Резцы для расточного станка

Содержание

Расточные резцы по металлу: типы и предназначение

В этой статье мы расскажем о типах расточных резцов, их назначении и конструктивных особенностях.

Применение токарных расточных резцов

Расточные резцы активно применяют в машиностроении и иных отраслях промышленности. При помощи инструментов данной группы обрабатывают сквозные и глухие отверстия на токарных станках.

Главное преимущество применения расточных резцов — высокая точность. При расширении отверстий до нужных размеров последовательно снимаются тонкие слои металлов. Результат можно регулировать в пределах десятых долей миллиметра.

Фотография №1: обработка отверстия расточным резцом

Обратите внимание! Самый важный момент при обработке отверстий расточными резцами — надежность их закрепления. Неправильная установка инструментов приводит к их поломками и браку.

Конструктивные особенности и геометрия расточных резцов

Изображение №1: конструктивные особенности и геометрия расточных резцов

При изготовлении токарных расточных резцов производители учитывают три главных геометрических параметра инструментов.

Главный передний угол. Формируется между передней поверхностью резца и плоскостью, располагающейся под прямым углом ко поверхности резания. Размер главного переднего угла влияет на величину деформации снимаемых слоев.

Угол заострения. Образуется между передней и задней поверхностями головки. С увеличением размеров этого угла повышается износостойкость.

Главный задний угол. Замеряется между плоскостью резания и задней поверхностью резца. При его увеличении повышается чистота обработки заготовок.

Виды расточных резцов

Существуют различные виды расточных резцов. Их классифицируют по нескольким критериям.

По назначению

По назначению расточные резцы делят на два типа.

Для глухих отверстий. Такие резцы, как видно из названия, используют для обработки внутренних стенок глухих отверстий. К сферам применения также относятся проточка и шлифовка дна. Пластины головок имеют треугольную форму.

Фотография №2: расточные резцы для обработки глухих отверстий.

Для сквозных отверстий. Предназначены для обработки сквозных отверстий и деталей, имеющих цилиндрическую форму. Внешне выглядят так.

Фотография №3: расточные резцы для обработки сквозных отверстий

По материалам изготовления и конструктивным особенностям

Чаще всего используют следующую классификацию.

Цельные расточные резцы из быстрорежущей стали. Применяются для обработки не слишком твердых материалов. К ним относятся, к примеру, текстолит, фторопласт и алюминий.

Цельные расточные резцы с твердосплавными напайками. Такими инструментами обрабатывают заготовки из закаленных сталей, нержавейки, бронзы и иных твердых материалов.

Расточные резцы со сменными твердосплавными пластинами. Также применяются для обработки заготовок из твердых материалов. Очень удобны в использовании.

На получение твердосплавных напаек и изготовление пластин обычно идут стали марок ВК8, Т5К6 и Т5К10.

Размеры расточных резцов

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

На расточных станках для обработки поверхностей используют различные инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, фрезы.

Рис. 1. Инструменты для расточных станков

Расточные резцы по форме поперечного сечения корпуса подразделяют на квадратные, прямоугольные (рис. 1, а) и круглые(рис. 1, б).

В зависимости от вида обработки используют различные типы расточных резцов: проходные, подрезные, канавочные и резьбовые. Широко применяют пластинчатые резцы — основной инструмент для растачивания отверстий диаметром более 20 мм. Пластинчатые резцы делят на одно- и двухлезвийные (рис. 1, в). Двухлезвийные пластинчатые резцы выполняют по размеру растачиваемого отверстия.

Расточные блоки (рис. 1, г) представляют собой сборную конструкцию, состоящую из корпуса 1 и вставных регулируемых резцов 2, закрепленных винтами 3 и 4. Резцы регулируют по диаметру растачиваемого отверстия.

Расточные головки применяют для обработки отверстий большого диаметра. На рис. 1, д показана разъемная расточная головка для обработки отверстий диаметром 130 — 225 мм. Подрезные резцы головки предварительно устанавливают по диаметру и торцу на заданный размер, что позволяет обрабатывать ряд соосных отверстий как по диаметру, так и по торцам.

Специальные развертки с нерегулируемыми и регулируемыми ножами применяют для окончательной обработки отверстий после предварительного растачивания их резцами. Регулируемая плавающая развертка (рис. 1, е) имеет два ножа 5, взаимно перемещающихся по шпонке 7 и скрепленных винтами 6 при упоре в винт 8, положение которого регулируется в зависимости от заданного размера обрабатываемого отверстия. Развертка оснащена пластинками из твердого сплава.

Приспособления для обработки заготовок на расточных станках

Заготовки на столе расточного станка закрепляют с помощью различных универсальных приспособлений: прижимных планок, станочных болтов, угольников, призм (см. рис. 2).

Рис. 2. Приспособления для закрепления заготовок на станках

При обработке отверстий и плоскостей, расположенных под углом к основанию заготовки или друг к другу, применяют угольники. Заготовки с опорными поверхностями цилиндрической формы устанавливают на призмы.

Корпусные детали отличаются большим многообразием форм и размеров обрабатываемых поверхностей и точностью их обработки. В зависимости от этого используют различные конструкции расточных кондукторов для закрепления корпусных заготовок и обеспечения правильного положения инструмента относительно обрабатываемой поверхности.

Режущий инструмент на расточных станках закрепляют с помощью вспомогательного инструмента: консольных оправок, двухопорных оправок и патронов. Использование вспомогательного инструмента обусловлено тем, что резец нельзя непосредственно закреплять в расточном шпинделе или радиальном суппорте. Расточные оправки имеют прямоугольные, квадратные или круглые окна для установки резцов, расположенные под углом 45 или 90° к оси вращения оправки. Короткие консольные оправки предназначены для закрепления одного или двух резцов при растачивании глухих и сквозных отверстий небольшой длины.

Рис. 3. Оправки для закрепления режущего инструмента

Для растачивания отверстий, находящихся на большом расстоянии от торца планшайбы станка, или нескольких соосных отверстий используют удлиненные консольные оправки (рис. 3, а). Применяют консольные оправки также для пластинчатых плавающих разверток (рис. 3, б). Пластинку 3 вставляют в гнездо оправки и винтом 1 удерживают от выпадения. В то же время благодаря наличию небольшого зазора (0,1 — 0,15 мм) между пазом 2 пластинки 3 и винтом 1 развертка может самоустанавливаться («плавать»).

Двухопорная расточная оправка (рис. 3, в) представляет собой длинный вал с коническим хвостовиком на одном конце для установки его в шпинделе станка. Другой конец оправки закрепляют в люнете задней стойки станка. По длине оправки расположены окна для установки стержневых и пластинчатых резцов.

Обработка заготовок на горизонтально-расточных станках

Горизонтально-расточные станки относятся к числу наиболее распространенных, на их базе выполнены конструкции других универсальных и специальных расточных станков.

На расточных станках обрабатывают отверстия, наружный цилиндрические и плоские поверхности, уступы, канавки, реже конические отверстия и нарезают внутреннюю и наружную резьбы резцами. Наиболее распространенный вид обработки на расточных станках — растачивание отверстий.

Растачивание цилиндрических отверстий выполняют резцами, установленными на консольной или двухопорной оправке. Использование консольной оправки целесообразно в тех случаях, когда длина обрабатываемого отверстия l , так как с увеличением длины оправки снижается ее жесткость.

Рис. 4. Схемы обработки заготовок на горизонтально-расточных станках.

На рис. 4, а показана схема растачивания отверстия небольшой длины двухлезвийным пластинчатым резцом, закрепленным в консольной оправке. Заготовке сообщают продольную подачу. При небольшой длине отверстия, когда возможна работа с короткой жесткой оправкой, растачивают при осевой подаче расточного шпинделя. Растачиванием с продольной подачей заготовки получают более правильное отверстие вследствие постоянного вылета шпинделя.

Отверстия с отношением l/D > 5 и соосные отверстия растачивают резцами, закрепленными в двухопорной оправке.

На рис. 4, б показано одновременное растачивание двух соосных отверстий. Оправка с резцами получает главное вращательное движение, а заготовка — продольную подачу в направлении от задней стойки к шпиндельной бабке.

Отверстия большого диаметра, но малой длины, растачивают резцом, закрепленным в радиальном суппорте планшайбы (рис. 4, в). Планшайбе с резцом сообщают главное вращательное движение, а столу с заготовкой — продольную подачу. Отверстия диаметром более 130 мм обрабатывают расточными блоками и головками.

Растачивание параллельных и взаимно перпендикулярных отверстий выполняют с одной установки заготовки. После растачивания первого отверстия перемещают стол в поперечном направлении или шпиндельную бабку в вертикальном направлении на величину, равную межцентровому расстоянию, затем растачивают второе и другие отверстия. Если требуется расточить взаимно перпендикулярные отверстия, то после растачивания первого отверстия стол поворачивают на 90° и растачивают второе отверстие.

Растачивание конических отверстий осуществляют расточными головками, закрепленными в расточном шпинделе, которому сообщают осевую подачу. Конические отверстия диаметром более 80 мм растачивают резцом с использованием универсального приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (рис. 4, г).

Сверление, зенкерование, развертывание, цекование, зенкование и нарезание резьбы метчиками выполняют на расточных станках так же, как и на вертикально-сверлильных. Инструмент закрепляют в расточном шпинделе и сообщают ему главное вращательное движение и осевую подачу. Заготовка, установленная на столе станка, остается неподвижной.

Существует ряд инструментов для обработки заготовок на токарных станках. Далее рассмотрен резец расточной: виды данных инструментов, их конструкция, способы работ и принципы выбора.

Данные инструменты рассчитаны на обработку отверстий (как сквозных, так и глухих). Принцип их функционирования состоит в расширении углублений путем послойного удаления материала. Такие резцы применяют на токарных станках с целью повышения точности и производительности работ.

Геометрические характеристики

Расточной токарный резец включает державку, служащую для монтажа инструмента в станке, и рабочую поверхность. Рабочая поверхность для врезания в материал имеет клинообразную форму. Она сформирована тремя углами, суммарно образующими 90°.

• Основной задний угол, разделяющий заднюю поверхность и режущую плоскость, сокращает трение обрабатываемого предмета и задней поверхности. Твердость материалов связана обратной зависимостью с величиной этого угла и прямой с их шероховатостью.
• Угол заострения, разделяющий заднюю и переднюю поверхности, определяет прочность резца.
• Основной передний угол, разделяющий переднюю поверхность и перпендикулярную режущей поверхности плоскость, определяет степень деформации удаляемого материала.

Размеры определяются ГОСТ. Так, ГОСТ 18882-73 описывает токарные расточные резцы с твердосплавными пластинами для сквозных отверстий. ГОСТ 18883-73 определяет параметры аналогичных инструментов с пластинами из твердых сплавов, рассчитанных на создание глухих отверстий.

В ГОСТ 9795-83 описаны державочные резцы для сквозных отверстий, рассчитанные на косое и прямое крепление.

Классификация

Расточные резцы по возможности обработки материалов классифицируют на два вида:

• Быстрорежущие модели рассчитаны на легкие материалы, такие как фторопласт, алюминий, текстолит.
• На более прочные и тяжелые материалы рассчитаны монолитный и твердосплавный варианты. Так, они подходят для стали (сырой, каленой, нержавеющей), бронзы и др.

Кроме того, существуют модели с механически закрепленным либо напаянным алмазом. Для данных вариантов материал режущей части представлен алмазом, а стержень состоит из стали.

Еще два типа рассматриваемых инструментов выделяют по назначению:

• Расточной резец для глухих отверстий помимо обработки внутренних стенок отверстий рассчитан на проточку и шлифовку дна. К тому же данные модели называемые упорными, подходят для расточки ступенчатых отверстий.
• Проходные варианты представлены расточными резцами для работ со сквозными отверстиями и цилиндрическими деталями.

Наконец, рассматриваемые инструменты дифференцируют по форме державки на квадратные, прямоугольные и круглые. Наиболее оптимальными считают варианты второго типа ввиду простой установки и удобной заточки.

Следует отметить, что существуют модели со сменными пластинами. Они укомплектованы запасными частями для смены изношенных пластин.

Принципы выбора

К основным критериям выбора расточных резцов относятся типы отверстий и целевых материалов. Например, при работах с бронзой и каленой и нержавеющей сталью модели из быстрорежущей стали быстро износятся. Помимо этого, нужно сопоставить размеры инструмента и отверстий. Так, для глухих отверстий требуются резцы, меньшие вдвое по диаметру. Для регулярных работ целесообразно приобрести универсальный вариант со сменными пластинами либо набор обычных расточных резцов.

Рабочие режимы

Режим резания определяется несколькими факторами, основные среди которых – расточка инструмента, тип материала, диаметр углубления. Так, на основе диаметра резец для расточки цилиндров монтируют выше центра либо ниже. Резец для глухих отверстий во избежание образования в торце бобышек располагают по центру.

Незакрепленная часть инструмента, представленная расстоянием между пластиной и хвостовиком, определяет глубину растачивания.

Однако чрезмерно большой вылет сказывается на качестве поверхности, так как вызывает вибрации и упругие деформации, а также ведет к быстрому износу пластины. В большинстве случаев оптимальна расточная оправка с наибольшей жесткостью. Под ней понимают способность к сопротивлению деформациям под внешним влиянием. Данный показатель дифференцируют на два типа. Статистическая жесткость относится к упругим деформациям, динамическая – к вибрациям. В целом она определяется материалом, размерами, формой и методом установки предмета. Жесткость имеет значение для режимов и частоты обработки, а также стойкости инструмента.

Для растачивания используется консольный способ крепления инструмента, характеризующийся малой жесткостью, вследствие чего наблюдаются вибрации. С целью улучшения виброустойчивости необходимо сократить вылет расточного резца. Однако, как было отмечено, это снизит глубину расточки. Оптимальным значением вылета, обеспечивающим виброустойчивость, считают равное четырем диаметрам оправки.

В процессе работ следует создать минимальную силу резания. Для этого подбирают геометрию расточного резца. Так, рекомендуется применять варианты с формами СМП типа V и D. К тому же следует выбирать модели с положительной геометрией передней поверхности пластин и радиусом при вершине заднего угла равным 90°. При эксплуатации для задней поверхности допустим износ до 0,3 мм. Наконец, лучшую виброустойчивость обеспечивают твердые сплавы с износостойкими покрытиями.

Величина прогиба определяется также моментом инерции поперечного сечения державки, который зависит от его формы и размеров.

Современные модели оснащены державками круглой формы. При этом существуют варианты с квадратным сечением державок. Например, расточные резцы Семинского, консольная часть державки которых закручена относительно оси на 45°.

Ввиду этого жесткость таких моделей выше, чем у вариантов с круглой державкой. Это позволяет значительно повысить скорость резания в отсутствии вибраций даже при большом вылете. К тому же допустимо повышение сечения стружки до 5 раз. Наконец, в изготовлении такие расточные резцы проще, чем обычные.

Угол заточки расточного внутреннего резца определяется типом работ (черновые, чистовые). Задний угол связан обратной зависимостью с диаметром отверстия.

Маркировка

Для расточных резцов применяется система маркировки с буквенными и цифровыми символами. Первые отражают геометрические параметры (2140-0043), вторые — тип материала (т15к6 для варианта для глухих отверстий). Например, 2140-0042 ВК6.

В магазинах вместо цифровой маркировки используют значения геометрических параметров, приводя размеры (например, 20×20×170 для твердосплавной модели для сквозных отверстий) и угол заточки (10×10×40 ВК8 (YG8) 60°, 10×10×40 мм Т5К10 (YT5) 90°). К тому же в маркировках отражают тип и исполнение инструмента.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.