Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Расточные токарные резцы

Информация о файле

Белецкий Д.Г.

Тонкое точение.

М.: Оборонгиз, 1946. — 244 с.: ил.

Книга освещает основные вопросы процесса тонкого или так называемого «алмазного» точения. Она предназначена в качестве учебного

пособия по курсам: «Резание и металлорежущий инструмент», «Металлорежущие станки» и «Технологический процесс механической обработки деталей двигателей» для студентов втузов авиационной и автотракторной промышленности.

Книга может быть также использована инженерно-техническим персоналом заводов и проектных организаций при проектировании

технологических процессов и освоении новых и модернизируемых станков для тонкого растачивания и обтачивания деталей двигателей, приборов, гидроаппаратуры и пр.

От редактора

Качество отделки поверхностей в современной технологии машиностроения

Общие сведения о качестве поверхности

Понятие о качестве поверхности при обработке резанием.

Влияние качества поверхности деталей на их эксплуатационные свойства.

Качество поверхности при точении

Факторы, определяющие качество поверхности.

Влияние геометрических факторов на микрогеометрию поверхности.

Влияние физических факторов на микрогеометрию поверхности.

Эмпирические формулы для подсчета высоты шероховатостей.

Факторы, влияющие на состояние поверхностного слоя при точении.

Методы контроля и оценки качества тонкообработанных поверхностей

Классификация методов контроля микрогеометрии

Оптические приборы для контроля микрогеометрии.

Ощупывающие приборы с иглой.

Методы оценки микрогеометрии.

Методы исследования состояния поверхностного слоя при резании.

Процесс тонкого точения

Основные понятия о процессе и примеры обработки

Особенности процесса и терминология.

Развитие и современное состояние процесса тонкого точения.

Режимы резания при тонком точении.

Факторы, определяющие качество обработки при тонком точении

Факторы, определяющие чистоту поверхности.

Поперечная и продольная шероховатость.

Факторы, определяющие точность деталей при тонком точении.

Место тонкого точения среди других отделочных операций

Современные отделочные операции механической обработки.

Качество обработки при различных отделочных операциях.

Производительность различных отделочных операций и их общее сопоставление.

Области применения тонкого точения.

Станки для тонкого точения

Общие сведения

Развитие конструкций, и требования к современным станкам.

Типы и основные данные современных станков.

Станки горизонтального типа

Особенности и разновидности конструкций.

Шпиндельные головки.

Механизмы подачи и автоматизация рабочего цикла .

Гидравлическая система станков Эксцелло и завода им.Ленина.

Гидравлическая система типа Хилд. Общие недостатки и наладка гидравлических систем на автоматический цикл.

Станки вертикального типа

Особенности и разновидности конструкций.

Вертикальный одношпиндельный станок типа 269 завода им. Ленина.

Механизмы автоматизации рабочего цикла.

Использование и модернизация станков общего назначения

Станки общего назначения, пригодные для тонкого точения.

Модернизация станков общего назначения.

Инструменты для тонкого точения

Резцы

Материалы для изготовления резцов.

Геометрия и конструкция резцов.

Заточка и доводка резцов.

Инструменты для закрепления и контроля установки резцов

Крепление и регулировка резцов.

Приборы для проверки установки резцов.

Приспособления и дополнительные устройства к станкам для тонкого точения

Общие сведения о приспособлениях

Классификация и основные требования к приспособлениям.

Методы фиксации и зажима деталей.

Приспособления для установки деталей

Закрепление деталей на столе станка.

Закрепление деталей на шпинделе станка и комбинированные приспособления.

Дополнительные устройства к тонкорасточным станкам

Устройства для центрирования деталей и инструмента.

Копиры и устройства для точения фасонных поверхностей.

Устройства для координатной расточки.

Технологический процесс тонкого точения

Особенности технологического процесса

Методы обработки поверхностей различных геометрических форм.

Варианты наладок и комбинирование операций при тонком точении.

Обработка деталей двигателей

Тонкое растачивание шатунов.

Тонкое растачивание и обтачивание поршней.

Тонкое растачивание блоков гильз и головок цилиндров и картеров двигателей

Тонкое растачивание при ремонте двигателей.

Обработка деталей приборов гидрооборудования и станков

Тонкое точение в точном приборостроении.

Тонкое точение деталей гидроприводов и арматуры.

Тонкое растачивание деталей металлорежущих станков.

Библиографический указатель

Приложения

Зависимость производительности режущего инструмента от методов закрепления пластинок

В приспособлениях сборного типа производительность, равно как и надежность, выносливость, долговечность их эксплуатации, зависит от способов закрепления многогранных пластин. Эти крепежи должны обеспечить:

  • надежность (без возможных микроскопических смещений во время движения, производимого режущими инструментами);
  • плотность контакта поверхностей между опорными пластинами и пазами;
  • точное позиционирование и возможность взаимной замены рабочих кромок;
  • поддержку геометрической стабильности;
  • раздробление и надежное отведение стружек;
  • наименьшее время, допущенное на смену лезвий.

Варианты правки алмазных кругов для заточки

Метод обработки изделий из высокопрочных материалов с применением алмазных кругов превосходит большинство прочих по своей эффективности. Однако по мере использования этого инструмента его поверхности постепенно изнашиваются

, что негативно сказывается на режущей способности алмазных зерен.

Восстановить режущие характеристики алмазных кругов можно с помощью различных методов. Причем каждый из них обладает своими особенностями. Процедура правки подразумевает выполнение нескольких этапов.

Электролитическая правка

Сначала необходимо выполнить электролитическую правку круга для заточки. Она заключается в заполнении электролитом зазора, образованного кругом электродом. Связка обязательно должна быть окислена. Это обеспечивает создание изолирующего слоя

. Благодаря ему круг будет демонстрировать меньшую электрическую проводимость и появится возможность контроля расхода количества зерен. Наличие изолирующего слоя позволяет выполнять полировку обрабатываемой поверхности. Но с течением времени этот слой также будет подвергаться разрушающим процессам. При первых признаках этого цикл правки повторяют.

Электрохимическая правка

Метод электрохимической правки кругов для заточки во многом аналогичен электролитическому. Его особенность заключается в том, что здесь не нужно создавать изолирующий слой. Эффект удаления оксидов обеспечивает поступление электролита. Использование подобного метода правки позволяет создать условия для непрерывного удаления абразивных зерен. Причем размер вылета зерен

может достигать порядка 110% от среднего диаметра.

В качестве оборудования для проведения постоянно электрохимической правки используется обычный шлифовальный станок. Сама операция сводится к помещению медного электрода к шлифовальному кругу. При этом в зазор, образованный электродом и кругом, будет поступать электролит.

Чтобы не ошибиться с выбором алмазного круга, принимать решение нужно с учетом размера внутреннего отверстия

, диаметр которого должен быть таким же, как и у инструмента для резки

Для получения качественного результата важно исключить возникновение зазоров между внутренним отверстием и валом диска

Твердость шлифовальных кругов

Показатель твердости круга не зависит от твердости алмазного покрытия. Эта характеристика обозначает возможность удерживать алмазные зерна связкой при соприкосновении с обрабатываемой поверхностью. Твердость зависит от технологии, использованной при изготовлении, формы и зернистости зерна, качества связки.

От твердости в большой мере зависит самозатачиваемость круга – его способность восстанавливать режущие характеристики после удаления или разрушения алмазных элементов. При работе режущие зерна раскалываются и выпадают, при этом начинают действовать новые алмазы, что предотвращает появления трещин и прижогов на обрабатываемой поверхности. Возможность самозатачивания уменьшается с увеличением твердости круга.

Круги подразделяются по твердости на 8 групп, обозначаемых согласно ГОСТам 19202-80 и Р 52587-2006 следующими знаками:

  • ВМ1, ВМ2 F, G – весьма мягкие;
  • H, I, J, М1, М2, М3 – мягкие;
  • K, L, СМ1, СМ2 – среднемягкие;
  • M, N, С1, С2 – средние;
  • O, P, Q, СТ1, СТ2, СТ3 – среднетвердые;
  • R, S, Т1, Т2 – твердые;
  • T, U, ВТ – весьма твердые;
  • X, Y, Z, V, W, ЧТ – чрезвычайно твердые.

Выбор твердости определяется формой детали и необходимой точностью шлифования, видом обработки, типом используемого инструмента, свойствами материала. Отклонения характеристики от оптимальной может привести к появлению трещин и прижогов (если твердость выше необходимой) или к изменению геометрии круга и его износу (если твердость недостаточна)

Особенно важно соблюдать правила по подбору круга по твердости при работе с изделиями из твердых сплавов

Повышенная твердость круга потребуется, если требуется соблюдать высокую точность размеров и форм. Если в процессе работы применяются смазочно-охлаждающие жидкости, твердость может быть выше, чем при шлифовке «всухую».

Зернистость

Круги бывают мелкими, средними и крупными, правда, зерно обозначается сразу 2 числами через дробь.

  • 200/160 — самый крупный
  • 165/100 — крупный
  • 125/100 — средний
  • 100/80 — мелкозернистый

Самое крупное алмазное зерно применяют там, где необходимо снять слой металла заметно. Например, для выравнивания режущей части ножа. Также используют крупное. Среднее зерно — для доводки режущей части, для придания идеальной остроты. Мелкое — для окончательной доводки — для заточки ножей как лезвие подойдет.

Также в маркировке можно увидеть значение АС4. АС — алмаз синтетический. Чаще всего такие круги делают из него, поэтому особо заморачиваться не стоит.

Вывод — «алмазы» отлично подходят для заточки инструмента, чаще всего это твердый сплав и твердые инструментальные стали(Р18, Р9, сталь с кобальтом Р6М5К5 и другие). Помимо этого можно точить ножи и другие бытовые инструменты, правда тогда лучше брать более крупное зерно(не менее 165/100), а то если купите для дома круг с зерном 100/80, то ничего на нем заточить не сможете, уж настолько он мелкий, будет только снимать микроны, незаметные глазу.

Станки фрезерные с ЧПУ

Основное назначение станков этой группы — фрезерование, как простых плоских деталей, так и изделий сложной пространственной формы. Современные фрезерные станки с ЧПУ ориентированы на выполнение большого числа технологических операций. Кроме фрезерования на них можно раскраивать листовой металл, обрабатывать заготовку под разными углами, выбирать пазы. Чтобы расширить спектр работ эти металлорежущие механизмы оснащаются устройствами АСИ — револьверными шпиндельными головками или инструментальным магазином.

Промышленностью выпускаются следующие виды фрезерных станков:

  • Вертикально-фрезерные. Шпиндель расположен вертикально (перпендикулярно столу). Применяются при обработке заготовки с одной из сторон.
  • Горизонтально-фрезерные. Шпиндель устанавливается параллельно плоскости стола. Оборудование используется для многосторонней обработки.

Из-за конструктивного разнообразия классификация фрезерных станков с ЧПУ становится затруднительной. Независимо от того, к какому из видов (вертикальная или горизонтальная компоновка), относится фрезерный станок ЧПУ, он может быть консольным или бесконсольным, иметь один или несколько шпинделей, управлять одновременно движением по трем (и более) координатам.

Согласно установленной на станке СЧПУ выделяют следующие типы фрезерных станков:

  • С позиционным управлением. На этих программах работает сверлильно-фрезерное оборудование.
  • С контурным управлением. Эти виды станков используются для фрезерования сложных криволинейных поверхностей.
  • С комбинированным (смешанным) управлением. Станок, работающий на этой системе, используется для комплексной обработки деталей.

Конструктивные особенности фрезерного станка с ЧПУ

  • Мощная станина, корпус, укреплённый ребрами жесткости.
  • Высокие показатели жесткости шпинделя.
  • Одинаково хорошее качество обрабатываемой поверхности как при встречном, так и при попутном фрезеровании.
  • Оборудование оснащено высокоточными винтами и рельсовыми направляющими качения для горизонтального перемещения рабочих органов.

Номенклатура фрезерных металлорежущих станков исчисляется сотнями моделей. Здесь не редкость оборудование длиной 10 м и более. Но есть в этой группе и настоящие «малютки» — мини фрезерные станки с программным управлением, которые помещаются на обычный стол. Таким станком с ЧПУ пользуются в основном владельцы небольших мастерских — для мелкосерийного производства однотипных деталей из металла, дерева, стекла, пластика.  И хотя мощность такого станка не превышает 750 Вт, а габарит — одного метра, его конструкция в целом аналогична крупным заводским станкам.

Мини станки с ЧПУ оборудуются шаговым приводом (сервоприводом) для перемещения каретки, шпинделем, который поворачивается в любом угловом направлении, регулируемым по высоте столом. Управляющая программа, как правило, идет в комплекте с оборудованием и подключается через обычный ПК.

Типы резцов

Типы токарных резцов

По технологическому назначению токарные резцы делятся на:

  1. Отрезные. Без них не обходится изготовление не одной детали. Эта группа может использоваться не только по своему прямому назначению – обработки торцевых элементов детали и отрезания готовой от заготовки, из куска которой она изготавливалась. Чаще всего в продаже можно встретить отрезные резцы классической формы. Каждый токарь применяет для себя наиболее удобные отрезные резцы на собственном токарном станке с применением накладных пластин.
  2. Проходной используются для обработки вращающихся цилиндрических заготовок. Углы заточки инструмента могут варьироваться в зависимости от удобства токаря при обработки детали.
  3. Подрезной применяется в обработке торцевых частей заготовки и создания уступов на внешней стороне изготавливаемой детали. При подрезке торцов подрезной резец удобнее вести от центра по направлению к наружной части заготовки. При этом способе подачи подрезной инструмент располагается к обрабатываемой поверхности так, что резку обеспечивают пластины длинной кромки. Когда подрезной инструмент подаётся от внешней части к оси вращения детали – работают режущие пластины короткой кромки. Результат обработки получается менее точным и чистым. Подрезной инструмент при использовании для подрезки торцов детали, закреплённой в центрах, используется только в случае, если задний центр будет заменён на полуцентр. Это необходимо для сохранения пластин. В противном случае, избежать их повреждений не удастся из-за контакта с полным задним центром.
  1. Канавочный резец имеет меньшую толщину режущей кромки, чем отрезные. При вытачивания широкой, но неглубокой канавки канавочный могут заменить отрезные резцы. Канавочный инструмент изготавливается двух видов – прямой и отогнутый. Режущая их кромка подбирается в соответствии с необходимой шириной канавки. Особенность канавочного состоит в том, что высота головки значительно превышает высоту режущей кромки. Эта особенность конструкции повышает прочность, благодаря чему канавочный токарный резец с тонкой режущей кромкой способен выдерживать большие нагрузки.
  2. Расточные применяются для проделывания глухих и сквозных отверстий без применения сверлильного оборудования. Отверстия, выполненные при помощи резцов, имеют большую точность. Для выполнения закрытых и сквозных отверстий используются различные виды.
  3. Резьбовые. Для нарезания резьбы на внутренней и внешней поверхности детали применяются инструменты, отличающиеся по ширине и виду рабочей головки. Для работы на токарном станке не всегда достаточно использовать резцы классической формы и правильно установить деталь. Виды резьбы, выполняемой на токарном оборудовании, имеют различные углы, что подразумевает большой спектр пластин, которые затачиваются под разным углом. Виды внутренних и внешних резьб производятся по разной технологии. Чтобы работа была наименее трудоёмкой, лучше использовать правильно выбранный для конкретной операции инструмент. Более удобно выполнять резку, если углы режущей кромки и необходимого угла наклона резьбы совпадают. Для этого необходимо самостоятельно заточить режущие пластины. Углы заточки большинства резцов соответствуют 60⁰. При необходимости изменить углы головки, если она не относятся к разряду неперетачиваемых, можно на заточном станке.

Токарные резцы

Огромное количество самых разных работ, которые постоянно выполняются с помощью токарных станков, привело к созданию ряда резцов позволяющих производительно выполнять технологические операции. Все они имеют разную конструкцию и назначение, для которого создавались. Каждый токарный резец, в зависимости от того, какую геометрическую форму он имеет, получил свое отдельное название. Оно зависит не только от формы, но также от его свойств и назначения. Все они будут указаны ниже.

1 – проходной прямой резец ; 2 – проходной отогнутый; 3 – проходной упорный; 4 – подрезной резец; 5 – широкий проходной; 6 – расточный резец; 7 – расточный упорный; 8 – отрезной резец; 9 – резьбовой резец; 10 – фасонный резец.

Проходные прямые резцы используются, если нужно обточить внешнюю поверхность цилиндрической формы.

Проходные упорные резцы используются для протачивания цилиндрических поверхностей и валов с небольшими уступами

Если обратить внимание на форму резца, то главный угол подобного инструмента ровен девяносто градусам. Это позволит уменьшить вибрацию, которая появится во время выполнения работы

Проходной отогнутый резец считается более универсальным инструментом. Не меняя его положение в резцедержателе, можно обтачивать, как цилиндрические поверхности, так и подрезать торцы заготовки. Этот резец часто используют, чтобы обрабатывать ступенчатые валы или какие либо другие детали, которые в результате технологического процесса требуют подрезки небольшого уступа.

Подрезной резец используют, чтобы обработать торцевые наружные поверхности. В процессе работы подача движения инструмента должна быть такой, чтобы её движение было перпендикулярно оси вращения детали, которая будет обрабатываться.

Расточные резцы используют, чтобы растачивать различные сквозные отверстия, предварительно обработанные сверлом.

Расточные упорные резцы так же используют для расточки детали после сверления. Обычно этот инструмент используется для обработки глухих отверстий.

Отрезные резцы используют, чтобы разрезать материал. Обычно чтобы получить желаемый результат при выполнении работ подобными резцами, нужно выбирать такой инструмент, у которого длина головки будет больше, чем радиус самой обрабатываемой детали. При этом соблюдается правило, когда толщина головки по направлению к телу резца постепенно уменьшается. Это делается, чтобы минимизировать трение, которое образуется во время резки детали, между торцевыми плоскостями и вспомогательными режущими кромками.

Резьбовые резцы используют, чтобы нарезать внутреннюю резьбу или наружную. При этом профилю резьбы, которая нарезается, должна соответствовать форма режущей части инструмента.

Канавочные резцы используют для обработки технологических канавок различного профиля и назначения.

Фасонные резцы используют, чтобы обрабатывать специальные фасонные поверхности

При этом важно соблюсти профиль, который будет у режущей кромки инструмента. Он должен быть таким, чтобы отвечать профилю заготовки и ее поверхности, которая будет обрабатываться

Затачивают такие резцы исключительно по передней поверхности. По этой причине не меняется профиль кромки.

Современное эффективное производство отличается использованием специальных резцов, которые оснащаются неперетачиваемыми и часто многогранными твердосплавными пластинками. Когда лезвие изнашивается, то пластинка достается и переставляется таким образом, чтобы закрепить следующую не сработанную грань лезвия.

Современные проходные токарные резцы

Современные проходные токарные резцы тоже бывают различных форм и
размеров и в основном состоят из державки и сменной пластины из твёрдого
сплава, которая крепить винтом к державке.

Конструкция современного проходного резца

Так как данные резцы в основном устанавливаются на станки с ЧПУ они
могут обрабатывать довольно различную геометрию и не нужно для обработки
цилиндрической поверхности и подрезки торца использовать два различных резца.

Обычно при обработке используют два проходных резца со сменной
пластиной. Один черновой другой чистовой.

Резец со сменной пластиной для черновой обработки на картинке ниже.

Резец со сменной пластиной для черновой обработки

И резец для чистовой обработки.

Резец со сменной пластиной для чистовой обработки

Как видно резец для чистовой обработки более острый, что позволяет
достичь лучшей шероховатости поверхности.

Но не будем углубляться в технологию обработки деталей, лучше разберёмся как получить 3д модели проходных резцов в SolidWorks.

Универсальные резьбовые токарные резцы

Как понятно из названия данный тип резцов служит для нарезания резьбы на деталях. Резьба бывает наружная и внутренняя, так и токарные резцы подразделяются на два вида, для наружной обработки и для внутренней.

Токарные резец для наружной резьбы представлен на картинке ниже.

Токарные резец для обработки наружной резьбы.

И следом токарные резец для обработки внутренней резьбы.

Токарный резец для обработки внутренней резьбы.

Стоит отметить что токарными резцами для обработки внутренних диаметров
можно нарезать резьбу в отверстиях достаточно большого диаметра. Это
объясняется геометрическими параметрами державки резца.

Еще по резьбовым токарным резцам стоит отметить, как и в общем по всем
универсальным, что их нельзя использовать сразу, принеся с магазина, их нужно
правильно заточить.

Резьбовые резцы в зависимости профиля резьбы обычно затачиваются под 60
градусов для метрической резьбы и 55 градусов для дюймовой. Заточку резьбовых
резцов проводят с помощью специального шаблона.

Шаблон для заточки резьбовых резцов.

Далее переходим к современным типам токарных резьбовых резцов со
сменной пластиной.

Требования к инструментам

На токарном станке могут использовать самые разные режущие инструменты, каждый из которых будет работать в более тяжелых условиях по сравнению с любыми деталями машин. По этой причине к материалу, из которого они изготовляются, предъявляются повышенные требования.

Твердость инструмента всегда должна оказываться выше, чем она же у обрабатываемой заготовки. Если это не соблюдать, то вместо резания будет наблюдаться смятие режущей кромки.

Высокая износостойкость наиважнейшая требование, предъявляемое к металлорежущему инструменту от которого зависит время на обработку до последующей переточки.

Высокая теплостойкость подразумевает такое качество инструмента, при котором он способен выполнять обработку без потери режущих свойств не смотря на высокую температуру.

Высокая механическая прочность влияет на устойчивость инструмента к воздействию силы резания, которая в процессе обработки достигает высоких значений. Материал, из которого изготавливается режущий инструмент, должен хорошо работать, как на изгиб, так и на сжатие.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации