Основные части и элементы конструкции токарного резца. Разновидности и назначение токарных резцов Из каких частей состоит простой клиновидный резец

), который врезается в слой материала и деформирует его, после чего сжатый элемент материала скалывается и сдвигается передней поверхностью резца (поверхностью схода стружки). При дальнейшем продвижении резца процесс скалывания повторяется и из отдельных элементов образуется стружка. Вид стружки зависит от подачи станка, скорости вращения заготовки, материала заготовки, относительного расположения резца и заготовки, использования СОЖ и других причин.

В процессе работы резцы подвержены износу (режущие кромки притупляются, а у резцов с твердосплавными пластинками наблюдается выкрашивание режущей части), поэтому осуществляют их переточку .

Основные типы резцов в настоящее время стандартизованы.

Энциклопедичный YouTube

1 / 1

✪ Ошибки при изготовлении резцов!!! Как сделать резцы по дереву? Топорик, Флажок, Ласточкин хвост

Субтитры

Элементы токарного резца

Ниже приведены элементы резца на примере токарного прямого проходного резца.

Токарный проходной резец состоит из следующих основных элементов:

Рабочая часть (головка) ;
Стержень (державка) - служит для закрепления резца на станке.

Рабочую часть резца образуют:

Передняя поверхность - поверхность, по которой сходит стружка в процессе резания.
Главная задняя поверхность - поверхность , обращенная к поверхности резания заготовки.
Вспомогательная задняя поверхность - поверхность, обращенная к обработанной поверхности заготовки.
Главная режущая кромка - линия пересечения передней и главной задней поверхностей.
Вспомогательная режущая кромка - линия пересечения передней и вспомогательной задней поверхностей.
Вершина резца - точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Углы резца и их назначения

Для определения углов резца установлены следующие плоскости:

Плоскость резания - плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через главную режущую кромку.
Основная плоскость - плоскость, параллельная направлениям подач (продольной и поперечной).
Главная секущая плоскость - плоскость, перпендикулярная проекции главной режущей кромки на основную плоскость.
Вспомогательная секущая плоскость - плоскость, перпендикулярная проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

Главные углы измеряются в главной секущей плоскости. Сумма углов α+β+γ=90° .

Главный задний угол α - угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и деталью. С увеличением заднего угла шероховатость обработанной поверхности уменьшается, но при большом заднем угле резец может сломаться. Следовательно чем мягче металл, тем больше должен быть угол.
Угол заострения β - угол между передней и главной задней поверхностью резца. Влияет на прочность резца, которая повышается с увеличением угла.
Главный передний угол γ - угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведённой через главную режущую кромку. Служит для уменьшения деформации срезаемого слоя. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшается сила резания и расход мощности. Резцы с отрицательным γ применяют для обдирочных работ с ударной нагрузкой. Преимущество таких резцов на обдирочных работах заключается в том, что удары воспринимаются не режущей кромкой, а всей передней поверхностью.
Угол резания δ=α+β .

Вспомогательные углы измеряются во вспомогательной секущей плоскости.

Вспомогательный задний угол α 1 - угол между вспомогательной задней поверхностью резца и плоскостью, проходящей через его вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости.
Вспомогательный передний угол γ 1 - угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведённой через вспомогательную режущую кромку
Вспомогательный угол заострения β 1 - угол между передней и вспомогательной задней плоскостью резца.
Вспомогательный угол резания δ 1 =α 1 +β 1 .

Углы в плане измеряются в основной плоскости. Сумма углов φ+φ 1 +ε=180° .

Главный угол в плане φ - угол между проекцией главной режущей кромки резца на основную плоскость и направлением его подачи. Влияет на стойкость резца и скорость резания. Чем меньше φ , тем выше его стойкость и допускаемая скорость резания. Однако при этом возрастает радиальная сила резания, что может привести к нежелательным вибрациям.
Вспомогательный угол в плане φ 1 - угол между проекцией вспомогательной режущей кромки резца на основную плоскость и направлением его подачи. Влияет на чистоту обработанной поверхности. С уменьшением φ 1 улучшается чистота поверхности, но возрастает сила трения.
Угол при вершине в плане ε - угол между проекциями главной и вспомогательной режущей кромкой резца на основную плоскость. Влияет на прочность резца, которая повышается с увеличением угла.

Угол наклона главной режущей кромки измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости.

Угол наклона главной режущей кромки λ - угол между главной режущей кромкой и плоскостью, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости. Влияет на направление схода стружки.

Углы резца в процессе резания

При смещении резца относительно оси детали, а также при наличии движения подачи плоскость резания поворачивается, в связи с чем значения углов меняются.

Если вершину резца установить выше или ниже оси детали, то плоскость резания отклонится от вертикального положения на угол τ. При наружном точении с установкой резца выше оси детали действительный передний угол γ смещ увеличивается, а α смещ уменьшается на угол τ . При внутреннем точении углы изменяются в обратном направлении.

При продольной подаче в результате вращательного движения детали и поступательного движения резца стружка срезается по винтовой поверхности . Плоскость резания при этом отклоняется от своего положения в статике на угол μ. Чем больше величина подачи, тем больше отклонение. Передний угол в кинематике γ кин увеличивается, а α кин уменьшается на угол μ . При поперечной подаче поверхность резания будет представлять собой спираль , а задний угол будет уменьшаться с приближением резца к оси детали.

Действительную величину углов резца в главной секущей плоскости с учётом установки резца и кинематики процесса можно определить:

γ д =γ+μ±τ

α д =α-μ±τ

На действительные углы резца влияет также износ передней и задней поверхностей резца.

Классификация резцов

По направлению резцы бывают:

Правые . Правым называется резец, у которого при наложении на него сверху ладони правой руки так, чтобы пальцы были направлены к его вершине, главная режущая кромка будет находиться под большим пальцем. На токарных станках эти резцы работают при подаче справа налево, то есть к передней бабке станка.
Левые . Левым называется резец, у которого при наложении на него левой руки указанным выше способом главная режущая кромка окажется под большим пальцем.

По конструкции бывают:

Прямые - резцы, у которых ось головки резца является продолжением или параллельна оси державки.
Отогнутые - резцы, у которых ось головки резца наклонена вправо или влево от оси державки.
Изогнутые - резцы, у которых ось державки при виде сбоку изогнута.
Оттянутые - резцы, у которых рабочая часть (головка) уже державки.
Конструкции токарей- и конструкторов-новаторов (частные случаи) и прочие .
- Конструкции Трутнева - с отрицательным передним углом γ, для обработки весьма твердых материалов.
- Конструкции Меркулова - с повышенной стойкостью.
- Конструкции Невеженко - с повышенной стойкостью.
- Конструкции Шумилина - с радиусной заточкой на передней поверхности, применяются на высоких скоростях обработки.
- Конструкции Лакура - с повышенной виброустойчивостью, которая достигается тем, что главная режущая кромка расположена в одной плоскости с нейтральной осью стержня резца.
- Конструкции Борткевича - имеет криволинейную переднюю поверхность, что обеспечивает завивание стружки и фаску, упрочняющую режущую кромку. Предназначен для получистовой и чистовой обработки стальных деталей, а также для обточки и подрезки торцов.
- Расточный резец Семинского
- Расточный резец «улитка» Павлова - высокопроизводительный расточный резец.
- Резьбонарезной резец Бирюкова .
- Круглые чашечные самовращающиеся .

По сечению стержня бывают:

прямоугольные .
квадратные .
круглые .

По способу изготовления бывают:

цельные - это резцы, у которых головка и державка изготовлены из одного материала.
составные - режущая часть резца выполняется в виде пластины, которая определённым образом крепится к державке из конструкционной углеродистой стали. Пластинки из твердого сплава и рапида припаиваются или крепятся механически.

По роду материала бывают:

из инструментальной стали .
- из углеродистой стали . Обозначение такой стали начинается с буквы У, её применяют при малых скоростях резания.
- из легированной стали . Теплостойкость легированных сталей выше, чем у углеродистых и поэтому допустимые скорости резания для резцов из легированных сталей в 1,2-1,5 раза выше.
- из быстрорежущей стали (высоколегированной) . Обозначение такой стали начинается с буквы Р (Рапид), резцы из неё обладают повышенной производительностью.
из твердого сплава . Резцы, оснащённые пластинками из твёрдых сплавов, позволяют применять более высокие скорости резания, чем резцы из быстрорежущей стали.
- металлокерамические .
  - вольфрамовые . Сплавы группы ВК состоят из карбида вольфрама, сцементированного кобальтом.
  - титановольфрамовые . Сплавы группы ТК состоят из карбидов вольфрама и титана, сцементированных кобальтом.
  - титанотанталовольфрамовые . Сплавы группы ТТК состоят из карбидов вольфрама, титана и тантала, сцементированных кобальтом.
- минералокерамические . Материалы на основе технического глинозема (Аl 2 O 3) обладают высокой теплостойкостью, но в то же время и высокой хрупкостью, что ограничивает их широкое применение.
  - керметовые . Основой этих материалов является минералокерамика, но для снижения хрупкости в неё вводят металлы и карбиды металлов.
эльборовые . На основе кубического нитрида бора.

По характеру установки относительно обрабатываемой детали резцы могут быть двух типов:

радиальные . Работают с установкой перпендикулярно оси обрабатываемой детали. Имеют широкое применение в промышленности за счет простоты своего крепления и более удобного выбора геометрических параметров режущей части.
тангенциальные . При работе тангенциального резца усилие Рг направлено вдоль оси резца, благодаря чему тело резца не подвергается изгибу. Применяется главным образом на токарных автоматах и полуавтоматах, где основой является чистота обработки.

По характеру обработки бывают:

обдирочные (черновые) .
чистовые . Чистовые резцы отличаются от черновых увеличенным радиусом закругления вершины, благодаря чему шероховатость обработанной поверхности уменьшается.
резцы для тонкого точения .

По виду обработки

По применяемости на станках резцы разделяются на

токарные
строгальные
долбёжные

Резец, снимающий стружку при прямолинейном взаимном перемещении резца и материала, называется строгальным (при горизонтальном резании) или долбежным (при вертикальном). Характер работы строгального и долбежного резцов одинаков и отличается от работы токарных резцов, где резание непрерывно. Как при строгании, так и при долблении резец режет только при рабочем ходе. В то же время в моменты начала и конца каждого хода возникают толчки, вредно влияющие на работу этих резцов.

Токарные резцы

проходные - для протачивания заготовок вдоль оси её вращения.
подрезные - для подрезания уступов под прямым углом к основному направлению обтачивания или для выполнения торцевания.
отрезные - для отрезки заготовок под прямым углом к оси вращения или для прорезания узких канавок под стопорное кольцо и др.
расточные - для растачивания отверстий.
фасочные - для снятия фасок.
фасонные - для индивидуальных токарных работ. При обработке фасонных деталей обычные токарные резцы не обеспечивают точности получения профиля и малопроизводительны. В крупносерийном и массовом производстве в качестве основного вида режущего инструмента для обработки сложных деталей находят применение специальные фасонные резцы. Они обеспечивают идентичность формы (шаблона ), точность размеров и высокую производительность.
прорезные (канавочные) - для образования канавок на наружных и внутренних цилиндрических поверхностях.
резьбонарезные - для нарезания резьб.

Строгальные и долбежные резцы

проходные - для строгания верхней поверхности обрабатываемой детали;
боковые - подрезные для строгания детали с боков;
отрезные и прорезные - для разрезания детали и прорезания канавок;
долбяки - долбёжные резцы для долбления внутренних шпоночных пазов в отверстиях или внутренних шлицов;

ГОСТы

Конструкции и размеры

Список ГОСТов на проходные и подрезные резцы

ГОСТ 18868-73 - Резцы токарные проходные отогнутые с пластинами из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18869-73 - Резцы токарные проходные прямые из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18870-73 - Резцы токарные проходные упорные из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18877-73 - Резцы токарные проходные отогнутые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 18878-73 - Резцы токарные проходные прямые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 18879-73 - Резцы токарные проходные упорные с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 18871-73 - Резцы токарные подрезные торцовые с пластинками из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18880-73 - Резцы токарные подрезные отогнутые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 26611-85 - Резцы токарные проходные, подрезные и копировальные с креплением сменных пластин прихватом сверху. Конструкция и размеры
ГОСТ 28980-91 - Резцы токарные проходные и подрезные со сменными режущими пластинами из сверхтвердых материалов. Типы и основные размеры
ГОСТ 29132-91 - Резцы токарные проходные, подрезные и копировальные со сменными многогранными пластинами. Типы и размеры

Список ГОСТов на расточные резцы

ГОСТ 9795-84 - Резцы расточные державочные с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 10044-73 - Резцы расточные державочные из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18062-72 - Резцы расточные цельные твердосплавные со стальным хвостовиком для сквозных отверстий. Конструкция и размеры
ГОСТ 18063-72 - Резцы расточные цельные твердосплавные со стальным хвостовиком для глухих отверстий. Конструкция и размеры
ГОСТ 18872-73 - Резцы токарные расточные из быстрорежущей стали для обработки сквозных отверстий. Конструкция и размеры
ГОСТ 18873-73 - Резцы токарные расточные из быстрорежущей стали для обработки глухих отверстий. Конструкция и размеры
ГОСТ 18882-73 - Резцы токарные расточные с пластинами из твердого сплава для обработки сквозных отверстий. Конструкция и размеры
ГОСТ 18883-73 - Резцы токарные расточные с пластинами из твердого сплава для обработки глухих отверстий. Конструкция и размеры
ГОСТ 20874-75 - Резцы токарные сборные расточные с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин. Конструкция и размеры
ГОСТ 25987-83 - Резцы расточные с твердосплавными пластинами с цилиндрическим хвостовиком для координатно-расточных станков. Типы и основные размеры
ГОСТ 26612-85 - Резцы расточные с креплением сменных пластин прихватом сверху. Конструкция и размеры
ГОСТ 28101-89 - Резцы расточные со сменными режущими пластинами. Типы и основные размеры
ГОСТ 28981-91 - Резцы токарные расточные со сменными режущими пластинами из сверхтвердых материалов. Типы и основные размеры
ГОСТ Р 50026-92 - Резцы токарные расточные с твердосплавными пластинами. Типы и размеры

Список ГОСТов на прорезные и отрезные резцы

ГОСТ 18874-73 - Резцы токарные прорезные и отрезные из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18884-73 - Резцы токарные отрезные с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 28978-91 - Резцы токарные пластинчатые сборные прорезные и отрезные. Типы и основные размеры

Список ГОСТов на резьбонарезные резцы

ГОСТ 18876-73 - Резцы токарные резьбовые с пластинками из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18885-73 - Резцы токарные резьбовые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры

Список ГОСТов на строгальные и долбежные резцы

ГОСТ 10046-72 - Резцы долбежные из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18887-73 - Резцы строгальные проходные изогнутые с пластинами из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18888-73 - Резцы строгальные чистовые широкие изогнутые с пластинами из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18889-73 - Резцы строгальные подрезные прямые и изогнутые с пластинами из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18890-73 - Резцы строгальные отрезные и прорезные изогнутые с пластинами из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18891-73 - Резцы строгальные проходные с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 18892-73 - Резцы строгальные чистовые широкие изогнутые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 18893-73 - Резцы строгальные подрезные с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 18894-73 - Резцы строгальные отрезные и прорезные изогнутые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры

Прочие ГОСТы

ГОСТ 18875-73 - Резцы токарные фасочные из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры
ГОСТ 18881-73 - Резцы токарные чистовые широкие с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры
ГОСТ 20872-80 - Резцы токарные сборные для контурного точения с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин.
ГОСТ 24905-81 - Резцы к зуборезным головкам для прямозубых конических колес. Конструкция и размеры
ГОСТ 24996-81 - Резцы токарные с механическим креплением сменных пластин, закрепляемых качающимся штифтом. Типы и основные размеры
ГОСТ 29133-91 - Резцы-вставки регулируемые типа А со сменными многогранными пластинами. Типы и размеры

Технические условия

ГОСТ 5392-80 - Резцы зубострогальные для прямозубых конических колес. Технические условия
ГОСТ 5688-61 - Резцы с твердосплавными пластинами. Технические условия
ГОСТ 10047-62 - Резцы из быстрорежущей стали. Технические условия
ГОСТ 13297-86 - Резцы и вставки алмазные. Технические условия
ГОСТ 17368-79 - Резцы алмазные для профилирования червячных шлифовальных кругов. Технические условия
ГОСТ 18064-72 - Резцы расточные цельные твердосплавные со стальным хвостовиком. Технические условия
ГОСТ 26613-85 - Резцы токарные с механическим креплением сменных многогранных пластин. Технические условия
ГОСТ Р 50300-92 - Резцы токарные со сменными режущими пластинами из сверхтвердых материалов. Технические условия

Обозначения

ГОСТ 26476-85 - Резцы токарные и резцы-вставки с механическим креплением режущих сменных многогранных пластин. Обозначения
ГОСТ 27686-88 - Резцы расточные с механическим креплением режущих сменных многогранных пластин. Обозначения

Литература

А. М. Дальский и др. Технология конструкционных материалов. - М. : Машиностроение, 1977. - 664 с.
Металлорежущие инструменты. Учебник (гриф УМО). Томск: Изд-во Томского ун-та. 2003. 392 с. (250 экз.).
Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Резание материалов. Учебник (гриф УМО). М.:Машиностроение. 2007. 304 с. (2000 экз.).

Из всех видов токарных резцов наиболее распространенными являются проходные резцы. Они предназначены для точения наружных поверхностей, подрезки торцов, уступов и т.д.

Призматическое тело npoходного резца (рис. 1), как и любого другого, состоит из режущей части (головки) и державки. Головка резца содержит переднюю 1, главную заднюю 2 и вспомогательную заднюю 3 поверхности. Пересечения этих поверхностей образуют главную 4 и вспомогательную 5 режущие кромки.

Рис. 1. Конструктивные элементы токарного резца:

1 – передняя поверхность; 2 – главная задняя поверхность;
3 – вспомогательная задняя поверхность; 4 – главная режущая кромка;
5 – вспомогательная режущая кромка

По передней поверхности сходит снимаемая резцом стружка . Главная задняя поверхность обращена к поверхности резания, образуемой главной режущей кромкой, а вспомогательная задняя поверхность – к обработанной поверхности детали.

Указанные поверхности и режущие кромки после заточки располагаются под определенными углами относительно двух координатных плоскостей и направления подачи, выбираемыми с учетом кинематики станка.

За координатные плоскости (рис. 2) принимают две взаимно перпендикулярные плоскости:

1) плоскость резания, проходящую через главную режущую кромку, и вектор скорости резания, касательный к поверхности резания;

2) основную плоскость, проходящую через эту же кромку и нормаль к вектору скорости резания.

Есть другое определение основной плоскости: это плоскость, проходящая через векторы продольной Sпр и радиальной Sр подач; в частном случае может совпадать с основанием резца, и в этом случае возможно измерение углов резца вне станка в его статическом положении.

Рис. 2. Геометрические параметры проходного токарного резца

За вектор скорости резания, применительно к резцам, а также ко многим другим инструментам, принимают вектор окружной скорости детали без учета вектора продольной подачи, который во много раз меньше вектора окружной скорости и не оказывает заметного влияния на величину передних и задних углов. Только в отдельных случаях, применительно, например, к сверлам, в точках режущих кромок, прилегающих к оси сверла, это влияние становится существенным.

На рис. 2 представлены вид заготовки и резца в плане и геометрические параметры, обязательно указываемые на рабочих чертежах резцов: γ, α, α1, φ, φ1. Ниже даны определения и рекомендации по назначению их величин.

Передний и задний углы главной режущей кромки принято измерять в главной секущей плоскости N–N, проходящей нормально к проекции этой кромки на основную плоскость, которая в данном случае совпадает с плоскостью чертежа. Плоскость N–N выбрана в связи с тем, что именно в ней происходит деформация металла при резании.

Передний угол γ – это угол между основной плоскостью и плоскостью, касательной к передней поверхности. Величина этого угла оказывает на процесс резания определяющее влияние, так как от него зависят степень деформации металла при переходе в стружку, силовая и тепловая нагрузки на режущий клин, прочность клина и условия отвода тепла из зоны резания. Оптимальное значение переднего угла γ определяется опытным путем в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого и режущего материалов, факторов режима резания (V, S, t) и других условий обработки. Возможные значения угла γ находятся в пределах 0...30°. Для упрочнения режущего клина, особенно изготовленного из хрупких режущих материалов, на передней поверхности затачивают фаску с нулевым или отрицательным передним углом (γф = 0...–5°), шириной f, зависящей от подачи.

Задний угол α – это угол между плоскостью резания и плоскостью, касательной к задней поверхности. Фактически это угол зазора, препятствующего трению задней поверхности резца о поверхность резания. Он влияет на интенсивность износа резца и в сочетании с углом γ влияет на прочность режущего клина и условия отвода тепла из зоны резания.

Чем меньшую нагрузку испытывает режущий клин и чем он прочнее, тем больше значение угла a, величина которого зависит, таким образом, от сочетания свойств обрабатываемого и режущего материалов, от величины подачи и других условий резания. Например, для резцов из быстрорежущей стали при черновой обработке конструкционных сталей α = 6...8°, для чистовых операций α = 10...12°.

Угол наклона главной режущей кромки λ – это угол между основной плоскостью, проведенной через вершину резца, и режущей кромкой. Он измеряется в плоскости резания и служит для предохранения вершины резца А от выкрашивания, особенно при ударной нагрузке, а также для изменения направления сходящей стружки. Угол λ считается положительным, когда вершина резца занижена по сравнению с другими точками главной режущей кромки и в контакт с заготовкой включается последней. Стружка при этом сходит в направлении обработанной поверхности (от точки В к точке А), что может существенно повысить ее шероховатость. При черновой обработке это допустимо, так как после нее следует чистовая операция, снимающая эти неровности. Но при чистовых операциях, когда нагрузка на режущий клин невелика, первостепенное значение приобретает задача отвода стружки от обработанной поверхности. С этой целью назначают отрицательные значения угла (–λ). При этом вершина резца А является наивысшей точкой режущей кромки, а стружка сходит в направлении от точки А к точке В.

Наличие угла λ усложняет заточку резцов, поэтому практические значения этого угла невелики и находятся в пределах λ = +5…–5°.

Углы в плане φ и φ 1 (главный и вспомогательный) – это углы между направлением продольной подачи Sпр и, соответственно, проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Главный угол в плане φ определяет соотношение между толщиной и шириной срезаемого слоя. При уменьшении угла φ стружка становится тоньше, улучшаются условия теплоотвода и тем самым повышается стойкость резца, но при этом возрастает радиальная составляющая силы резания.

При обточке длинных заготовок малого диаметра вышесказанное может привести к их деформации и вибрациям, и в этом случае принимается φ = 90°.

– при чистовой обработке φ = 10...20°;

– при черновой обработке валов (l/d = 6...12) φ = 60...75°;

– при черновой обработке более жестких заготовок φ = 30...45°.

У проходных резцов обычно угол φ1 = 10...15°. С уменьшением угла γ1 до 0 величина h также уменьшается до 0, что позволяет значительно увеличить подачу, а следовательно, и производительность процесса резания.

Вспомогательный задний угол α1, измеряемый в сечении N1 – N1, перпендикулярном к вспомогательной режущей кромке, принимается примерно равным α; α1 образует зазор между вспомогательной задней поверхностью и обработанной поверхностью заготовки.

Вспомогательный передний угол γ1 определяется заточкой передней поверхности и на чертеже обычно не указывается.

С целью повышения прочности режущей части резца предусматривается также радиус скругления его вершины в плане: r = 0,1...3,0 мм. При этом большее значение радиуса применяется при обработке жестких заготовок, так как с увеличением этого радиуса возрастает радиальная составляющая силы резания.

Резец является основным режущим инструментом, применяемым на металлорежущих станках. Резец состоит из двух частей: головки (режущей части) и стержня (тела), служащего для закрепления резца (рис. 5, а).

Рис. 5. Части (а) и элементы (б) резца : 1 — передняя, 2 — задняя поверхности, 3 — режущая кромка

Основными элементами головки резца (рис. 5, б) являются:

передняя поверхность (АВCD) 1, по которой сходит стружка;

задняя поверхность (ABEF) 2, обращенная к обработанной поверхности;

режущая кромка (АВ) 3 (см. рис. 5, б), образованная пересечением передней и задней поверхностей. Взаимное расположение передней и задней поверхностей всегда таково, что образуется клиновидная форма СВЕ в сечении, перпендикулярном к режущей кромке. В зависимости от формы и назначения резца он может иметь одну переднюю и несколько задних поверхностей, при этом количество режущих кромок будет равно количеству задних поверхностей. Режущие кромки разделяются на главные, вспомогательные и переходные.

Главной режущей кромкой называют режущую кромку, снимающую основную массу срезаемого слоя металла, оставленного как припуск на обработку.

Вспомогательными режущими кромками являются кромки, снимающие незначительную часть срезаемого слоя, они обращены к обработанной поверхности и составляют некоторый угол с главной режущей кромкой (рис. 6).

Рис. 6. Поверхности и образуемые ими элементы резца:

поверхности: 1 — вспомогательная задняя, 3 — передняя, 6 — главная задняя; кромки: 2 — вспомогательная режущая, 4 — главная режущая; 5 — вершина

Переходной режущей кромкой называется кромка, образуемая сопряжением главной и вспомогательной режущих кромок.

Рис. 7. Переходная режущая кромка (1) и переходная задняя поверхность (2) резца

Переходные режущие кромки бывают в виде дуги или фаски 1 (рис.7).

В редких случаях при резании участвует только главная режущая кромка. Это бывает тогда, когда ширина обрабатываемой поверхности меньше длины главной режущей кромки (см. рис. 5, б).

Пересечением главной и вспомогательной режущих кромок образуется вершина 5 (см. рис. 6) резца.

Главной задней поверхностью 6 (см. рис. 6) называется поверхность, примыкающая к главной режущей кромке.

Вспомогательной задней поверхностью 1 называется поверхность, примыкающая к вспомогательной режущей кромке. Переходной задней поверхностью 2 (см. рис. 7) называется поверхность, примыкающая к переходной режущей кромке.

Резцы подразделяются по направлению подачи, по форме головки , по способу изготовления и по виду выполняемой работы.

По направлению подачи резцы бывают правые и левые . Правые и левые резцы определяют наложением руки на резец. Для определения вида резца на него накладывают руку ладонью вниз таким образом, чтобы пальцы были направлены к вершине резца; левым называют резец, главная режущая кромка которого по расположению совпадает с направлением большого пальца левой руки (рис. 8, а); правым называют резец, главная режущая кромка которого по расположению совпадает с направлением большого пальца правой руки.

Рис. 8. Разновидности резцов:

а — правые и левые по форме головок, б — прямой, в — отогнутый, г — изогнутый, д — с оттянутой головкой

По форме головки резцы делятся на прямые и отогнутые .

Прямыми (рис. 8, б) резцами называют резцы, у которых ось головки резца является продолжением или параллельна оси тела резца.

Отогнутыми резцами (рис. 8, в) называют резцы, у которых ось головки резца наклонена вправо или влево от оси тела резца. По форме стержня различают резцы прямые и изогнутые. У изогнутых резцов ось тела резца при виде сбоку изогнута (рис. 8, г).

Резцы, у которых рабочая часть (головка) уже стержня, называют резцами с оттянутой головкой (рис. 8, д). Оттянутая головка может быть симметричной относительно оси резца, оттянутой вправо, когда при наложении на резец ладони правой руки головка оказывается сдвинутой в сторону большого пальца правой руки, либо оттянутой влево, когда при наложении ладони левой руки головка оказывается сдвинутой в сторону большого пальца левой руки.

По способу изготовления различают резцы цельные и составные .

Цельные резцы изготовляют из одного куска инструментального материала, составные — из двух отдельных частей — пластинки и стержня или головки и стержня. Цельные резцы изготовляют из углеродистой или легированной инструментальной стали. У составных резцов головки или пластинки изготовляют из быстрорежущей стали (пластинки также из твердых сплавов), а стержни — из конструкционной стали. Пластинки или головки из быстрорежущей стали приваривают, а пластинки из твердых сплавов припаивают или крепят механически.

По виду выполняемой работы резцы делятся на проходные черновые и чистовые, фасонные, отрезные, канавочные и т. д.

Токарные резцы — основной рабочий инструмент дерево и металлообрабатывающих станков, посредством которого обрабатываемым заготовкам придается требуемая форма и размеры. Классификация токарных резцов выполняется по таким факторам как назначение, тип обработки, способ подачи и крепления, о чем мы детальнее поговорим в данной статье.

В публикации рассмотрены виды токарных резцов и их конструкция, приведены рекомендации по выбору инструмента и технологии его установки, а также представлена инструкция, следуя которой вы сможете правильно .

1 Особенности конструкции

Токарные резцы состоят из двух конструктивных частей: режущей головки и державки, посредством которой инструмент крепится в посадочном гнезде (резцедержателе) станка. Держатель является основной частью резца, она может выполняться к квадратной либо прямоугольной форме.

Положениями действующих ГОСТ установлены основные размеры резцов:

прямоугольной формы: 63*50, 50*40, 50*32, 40*32, 50*25, 25*20, 25*16, 20*12, 16*10 см;
квадратной формы: 40*40, 32*32, 25*25, 20*20, 16*16, 12*12, 10*10, 8*8, 6*6, 4*4 см.

Головка выступает в качество основной рабочей части резца. Она состоит из заточенных под заданным углом кромок, именно от угла заточки зависит то, как именно резец будет срезать металл с обрабатываемой заготовки.

Выделяют следующие углы заточки:

Основной задний (α) — образуется между задней плоскостью и плоскостью резания. От его значения зависит сила трения, образующаяся между деталью и инструментом. Конфигурация основного заднего угла оказывает ключевое влияния на качество обработки и скорость износа самого инструмента (чем угол больше, тем выше износ). Выбирается исходя из плотности обрабатываемой стали.
Угол заострения (β) — формируется между задней и передней плоскостями, определяет остроту и механическую прочность инструмента.
Основной передний (γ) — влияет на степень деформации срезаемого материала, также от него зависит необходимое для резания усилие и эффективность теплоотвода. Чем выше твердость обрабатываемой стали, тем меньшим должен быть передний угол.
Угол резания (δ) — формируется между передними и задними плоскостями режущей головки.
Основной угол в плане (φ) — от данного угла зависит количество срезаемого материала при стандартной скорости подачи. В обратной пропорции по отношению к значению угла находится прочность инструмента и уровень вырабатываемых им вибраций, в прямой пропорции — качество обработки. Значение угла варьируется в пределах 10-90 0 .
Вторичный угол в плане (φ1) — чем он меньше, тем ниже шероховатость обрабатываемого металла.
Угол вершины (ε) — формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью, значение в прямом соотношении с прочностью инструмента.
Задний вспомогательный (а1) — при маленьких значениях угла достигается минимальная сила трения между обрабатываемой деталью и задней плоскостью резца;
Наклон режущей кромки (λ) — от данного угла зависит геометрия контактирующей с деталью части резца. Именно этот угол определяет назначение инструмента: в резцах для чистовой обработки он отрицательный, для черновой — 13-15 0 , для работы с закаленной сталью — 30-35 0 , универсальные — 0 0 .

1.1 Особенности заточки токарных резцов (видео)

2 Классификация инструмента

Существует множество параметров классификации резцов в соответствии с действующими ГОСТ. Согласно конструктивным особенностям выделяют следующие типы токарных резцов:

монолитные, в которых режущая головка и державка являются цельной конструкцией;
сборные, в которых на головке выполнена напайка пластины из быстрорежущего сплава, обеспечивающая повышенную эффективность обработки — это один из наиболее распространенных разновидностей инструмента;
сборные, с механически закрепленной пластиной — пластину на головке фиксирует болт, в такой конфигурации выполняются резцы с металлокерамическими пластинами;
регулируемые.

В зависимости от качества обработки токарные резцы делятся на черновые и чистовые. Геометрия чернового инструмента обеспечивает возможность снятия материала большой толщины и сохранение твердости при сильном нагреве, возникающем при высокой скорости обработки. Чистовые аналоги имеют другое назначение, они нужны для работы на низких оборотах для снятия небольшой толщины материала.

Также выполняется классификация инструмента по направлению подачи, согласно которой выделяют правые и левые резцы. Под направлением подачи подразумевается сторона, с которой находится основная режущая кромка инструмента в момент, когда его головка обращена к лицевой части обрабатываемой детали.

Функциональное назначение — один основных параметров классификации данного инструмента. В соответствии с назначением токарные резцы делятся на:

Отрезные (ГОСТ №18874-73) — используются на станках с поперечной подачей рабочего инстурмента, предназначены для обочки и обработки торцевый частей заготовок.
Проходные (ГОСТ №18871-73) — могут устанавливать на станка как с поперечной, так и с продольной подачой. Применяются для подрезки торцов, обточки, формирования деталей конической и цилиндрической формы.
Отрезные, они же канавочные (ГОСТ №18874-73) — монтируются на станки с поперечной подачей. Используются для резки монолитных кусков металла и протачивания канавок кольцевой формы.
Расточные (ГОСТ №18872-73) — предназначены для растачивания отверстий (сквозных и глухих), формирования углублений и выемок.
Фасонные (ГОСТ 18875-73) — используются с целью снятия наружных и внутренних фасок.
Резьбовые (ГОСТ №18885-73) — позволяют нарезать резьбу метрического, дюймового и трапецеидального сечения (как внутреннюю, так и наружную).

Также токарные резцы делятся прямые, отогнутые и оттянутые в зависимости от положения режущей кромки по отношению к державке. В отогнутых кромка выполнена в виде прямой линии, в отогнутых — изогнутую, в оттянутых — кромка уже, чем ширина стержня.

2.1 Какие резцы выбрать, где купить?

Чтобы определить, какие резцы нужны именно в вашем случае, необходимо определиться со следующими моментами:

какой металл вы будете обрабатывать и какие операции будут выполняться;
расставить приоритеты между качеством, эффективностью обработки и износоустойчивостью инструмента.

В целом, начинающему токарю необходимо иметь в распоряжении три вида резцов: проходные (маркировка SDACR) — для обработки торцов, наружные нейтрального типа (SDNCN) и расточные (SDQCR). Это базовый комплект, позволяющие выполнять большую часть технологических операций.

Если вы заинтересованы в покупке инструмента на долгосрочную эксплуатацию, имеет смысл взять набор токарных резцов со сменными пластинами. В последствии вы сможете менять расходники, а не покупать новые державки после износа режущей головки.

Пару слов о производителях. Среди компаний, реализующих действительно качественную продукцию, которую стоит купить, выделим фирмы Hoffman Garant (Германия) и Proma (Чехия). В сегменте отечественных производителей внимания заслуживают фирмы СиТО (Гомельский инструментальный завод) и Калибр. Заказать с доставкой резцы можно по указанным ссылкам.

Также имеет смысл приобрести заточную машинку, которая позволит вам самостоятельно возвращать резцам работоспособность при износе, а не пользоваться услугами сторонних мастеров. Тут необходимо заточно-шлифовальный агрегат оснащенный системой постоянного охлаждения с двумя абразивными кругами — из карбида кремния (для резцов из быстрорежущих сплавов) и электрокорунда (для твердосплавного инструмента). При заточке первоначально необходимо обработать переднюю плоскость режущей головки, затем — дополнительную и заднюю, пока не сформируется ровная режущая кромка.

Резец состоит из державки I (рис. 1.2), которая служит для установки резца на станке, и режущей части (лезвия) И. На режущей части выделяют следующие конструктивные элементы: переднюю поверхность лезвия 7, по которой сходит стружка; главную заднюю поверхность лезвия 2, которая обращена к поверхности резания; вспомогательную заднюю поверхность лезвия 3, которая обращена к обработанной поверхности; главную режущую кромку 4, которая образована пересечением передней и главной задней поверхностей лезвия (выполняет основную работу резания); вспомогательную режущую кромку 5, которая образована пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей лезвия; вершину лезвия 6, образованную пересечением главной и вспомогательной режущих кромок.

Рис. 1.2

1.8. Геометрические параметры режущей части резца

К геометрическим параметрам режущей части резца относят углы заточки лезвия и радиус при вершине резца.

Геометрические параметры резца рассматривают в статике относительно двух координатных плоскостей: основной и плоскости резания (рис. 1.3).

Основная плоскость Р у - плоскость, параллельная направлениям подач токарного станка (5 пр, 5 П) и проходящая через главную режущую кромку резца.

Плоскость резания Р п - плоскость, проходящая касательно к главной режущей кромке лезвия и перпендикулярно основной плоскости.

Для определения действительных значений углов заточки резца проведем главную секущую плоскость Р т.

Главная секущая плоскость Р х - плоскость, проходящая перпендикулярно к линии пересечения основной плоскости и плоскости резания. Это сечение показано на рис. 1.4.

К основным углам заточки относят:

передний угол у - угол между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью (измеряют в главной секущей плоскости);

главный задний угол а - угол между главной задней поверхностью лезвия и плоскостью резания (измеряют в главной секущей плоскости);

главный угол в плане ср - угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением движения продольной подачи;

вспомогательный угол в плане (р 2 - угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, обратным движению продольной подачи.

Геометрические параметры режущей части резца выбирают в зависимости от обрабатываемого материала и других условий обработки.

Для измерения углов заточки резца используют специальное устройство -угломер.

Угломер (рис. 1.5) состоит из основания 1 , вертикальной стойки 2 и шкального устройства 3 с измерительной линейкой 4 , которая может поворачиваться вокруг оси 6. Шкальное устройство направляется по стойке и при необходимости может поворачиваться вокруг оси стойки, фиксируясь в любом положении по высоте. Положение поворотной измерительной линейки фиксируется винтом 5.

Рис. 1.5

При измерении углов у и а измерительную линейку устанавливают перпендикулярно к главному режущему лезвию резца. При измерении переднего угла у линейка 4 совмещается с передней поверхностью резца, а при измерении главного заднего угла а - с главной задней поверхностью. По показаниям шкалы угломера определяют значение углов.

Вопросы для самопроверки

Перечислите формообразующие движения.

Что называют главным движением резания?

Что называют движением подачи?

Что называют режимом обработки (режимом резания)?

Что. изображают на схеме обработки?

В каких единицах измеряют скорость главного движения резания и подачи при точении?

Какова главная конструктивная особенность любого режущего инструмента?

Назовите части, элементы и геометрические параметры токарного проходного прямого резца.

Т е м а 2. ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК ТОЧЕНИЕМ

Цель - изучение технологических возможностей точения, основных узлов токарно-винторезного станка и их назначения, инструментов для выполнения разных видов токарных работ; получение практических навыков наладки станка и работы на нем.

Назначение и область применения точения

Технологическое оборудование

Установка заготовок

Инструмент для токарных работ

Кинематические методы формообразования поверхностей точением

Вопросы для самопроверки

Назначение и область применения точения

Точение - вид лезвийной обработки резанием с вращательным главным движением резания, сообщаемым заготовке, и поступательным движением подачи, сообщаемым инструменту. Точением обрабатывают поверхности тел вращения на всех типах токарных станков. Точением получают наружные и внутренние цилиндрические, конические, фасонные, резьбовые, торцовые поверхности, а также кольцевые канавки разного вида.

Основные виды токарных работ: обтачивание (точение наружной поверхности), растачивание (точение внутренней поверхности), подрезание торца, снятие фаски, отрезание, резьбонарезание, сверление, накатывание (см. тему 10) и др.

Технологическое оборудование

Универсальный токарно-винторезный станок модели 1К62 показан на рис. 2.1. Станина 1 является базой для всех остальных узлов станка. В передней бабке 3 находится коробка скоростей, которая служит для изменения частоты вращения шпинделя - главного вала станка. На правом фланце шпинделя для закрепления заготовки и передачи на нее крутящего момента установлен патрон 15.

Коробка подач 2 позволяет изменять скорости вращения ходового вала 13 и ходового винта 12, что обеспечивает продольную и поперечную подачи режущего инструмента.

Суппорт 8 состоит из продольного 4, поперечного 7 и верхнего 6 суппортов, а также четырехпозиционного резцедержателя 5. Суппорт 8 перемещается по направляющим 11 станины, что обеспечивает движение резца вдоль оси вращения заготовки. Поперечный суппорт перемещает резец по направляющим продольного суппорта перпендикулярно оси вращения заготовки. Между верхним и поперечным суппортами имеется поворотная плита, которая позволяет устанавливать верхний суппорт под углом к линии центров станка (линия, проходящая через ось вращения шпинделя и ось центра задней бабки 10).

В фартуке 14 смонтированы механизмы, которые преобразуют вращательное движение ходового вала 13 (или ходового винта 12) в поступательное движение продольного и поперечного суппортов (продольное и поперечное движения подач). Ходовой винт 12 работает лишь при нарезании резьб резьбовыми резцами.

В корпусе задней бабки 10 в осевом направлении перемещается пиноль 9. В пиноли устанавливается центр с коническим хвостовиком, поддерживающий заготовку, или режущий (осевой) инструмент для обработки отверстий. Щиток 16 защищает работающего от летящей при резании стружки.

Установка заготовок

Заготовки на станке устанавливают с помощью патронов или в центрах с поводковой планшайбой (рис. 2.2). Для закрепления заготовок, у которых отношение длины к их диаметру Ь/А < 4, применяют самоцентрирующие трехкулачковые (см. рис. 2.2, а), четырехкулачковые (несамоцентрирующие) и цанговые патроны.

Рис. 2.2

Заготовки с соотношением Ь/А > 4 устанавливают в центрах с поводковой планшайбой. В этом случае вращение со шпинделя на заготовку передается поводковой планшайбой с пальцем, закрепленной на фланце шпинделя станка (рис. 2.2, б), и поводковым хомутиком (см. рис. 2.2, в), закрепленным на заготовке.

Центры устанавливают в конические отверстия шпинделя станка и пиноли задней бабки. По конструкции и назначению различают следующие типы центров (рис. 2.3):

упорный (см. рис. 2.3, а) - используют при обтачивании цилиндрических поверхностей;

срезанный (полуцентр) (см. рис. 2.3, б) - применяют для обработки торца заготовки;

с шариковой опорой (см. рис. 2.3, в) - предназначен для обтачивания конической поверхности способом смещения задней бабки;

обратный (см. рис. 2.3, г) - используют для установки заготовок малых диаметров (до 4 мм);

вращающийся (см. рис. 2.3, б) - предназначен для установки заготовок с большим сечением срезаемого слоя (когда в процессе резания возникают значительные силы резания), а также для обработки заготовок с высокой частотой вращения шпинделя.

Для закрепления в центрах на заготовке необходимо предусматривать стандартные центровые отверстия (рис. 2.3, е).

Рис. 2.3

При обработке нежестких заготовок {Ь/д, > 10) применяют люнеты, предназначенные для создания дополнительной опоры в целях предотвращения прогиба под действием сил резания. Неподвижные люнеты устанавливают на направляющих станины, подвижные - на продольном суппорте.

Инструмент для токарных работ

На токарных станках используют токарные резцы, осевой инструмент (сверла, зенкеры, развертки и другие инструменты, назначение и классификация которых рассмотрены при изучении темы 6), а также инструмент для обработки поверхностей без снятия стружки (см. тему 10).

Токарные резцы по назначению делятся на проходные, подрезные, отрезные, фасонные, расточные, контурные и др. В табл. 2.1 показаны основные типы токарных резцов.

Проходные резцы по конструкции подразделяют на прямые, упорные, отогнутые, а по расположению главной режущей кромки - на правые и левые. Режущая кромка правого проходного резца расположена так, что она может срезать с заготовки материал при перемещении резца справа налево, а левого проходного резца - слева направо. Проходные резцы применяют в основном для точения цилиндрических и конических поверхностей. Проходной отогнутый резец можно использовать для подрезания торца, а проходной упорный - для точения ступенчатого вала. Подрезные токарные резцы предназначены только для обработки торцовых поверхностей.

Отрезными резцами отрезают готовое изделие (деталь от заготовки). Фасонные резцы, предназначенные для обработки фасонных поверхностей, рассматриваются при изучении темы 3, а резьбовые - темы 4. Расточные резцы служат для растачивания сквозных и глухих отверстий в заготовках (отливках или поковках), имеющих отверстия; в сплошных заготовках отверстия получают сверлением спиральными сверлами, а затем обрабатывают зенкерами и развертками (см. тему 6), а также расточными резцами.

Кинематические методы формообразования поверхностей точением

Поверхности вращения получают перемещением образующей линии по направляющей, которая представляет собой окружность (табл. 2.2). Образующая линия может быть любой формы и располагаться произвольно относительно направляющей.

При точении направляющая окружность всегда воспроизводится за счет вращательного движения заготовки, а образующая линия воспроизводится перемещением инструмента. Для формообразования точением используют два кинематических метода: следов и копирования или их сочетание (например, при нарезании резьбы).

При обработке по методу следов образующая воспроизводится траекторией вершины токарного резца при его движении относительно заготовки (см. табл. 2.2) по прямой линии.

При обработке по методу копирования образующая повторяет форму и размеры главной режущей кромки инструмента на обрабатываемой поверхности заготовки.

Способом копирования обрабатывают короткие поверхности деталей любой формы. Способ следов применяют для точения поверхностей вращения любой формы без ограничения длины обработки.

Какие виды работ выполняют на токарных станках?

Какие движения заготовки и инструмента используют при формообразовании поверхностей точением?

Поясните сущность кинематических методов формообразования следов и копирования.

Перечислите основные узлы токарно-винторезного станка.

Какие типы инструментов используют при токарной обработке?

Перечислите способы закрепления заготовок и приспособления, применяемые для этой цели.

ТемаЗ. ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ И ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Цель - изучение технологических возможностей способов обработки конических и фасонных поверхностей на токарно-винторезном станке, используемых режущих инструментов; приобретение навыков наладки станка и самостоятельной работы на нем.

Способы обработки конических поверхностей

Режущий инструмент

Характеристика способов обработки конических поверхностей

Обработка фасонных поверхностей Вопросы для самопроверки

Способы обработки конических поверхностей

Основные геометрические параметры конуса (рис. 3.1): В и (1 - диаметры оснований конуса, мм; I - длина конуса (расстояние между основаниями), мм; а - угол уклона конуса, град; 2а - угол конуса, град.

Обработка конических поверхностей точением на токарно-винторезных станках обеспечивается вращением заготовки (главное движение резания В г ) и перемещением инструмента (движение подачи Вд). В зависимости от способа подача может быть продольной, поперечной, наклонной (табл. 3.1). При одновременном равномерном движении резца параллельно и перпендикулярно оси вращения заготовки также будет формироваться коническая поверхность. Этот способ используют на токарных станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

Таблица 3.1

обработки конических поверхностей	Вид конической поверхности	Параметры конуса		Способ установки заготовки	Вид подачи
обработки конических поверхностей	Вид конической поверхности		1, мм	Способ установки заготовки	Вид подачи
Широким резцом	Наружные Внутренние			Трехкулачковый	Продольная или поперечная
Смещением задней бабки	Наружные		Любая (в пределах расстояния между центрами станка)	В шариковых центрах	Продольная
Поворотом верхнего суппорта	Наружные Внутренние		Не более длины хода верхней каретки суппорта	Трехкулачковый	Наклонная (подача резца вручную)
С использованием копирной линейки	Наружные Внутренние		Любая (в пределах длины линейки)	Трехкулачковый патрон или в центрах	Наклонная (сложение продольной и поперечной)
Коническими зенкерами или развертками	Внутренние		Любая (в пределах длины инструмента)	Трехкулачковый	Продольная

Режущий инструмент

Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами, внутренние - расточными (см. тему 2). Чтобы получить конические отверстия, в сплошной заготовке предварительно сверлят цилиндрическое отверстие. Затем в зависимости от размера и требуемой точности его обрабатывают зенковками, зенкерами, развертками (см. тему 6), а также расточными резцами.

Характеристика способов обработки конических поверхностей

Широким резцом. Формообразование конических поверхностей широким резцом (рис. 3.2) осуществляется методом копирования. Резец устанавливают в резцедержателе так, чтобы главный угол в плане <р был равен углу уклона конуса а. Длина главной режущей кромки лезвия должна быть на 1... 3 мм больше длины образующей конической поверхности. Резцу сообщают движение подачи в поперечном или продольном направлении. Способ наиболее широко используют для снятия фасок.

Поворотом верхнего суппорта . Формообразование конических поверхностей поворотом верхнего суппорта (рис. 3.3) осуществляется методом следов. Верхний суппорт поворачивают под углом а к линии центров станка. Движение подачи Вд н (наклонная подача) задают резцу вручную вращением рукоятки /. Ось вращения заготовки совпадает с линией центров станка.

С использованиер копирной линейки. Формообразование конических поверхностей с использованием копирной линейки (рис. 3.4) осуществляется методом следов. К станине станка крепят плиту 1 с копирной линейкой 2, по которой перемещается ползун 3, соединенный с поперечным суппортом станка 5 тягой 4. При перемещении продольного суппорта резец, установленный в резцедержателе на суппорте 5, получает два движения: продольное от продольного суппорта и поперечное от копирной линейки 2. В результате сложения двух движений подач резец перемещается вдоль образующей обрабатываемой поверхности под углом а к линии центров станка. Угол поворота линейки, соответствующий углу уклона конуса, задают по делениям на плите 1. Этот способ обеспечивает высокую точность обработки.

Смещением задней бабки в поперечном направлении. Формообразование конических поверхностей смещением задней бабки в поперечном направлении (рис. 3.5) осуществляется методом следов. Заготовку устанавливают в центрах под углом а к линии центров станка так, чтобы ее ось вращения совпадала с осью конической обрабатываемой поверхности. Для этого заднюю бабку станка смещают в поперечном направлении по ее направляющим на величину Н = 11% а, где I - длина конуса. При этом образующая конической поверхности будет параллельна линии центров станка. Обработку проводят, используя движение подачи резца в продольном направлении. Способ не обеспечивает высокую точность обработки.

Рис. 3.4

Рис. 3.5

Коническим зенкером или разверткой. Формообразование коническим зенкером или разверткой осуществляется методом следов. В этом случае инструмент закрепляют в пиноли задней бабки. От маховика задней бабки инструмент получает (вручную) движение подачи в продольном направлении.

Обработка фасонных поверхностей

К фасонным поверхностям относят поверхности, образующая которых может иметь любую форму, отличную от прямой линии. Фасонные поверхности тел вращения обрабатывают точением.

Фасонные поверхности длиной не более 50 мм обрабатывают специальными фасонными резцами, профиль которых определяет форму образующей. Формообразование поверхности осуществляется методом копирования. При этом режущий инструмент получает поперечное движение подачи.

По конструкции фасонные резцы подразделяют на следующие типы:

Круглые и призматические фасонные резцы закрепляют в резцедержателе в специальных державках, причем круглый резец устанавливают выше линии центров станка на величину к (см. рис. 3.7).

Длинные фасонные поверхности обрабатывают проходными резцами с помощью фасонного копира, который аналогичен копирной линейке для обработки конических поверхностей (рис. 3.9). Формообразование поверхности осуществляется методом следов.

При перемещении суппорта в продольном направлении Б $ П р резец получает движение в поперечном направлении от копира. В результате сложения двух этих движений формируется фасонная поверхность заготовки.

Обработку фасонных поверхностей можно выполнить контурными резцами (см. тему 2, табл. 2.1) на токарных станках с ЧПУ.

Рис. 3.7

Вопросы для самопроверки

Какими способами получают наружные конические поверхности на токарно-винторезном станке?

Какими способами можно обработать на токарно-винторезном станке внутреннюю коническую поверхность?

Рис. 3.9

Каким способом обрабатывают наружную коническую поверхность с углом конуса при вершине 60° и длиной образующей 100 мм?

Какие инструменты используют для обработки наружной и внутренней конических поверхностей?

Назовите способы обработки фасонных поверхностей и применяемый инструмент.

Какими методами формообразования получают конические и фасонные поверхности точением?

Т е м а 4. РЕЗЬБОНАРЕЗАНИЕ

Цель - изучение технологических возможностей способов нарезания резьб на токарно-винторезном станке, применяемого резьбонарезного инструмента; получение практических навыков наладки станка на нарезание резьбы и самостоятельной работы на нем.

Характеристика резьбонарезания. Виды и назначение резьбы

Кинематика формообразования резьбы

Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели 16К20

Наладка станка на нарезание резьбы Вопросы для самопроверки

Характеристика резьбонарезания. Виды и назначение резьбы

Резьбонарезаше - вид лезвийной обработки резанием, заключающийся в образовании резьбы. Резьбой называют винтовую поверхность определенного профиля, образованную на наружной или внутренней поверхности заготовки. При этом заготовка представляет собой тело вращения (цилиндрической или конической формы).

Рис. 4.1

Резьбы различают по следующим признакам:

по расположению - наружные и внутренние;

по профилю - треугольные (рис. 4.1, а, б), трапецеидальные (рис. 4.1, в), прямоугольные (рис. 4.1, г), упорные (рис. 4.1, д) и круглые (рис. 4.1, е);

по шагу - метрические (шаг Р задается в мм), дюймовые (шаг Р задается числом ниток на дюйм; 1 дюйм = 25,4 мм) и модульные - шаг резьбы Р = пт, где т - модуль зубчатого колеса, мм

(см. тему 8). Метрическая резьба имеет треугольный профиль с углом при вершине, равным 60°, дюймовая резьба - 55°, модульная резьба имеет трапецеидальный профиль с углом при вершине, равным 40°;

по числу винтовых канавок - однозаходные и многозаходные;

по направлению винтовых канавок - правые и левые;

по назначению - крепежные и ходовые.

Для получения неподвижных разъемных соединений применяют крепежные резьбы (треугольного профиля). Метрическую резьбу нарезают на крепежных деталях (винт, болт, гайка и др.) и на мелких ходовых винтах, дюймовую -- в трубных соединениях. Для получения подвижных соединений применяют ходовую резьбу. Прямоугольную и трапецеидальную резьбы используют в ходовых винтах станков и других механизмах. Круглую резьбу применяют в шариковых винтовых передачах; упорную - в домкратах и винтовых прессах; модульную - в червячных винтовых передачах.

Кинематика формообразования резьбы

Резьбонарезание осуществляют сочетанием двух кинематических методов: копирования и следов (см. тему 2, табл. 2.2).

Профиль резьбы создается копированием профиля режущей части инструмента, а винтовая линия образуется по методу следов при сочетании вращательного движения заготовки (главное движение резания Р) г) и поступательного движения резца (продольная подача Дд- пр) вдоль ее оси. Эти движения необходимо точно согласовать: за один оборот заготовки инструмент должен переместиться на шаг нарезаемой однозаходной резьбы Р н (одна винтовая линия на заготовке) или ход многозаходной резьбы (ход резьбы равен произведению шага Р н многозаходной резьбы на число заходов К). Данное условие обеспечивается кинематической связью шпинделя станка и ходового винта (рис. 4.2).

Р х - та.- ходгтт) штш Р и ■> ите тгрез&щШ резьбы к" - чпе.т шх<м)т резьбы

Рис. 4.2

На токарно-винторезных станках резьбу можно нарезать различными инструментами: резьбовыми резцами, метчиками, плашками и др.

Резьбонарезание токарными резьбовыми резцами является универсальным способом, позволяющим нарезать резьбу любого вида.

Схемы нарезания наружной (а ) и внутренней (б) резьбы резьбовыми резцами показаны на рис. 4.3.

Метчик и плашка используются для нарезания резьбы треугольного профиля (рис. 4.4). При нарезании резьбы плашкой (см. рис. 4.4, а) или метчиком (рис. 4.4, б) настройка станка ограничивается установкой заданной частоты вращения заготовки. Метчик и плашку устанавливают в специальных держателях. В начальный момент инструмент получает принудительную продольную подачу, которая выполняется вручную, на длину двух-трех резьбовых ниток. Дальнейшее перемещение инструмента происходит за счет самозавинчивания.

Рис. 4.4

Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели 16К20

На станке можно нарезать все виды резьб, рассмотренные выше. При нарезании резьбы резьбовым резцом в станке используют цепь главного движения и винторезную цепь, а при нарезании метчиком и плашкой - только цепь главного движения, так как подача инструмента осуществляется самозавинчи- ванием.

На рис. 4.5 показана часть кинематической схемы станка, участвующей в передаче главного движения резания на заготовку, а на рис. 4.6 - часть кинематической схемы, обеспечивающей движение подачи инструменту при нарезании резьбы.

Рис. 4.5

Рис. 4.6

Цепь главного движения (см. рис. 4.5) задает вращательное движение шпинделю станка (вал VI). От электродвигателя М (ЛГ = 10 кВт, п = 1460 мин -1) через клиноременную передачу и коробку скоростей шпиндель может получить 24 различных значения частоты вращения в диапазоне 12,5... 1600 мин -1 (табл. 4.1) и при этом иметь прямое и обратное вращение.

Винторезная цепь (цепь продольной подачи) согласует вращательное движение заготовки и поступательное перемещение резьбового резца вдоль оси заготовки так, чтобы за один оборот заготовки резец переместился на шаг (если резьба однозаходная) или на ход (если резьба многозаходная). Начальным звеном этой цепи является шпиндель станка, далее движение идет через коробку подач. Конечным звеном является ходовой винт станка с шагом Р х - 12 мм (см. рис. 4.2). Настройку на шаг нарезаемой резьбы проводят с помощью гитары сменных зубчатых колес (К, Ь, М, У) и коробки подач (см. рис. 4.6).

Таблица 4.1

Положение рукоятки	Частота вращения шпинделя при передаточном отношении перебора скоростей, об/мин
Положение рукоятки

Уравнение кинематического баланса винторезной цепи имеет вид

60 30 25 К М. п 60 " 25 " 45 " Т " ~

где г к. п - передаточное отношение коробки подач. Это уравнение используется при выводе расчетных формул по подбору сменных колес гитары для резьб с шагом Р н , равным табличному Р Т или отличающимся от него.

Таблица 4.2

п шп, об/мин

Значение шага Р т метрической резьбы, мм, при положении рукояток коробки подач (см. станок)

Коробка подач (см. рис. 4.6) имеет две основные кинематические цепи. Одна цепь служит для нарезания дюймовых резьб. При этом движение на ходовой винт передается, когда муфты Мг, Мз, М 4 и Ме выключены, а муфта М5 включена:

28 38 25 / 30 35 28\ 30 18

Пвал1Х ‘ 28 ’ 34 " 30 \ И 48’ 28’ 35 у 33 ’ 45

Другая цепь предназначена для нарезания метрических и модульных резьб. При этом муфты М2 и Мб выключены, а муфты М3, М4 и М5 включены:

28 30 /42 28 35\ 18 / 28\ 15

п В ал1Х " 28 " 25 \ 30’ 35 5 28) 45 35) 48

При нарезании метрических и дюймовых резьб устанавливают сменные зубчатые колеса гитары

Т " N ~ 86 ’ 64’

а при нарезании модульных резьб

К М _ 60 86 Т ‘ N “ 73 " 36*

При нарезании резьб с шагом Р н, отличающимся от табличного Р т , сменные зубчатые колеса гитары подбирают расчетным путем. Подбор колес проводят по заранее выбранному значению передаточного отношения коробки подач (примем передаточное отношение коробки подач равным единице).

Наладка станка на нарезание резьбы

Наладку станка на резьбонарезание осуществляют в следующем порядке:

п = и-НЮО-60/^мин -1 , где V - заданная скорость резания, м/с; <7 - диаметр заготовки, мм. Полученное значение п корректируем по табл. 4.1;

по табл. 4.2 определяем соответствие заданного шага нарезаемой резьбы табличному значению;

если заданный шаг соответствует табличному, то нарезать резьбу можно без специальной настройки, пользуясь указаниями на положение рукояток коробки подач, находящимися на станке;

если заданный шаг не соответствует табличному (см. табл. 4.2), то для нарезания резьбы необходимо выполнить специальную настройку, применяя расчетную формулу для определения передаточного отношения гитары сменных колес.

Например, для метрической резьбы расчетная формула имеет вид

К М __ 5 Рп Т " лГ “ 8 ~Р~ Т "

где Р н - шаг нарезаемой резьбы, Р г - табличное значение шага, ближайшее к шагу нарезаемой резьбы.

По результатам расчета сменные колеса выбирают из следующего набора: 36, 40, 44, 45, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 57, 60, 64, 65, 66, 70, 72, 73, 75, 80, 86, 90, 127 (все зубчатые колеса имеют одинаковый модуль т = 2 мм).

Нарезание резьбы в зависимости от шага Р н проводят за несколько проходов.

Различают четные и нечетные резьбы. Четной называют резьбу, у которой отношение шага (хода) к шагу ходового винта станка (или наоборот) является целым числом, а нечетной - ту, у которой указанное отношение дробное. Это разделение определяет приемы настройки станка, которые используются при нарезании резьбы.

При нарезании четной резьбы по окончании прохода резец перемещают в исходное положение вручную или механически (ускоренно) при разомкнутой разъемной гайке ходового винта. Кинематическая связь шпинделя и ходового винта обеспечивает возможность включения разъемной гайки ходового винта при любом положении резца относительно резьбы и гарантирует точное попадание его в нарезаемую канавку резьбы.

При нарезании нечетной резьбы после каждого рабочего прохода резец отводят от заготовки в поперечном направлении, переключают суппорт на обратный ход и, не размыкая разъемную гайку, отводят резец в исходное положение. Затем резец устанавливают на заданную глубину резания и выполняют следующий проход. >

Рассмотрим наладку станка на примере.

Пример.

Требуется нарезать метрическую резьбу с шагом Р н = 5,5 мм. Наружный диаметр заготовки Р) - 40 мм. Материал заготовки - конструкционная сталь. Материал резца - быстрорежущая сталь. Скорость резания у = 0,33 м/с.

Решение".

по заданной скорости резания рассчитываем частоту вращения шпинделя:

п шп = 1000 60 уЦпИ) = 1000 60 0,33/(3,14 40) = 159 мин" 1 .

Полученное значение п шп = 159 мин -1 корректируем по табл. 4.1. Для наладки станка принимаем ближайшее к расчетному табличное значение - п шп = 160 мин -1 ;

К М_ 5 РЪ _ 5 55 _ 5 55 _ 5 И _ 50 66 Ь ’ N ~ 8 ‘ Р т ~ 8 " 6 ” 8 ’ 60 ~ 8 " 12 “ 80 " 72"

Числа зубьев сменных колес выбираем из набора сменных колес: р ис> 4.7

К = 50, Ь = 80, М = 66, N = 72.

Проверяем условие сцепляемости подобранных сменных зубчатых колес (рис. 4.7):

				К + Ь>М + 15;
			^ 2 ’	К + Ь>М + 15;
				М + N > Ь + 15.
				М + N > Ь + 15.

Из конструктивных соображений зубчатые колеса гитары должны иметь следующие значения числа зубьев: К < 88, N < 73; К + Ь + М > 260.

подобранные расчетным путем сменные колеса устанавливаем на станок. При этом коробку подач настраиваем с помощью рукояток на шаг Р т = 6 мм.

Вопросы для самопроверки

Какие виды резьб можно нарезать на токарно-винторезных станках?

Какую резьбу называют четной и какую нечетной?

Назовите приемы настройки станка на нарезание четной и нечетной резьб.

Какой режущий инструмент используют при нарезании наружных и внутренних резьб?

Опишите кинематику нарезания резьб плашками и метчиками.

Укажите назначение цепи главного движения резания.

Укажите назначение цепи подачи при нарезании резьб.

Как осуществляют настройку станка на нарезание резьбы с шагом, равным табличному (см. табл. 4.2)?

Как осуществляют настройку станка при нарезании резьб с шагом, отличающимся от табличного?

Как подбирают сменные зубчатые колеса гитары?

Т е м а 5. МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК

Цель - изучение технологических возможностей многоинструментальной обработки на токарноревольверном станке, основных узлов станка и их назначения; приобретение практических навыков наладки станка и самостоятельной работы на нем.

Характеристика многоинструментальной обработки

Назначение и особенности конструкции токарно-револьверного станка

Основные узлы токарно-револьверного станка модели 1К341

Установка заготовок и режущих инструментов

Наладка станка

Вопросы для самопроверки