Многолезвийные инструменты

Категория:
Токарное дело


Многолезвийные инструменты

Резервом повышения производительности и качества деталей является применение высокопроизводительных режущих инструментов. Часто полезным является применение комбинированных инструментов. На рис. 2 показан комбинированный резец, способный обтачивать различные наружные и внутренние поверхности. На рис. 3 показан комбинированный резец для обработки восьми внутренних поверхностей за одну установку. Применение комбинированных резцов не усложняет наладку. Резцы можно устанавливать произвольно без шаблонов. Перемещение их к обрабатываемым поверхностям производится по лимбам. Такие резцы выгодно применять при обработке коротких поверхностей с небольшими колебаниями диаметров.

Оригинальным является универсальный резец-столбик, состоящий как бы из шести резцов— по три на каждом торце. Работать надо всегда острым резцом. При малейшем затуплении столбик поворачивается (переустанавливается) и в работу вступают новые режущие кромки. Резец имеет положительные передние углы и способен одинаково работать как при подаче в сторону как передней, так и задней бабки. Он удобен для нарезания наружных резьб. Переточка резца проста и производится профильным с угловым выступом абразивным кругом.

Для легкообрабатываемых материалов (алюминиевых сплавов и др.) используют резцы-столбики с передним углом более 45°. При работе таким резцом получается сход стружки без деформации, усадки и образования нароста. При таком переднем угле ларост не удерживается на режущей кромке при любых скоростях резания, что обеспечивает малую шероховатость обработанной поверхности. Силы резания малы.

Рис. 1. Комбинированный резец для точения наружных и внутренних поверхностей заготовок: кружками обозначены режущие кромки резца и соответствующие обрабатываемые поверхности

Рис. 2. Комбинированный резец для точения восьми внутренних поверхностей при одной установке детали

Увеличение переднего угла уменьшает силы, действующие на режущий инструмент.

Надостатком резцов с большим передним углом является образование сабельной, малозавивающейся стружки, но прочность заостренного резца при малых силах резания достаточна. Для ломания стружки приходится перед точением тем же самым резцом делать кольцевые или винтовые надрезы на обрабатываемой поверхности.

Резцы-столбики следует применять при чистовом точении. При чистовом точении шероховатость поверхности вследствие образования канавок износа (проточин) глубиной до 20 мкм на режущей кромке у вершины резца снижается. Автором установлено, что шестью вершинами образование этих канавок подчиняется закономерностям, не зависящим от материала детали и инструмента, а зависящим главным образом от величины подачи. Края стружки истирают инструмент, образуя две канавки на режущих кромках. Меняя подачу, можно увеличить время до появления этих канавок, а следовательно, и стойкость инструмента.

Рис. 3. Резец-столбик

Работа сверл зависит от методов заточки и крепления, вида СОЖ и т. д. Стойкость инструмента (в минутах) до затупления равна примерно двум его диаметрам (в миллиметрах). Например, сверло диаметром 10 мм имеет стойкость 20 мин. Стойкость зависит от качества заточки. Например, стойкость сверл при тщательной симметричной за точке в 2 раза выше стойкости сверл асимметричной заточки с длиной одной режущей кромки на 0,2 мм больше другой. Вылет сверла при креплении нужно делать как можно меньше.

Рис. 4. Схема сил резания в зависимости от переднего угла

Существует экспериментальная формула для выбора подачи при сверлении различных материалов в зависимости от диаметра d, мм, сверла, мм/об: S=0,015d.

Скорость резания для быстрорежущих сверл принимают в зависимости от материала заготовки, м/мин: алюминий 90… 120; медь 45; бронза 30 …90; чугун 25 … 45; малоуглеродистая сталь 27; легированная сталь 15… 21; жаропрочные сплавы.

При малой глубине отверстий автор предпочитает вместо сверл брать пальцевые фрезы, не имеющие на вершине перемычек, которые затрудняют резание. Кроме того, пальцевые фрезы — более жесткий инструмент, и при работе они образуют плоское дно отверстия. В отличие от концевых и шпоночных фрез они имеют заточку (подточку перемычки), позволяющую выполнять сверление. Закрепляют их в сверлильном патроне, установленном в пиноли задней бабки.

Для увеличения диаметра имеющегося отверстия, образованного отливкой, ковкой, штамповкой или сверлением, применяют зенкерование. Зенкер жесткий инструмент, и зубья его обеспечивают хорошее центрирование и направление в отверстии, так как усилия на одном зубе воспринимаются несколькими противолежащими зубьями. Тем не менее при неблагоприятных условиях работы зенкер отклоняется от заданного направления и ось отверстия получается неправильной. Особенно часто это случается при обработке глубоких отверстий.

Например, обработка отверстий диаметром 30… 50 мм и глубиной 300 … 500 мм — трудоемкий процесс, что объясняется малой жесткостью инструмента. В промышленности применяется много различных методов ее выполнения. В результате проведенных исследований автором было установлено, что наиболее производительным и экономичным в условиях серийного производства является метод, осуществляемый зенкерованием и раскатыванием.

На рис. 4 показана схема обработки отверстия гидроцилиндра. Заготовку в виде трубы длиной 485 мм, диаметром 45 мм и толщиной стенки 6 мм помещают в разрезную пружинящую втулку и зажимают в патроне токарного или револьверного станка. Зенкерование ведут при обратной подаче в сторону задней бабки. Через сквозное отверстие оправки, закрепленной на суппорте, в зону резания подводится СОЖ-Мелкая стружка вымывается в сторону, противоположную направлению подачи инструмента.

Рис. 5. Схема зенкерования

Такая работа зенкера обеспечивает точное его направление в обрабатываемом отверстии, высокую стойкость инструмента и достижение шероховатости поверхности 2,5… 1,25 мкм. Зенкерование труб диаметром 45 мм и длиной 485 мм из стали 35 и 45 при окончательном диаметре отверстия 36 мм осуществляют с S=0,3 мм/об при и=1000 об/мин. Припуск при зенкеровании составляет 1,5 мм на сторону.

После обработки зенкер удаляют из оправки и в нее ввертывают раскатку. Частоту вращения уменьшают в 2 раза, а подачу в 2 раза увеличивают включением суппорта с подачей 0,6 мм/об. При вращающемся шпинделе раскатка входит в отверстие и перемещается в сторону передней бабки. Для охлаждения применяют масло. По окончании рабочего хода раскатку выводят из отверстия быстрым отводом суппорта.

Такое скоростное зенкерование и последующее раскатывание надежно обеспечивают получение шероховатости поверхности глубоких отверстий в стальных деталях 0,63 … 0,32 мкм.

Для более точной обработки отверстий применяют вместо зенкерования развертывание. При работе развертками внимание обращается на износ режущих кромок, при котором появляется налипание обрабатываемого материала на инструмент, изменяется диаметр отверстия и увеличивается шероховатость обработанной поверхности. Изнашивается главным образом задняя поверхность режущих зубьев: износ не должен превышать 6=0,6… 0,8 мм. Особенно интенсивно изнашиваются зубья на участке перехода от конуса к цилиндру.

На рис. 6 показана трехзубая развертка с левой спиралью. Угол спирали 16° и шаг 200 мм. Развертка изготовлена из быстрорежущей стали и состоит из конического и цилиндрического участков. При обработке жаропрочных сталей стойкость этих разверток мала. В первую очередь затупление наступает на переходе конуса к цилиндру. Автором была предложена дополнительная заточка по задней поверхности на участке перехода конуса к цилиндру с увеличением заднего угла с 10 до 17°. Изменение заточки по задней поверхности позволило устранить налипание материала на инструмент, уменьшить шероховатость обработанной поверхности и увеличить стойкость инструмента.

Рис. 6. Схема изнашивания развертки

Рис. 7. Коническая развертка с дополнительной заточкой по задней поверхности

На чистовых развертках ширину ленточек на цилиндрической части следует оставлять не более 0,03… 0,05 мм. Доводку можно не делать, если применить калибрующие закаленные кольца. В этом случае развертка делается сначала без фасок, диаметром, равным номиналу плюс 0,02…0,04 мм, и прошивается под прессом через калибрующие кольца. В результате уплотнения материала на цилиндрической части зубьев образуются фаски шириной 0,03—0,05 мм. Благодаря упрочнению режущих кромок повышается стойкость инструмента. Автор часто прибегает к упрочнению методом алмазного выглаживания режущих кромок сверл, фрез, резцов сразу после их заточки. При этом стойкость выглаженного инструмента заметно повышается.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум