Глава II методы обработки резанием

§ 1. Точение

Точение является процессом прида­ния определенной формы вращающей­ся заготовке однолезвийным или мно­голезвийным режущим инструментом. Снятие металла (см. рис. 1) происхо­дит благодаря сочетанию главного движения v(вращение шпинделя) с движением подачиs(движение резцо­вого суппорта).

При токарной обработке можно получить детали с цилиндрическими, коническими, фасонными и плоскими поверхностями; можно нарезать резь­бу, делать фаски, галтели и др. (рис. 21, 22). Инструментами для точения являются резцы, сверла, зенкеры, раз­вертки, метчики и др. Основным инст­рументом является резец.

Рис. 21. Виды поверхностей, получаемые точением: 1— цилиндрическая, 2 — галтель,3 —фаска,4 — плоская (торцовая), 5 —фасонная,6 —коническая, 7 — резьбовая

Рис. 22. Типовые детали, получаемые то­чением: 1— ступенчатый вал,2 —шкив,3 —зубчатое ко­лесо

Типы токарных резцов

По виду обработки токарные резцы делятся на проходные, подрезные, отрезные, расточные, прорезные, фасон­ные и резьбовые. При работе на агре­гатных станках применяются проход­ные, подрезные, прорезные (канавочные) и расточные резцы (рис. 23).

Проходные резцы применяют для наружного точения деталей. При этом угол в плане у этих резцов может колебаться от 45 до 90° (для обработки уступов). Резцы с углом =90° часто используют и как подрезные.

Рис. 23. Типы резцов во назначению: 1— проходной прямой,2 —подрезной,3 —прорез­ной,4— расточной

Прорезные резцы служат для по­лучения канавки заданной ширины как на наружных, так и на внутрен­них поверхностях.

По сечению стержня резцы под­разделяются на прямоугольные, квад­ратные и круглые; по конструкции го­ловок — на прямые, отогнутые и изо­гнутые.

Различают правые и левые резцы в зависимости от положения главного режущего лезвия.

Правыми называются такие резцы, у которых подача осуществля­ется справа налево. У правых резцов при наложении на них ладони правой руки направлением пальцев к верши­не резца главная режущая кромка совпадает с направлением большого пальца. Соответственно определяются и левые резцы.

На рис. 24—27 показаны резцы, раз­личные по способу крепления режу­щей части. Резцы могут быть цельны­ми, сделанными из одного куска мате­риала (рис. 24, а), и составными, у которых державка делается из конст­рукционной стали, а режущая часть из специального материала. На рис. 24,6 изображен сварной резец, на рис. 25 — с напаянной пластинкой и на рис. 26 — с механическим креплением пластинки.

В качестве режущей части наибольшее распространение получили резцы, оснащенные твердосплавными пластинками.

Рис. 24. Резцы: а- цельный, 6-сварной

Рис. 25. Резец с напаянной пластинкой

Рис. 26. Резец с механическим креплением пластинки

Рис. 27. Резцы с многокромочными неперетачиваемыми пластинками .

Резцы с неперетачиваемыми твер­досплавными пластинками.На основе нового принципа конструктирования инструмента—принципа неперетачиваемости — созданы новые сборные конструкции токарных резцов. Сущность устройства и работы резца с неперетачиваемой пластинкой заключается в следующем. Пластинку4и опорную пластинку3(рис. 27) насаживают отверстием на палец2и прижимают к державке 1 клином5и винтом6.Многокромочные пластинки не перетачивают, а после износа одной режущей кромки ее поворачивают, и в работу вступает следующая неизношенная кромка и т. д. После износа всех кромок пластинку сдают в инструментальную кладовую.

Разработаны и применяют для обработки стали и чугуна трех-, четырех-, пяти- и шестигранные твердосплавные пластинки (ГОСТ 19042—73, ГОСТ 19086—73). Конструкции резцов позволяют использовать эти пластинки для углов , равных 45, 60, 75 и 90°. На рис. 28 изображены пластинки,

Рис. 28. Области применения пластинок с ярко выраженной положительной геометрией: а—двусторонняя пластинка для чистовых к финиш­ных операция, б — пластинка для чистовой и получистовой обработки,в— пластинка для черновой об­работки,г—для червовой и получистой обработки,д— для тяжелых операций по обработке нержавеющих, кислотостойких и жаропрочных сталей, а также материалов с низким содержанием углерода

имеющие выкружки вдоль всех режу­щих кромок, полученных при их изго­товлении (при прессовании), и плос­кие без выкружек. Выкружки обеспе­чивают положительное значение пе­реднего угла при резании, удовлетво­рительное завивание и удачный отвод стружки. Плоские пластинки, без выкружек, с отрицательными значениями переднего угла используют в круп­носерийном и массовом производстве при работе на автоматах и полуавто­матах. Плоские пластинки позволяют после износа режущих кромок на од­ной стороне переворачивать пластин­ку и получать дополнительные режу­щие кромки.

Задний угол а для плоских плас­тинок получается за счет их установки в державке под углому_уст(7—8°) к основной плоскости резца. Длитель­ное время область применения твердо­сплавных пластинок была недостаточ­но широка из-за того, что с повыше­нием износостойкости, как правило, снижалась прочность пластинок. По­явление новых технологических про­цессов в изготовлении инструментов позволило устранить этот недостаток. Стало возможным на прочную твердо­сплавную основу пластинки наносить слой износостойкого карбида (титана) и получать прочные износостойкие пластинки без ухудшения их прочност­ных качеств. Однослойное покрытие было первым этапом в улучшении твердосплавных пластин.

В последнее время появилось новое поколение твердых сплавов с двух­слойным покрытием, увеличивающим износостойкость пластинок на 50 % по сравнению с пластинками с однослойным покрытием.

На рис. 29 показан разрез пластин­ки с двухслойным покрытием. На слой

Рис. 29. Пластинка с двухслойный покрытием

карбида (титана) толщиной около 0,005 мм (штриховая линия) наносит­ся керамический слой окиси алюминия толщиной около 0,001 мм (черная линия). Этот дополнительный слой окиси алюминия в 1 мкм значительно повы­шает износостойкость, уменьшает трение между пластинкой и поверхностью стружки и снижает температуру в зоне режущей кромки. Пластинки с двухслойным покрытием можно применять Для токарной обработки как стали, так и чугуна. На рис. 28 показан на­бор твердосплавных пластинок с двой­ным покрытием «Коромант». Компакт­ность, надежность в работе, удобство обслуживания, простота конструкции резцов с неперетачиваемыми пластин­ками, долговечность, простота их вос­становления в случае повреждений при разрушении пластинок, удовлет­ворительный отвод стружки, экономия в расходах на инструмент делают рез­цы приемлемыми для широкого внед­рения, особенно при получистовой и чистовой обработке.

На основе принципа конструирова­ния (неперетачиваемость) созданы не только токарные резцы, но и торцовые фрезы, зенкеры, сверла, расточной ин­струмент и др.

Резец с автоматической сменой не­перетачиваемых пластинок.Автомати­ческая установка детали, контроль, проверка детали, смена инструмента, контроль инструмента в автоматиче­ских линиях, агрегатных и специаль­ных станках стали теперь действитель­ностью и экономической необходимо­стью на наших передовых заводах.

Смена инструмента на современ­ных автоматических линиях до опре­деленной степени выполняется авто­матически, смена же изношенной ре­жущей части поворотной пластинки является ручной операцией. Попыткой автоматизировать этот процесс явля­ется конструкция резца шведской фир­мы «Сандвик Коромант» (рис. 30).

Рис. 30. Резец с автоматической сменой пла­стинок

Через вспомогательное устройство державка соединена с электронной, гидравлической и пневматической ап­паратурой. Операция поворота плас­тинки осуществляется запирающим механизмом внутри , инструмента. В качестве режущей части используют пластинки с положительной геометри­ей и хорошим стружкоотводом. Угол резца при вершине равен 55°, а глав­ный угол в плане — 90°.

Потери времени на снятие и уста­новку инструмента практически устранены. По импульсному сигналу управ­ления станком устройство удаляет изношенную пластинку и точно устанав­ливает новую. Державка имеет магазин на 10 пластинок и сменяет их в несколько секунд.

Выполнение операций точения на агрегатных станках

Операции точения широко применя­ются при обработке на агрегатных станках и автоматических линиях при растачивании и подрезании торцов.

Отверстия 6—12-го квалитета рас­тачивают в основном однолезвийным инструментом с направлением борштанги по кондукторным втулкам (рис. 31,6) или без них (рис. 31, а).

Рис. 31. Схемы растачивания жестким шпин­делем

При использовании одношпиндель­ных расточных бабок достигается точ­ность координат обработанных отвер­стий ±0,025 мм и параллельность их осей до 0,03 мм на длине 300 мм, тог­да как при применении многошпин­дельных расточных бабок точность ко­ординат обработанных отверстий до­стигает не выше ±0,06 мм при парал­лельности их осей до 0,1 мм на длине 300 мм.

Во многих деталях наряду с раста­чиванием отверстий необходимо под­резать наружные и внутренние торцы, прорезать канавки и т. д. На рис. 32 показана схема подрезания узкого на­ружного торца и растачивания отвер­стия в детали с применением борштанги 3жестко закрепленной на шпинде­ле2одношпиндельной расточной баб­ки 1 расточными резцами4и5.

Рис. 32. Схема растачивания отверстия и подрезание торца жестким шпинделем