимум для величины заднего угла в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала, материала режущего лезвия и параметров срезаемого слоя. Опыты показывают, что оптимальное значение заднего угла определяются главным образом, толщиной среза, которая, как известно, связана с подачей. Оптимальный по стойкости задний угол возрастает с уменьшением толщины среза.

       Влияние свойств обрабатываемого материала  на задний угол в общем таково, что при обработке твердых материалов высокой прочности величины задних углов снижаются, а при обработке легких сплавов – увеличиваются.

       В справочниках приводятся усредненные  значения оптимальных величин углов , подтвержденные результатами промышленных испытаний. Рекомендуемые значения задних углов резцов приведены в приложении 2 табл.4

       В ряде специфических случаев, например, у фасонных резцов, задний угол приходится принимать малым, порядка 1,5...2⁰.

       Назначение  переднего угла  - уменьшить деформацию срезаемого слоя и облегчить сход стружки. Влияние величины переднего угла на условия резания: увеличение угла  облегчает процесс резания, снижая силы резания. Однако в этом случае снижается прочность режущего клина и ухудшается теплоотвод в тело резца. Уменьшение угла  повышает стойкость резцов, в том числе размерную.

          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 и отечественные стандарты.  
 Базовые схемы резцов в настоящее время, несмотря на огромное многообразие конструкций 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).