Расточной инструмент
1. Расточной инструмент
Растачивание обеспечивает шероховатость Ra = 0,32 и точность, соответствующую 6…7 квалитету
4.1. Расточные резцы
Применяются для обработки отверстий. Работают в более тяжелых условиях, чем резцы для наружной обработки:
· поперечные размеры должны быть меньше, чем обрабатываемое отверстие (отношение диаметра державки к диаметру растачиваемого отверстия 0,5…0,8);
· вылет резца должен быть больше длины растачиваемого отверстия (до (6…8)d);
· из-за малой жесткости склонны к вибрации, что не позволяет снимать стружку большого сечения
4.1.2. Стержневые резцы
Рекомендуемые материалы
Крепятся в суппорте станка или устанавливаются на оправке. Державки могут быть круглой, квадратной или прямоугольной формы
При растачивании глубоких отверстий для повышения жесткости резцы крепятся в специальных оправках. Резцы имеют квадратное сечение. Крепятся в оправке в перпендикуляр-ном или наклонном по отношению к оси державки положении.
При расположении резца относительно оси отверстия под некоторым углом ξ углы в плане у резца меняются φн = φ + ξ , φ1н = φ1 +ξ . Это надо учитывать при проектировании резца.
В тех случаях, когда нет необходимости точной настройки резца на заданный размер крепление в гнездах оправок и борштанг может быть нерегулируемым (а). Резец закрепляется в оправке одним или двумя винтами.
Регулируемое крепление резцов предусматривает выдвижение резца при настройке с помощью упорных винтов, что позволяет устанавливать резцы с погрешностью, позволяющей производить обработку отверстия до 8 квалитета точности.
Упорный винт может быть установлен по оси паза (б) и под углом к пазу и резцу (в).
Смещение резцов при настройке с помощью дифференциального винта (г) повышает точность регулировки, однако применение дифференциальных резьб требует повышения точности изготовления и соосности резьб. Упорный винт с проточкой, в которую входит выступ резца (д), позволяет смещать резец при настройке в обоих направлениях, что в ряде случаев является очень удобным.
Некоторые виды крепления инструмента в борштангах и оправках предусматривают применение специальных резцов(е). Расточной резец с твердосплавной пластиной выполнен в виде резьбового стержня с отверстием, в котором на резьбе расположен винт стопорения. На торце стержня имеются два шпоночных выступа, входящих в пазы посадочного отверстия и предохраняющих резец от проворота. На переднем конце стержня резца 1 навинчена гайка-лимб 2, снабженная делениями для точной настройки. Вылет резца на заданный размер устанавливают вращением лимба, после чего резец закрепляется (затягивается) стопорным винтом 3.
Точная настройка резца (ж) выполняется с помощью подвижного плунжера в узле установки и крепления специальных расточных резцов, имеющих рифленую боковую поверхность. Рифления на резце 1 нарезаны под углом и находятся в соединении с рифлениями плунжера 2, расположенного в гнезде борштанги перпендикулярно к плоскости резца и связанного с винтом-лимбом 3. При вращении винта-лимба плунжер смещается и рифлениями передвигает резец. Крепление установленного резца выполняется стопорным винтом 4. Цена деления шкалы на головке регулировочного винта равна 0,01 мм. Такая точность настройки позволяет применять данный узел в борштангах, предназначенных для расточки отверстий 6-го и 7-го квалитетов точности.
4.1.2. Микроборы
Микроборы (резцы-вставки с микрометрическим регулированием) представляют собой прецизионные инструменты для монтажа в расточных оправках. Применяются для растачивания точных отверстий начиная с диаметра 20 мм в случае необходимости подналадки размера на станке. Точность установки резца 0,01…0,005 мм. Установку резца контролируют по нониусу.
Одной из простых и надежных конструкций расточного инструмента является конструкция оправки с микрометрической регулировкой вылета резца. Конструкция состоит из корпуса 1 с конусом 7/24 по ГОСТ 25827-83. В корпусе на переднем торце имеется наклонное (под углом 530) точно выполненное отверстие, в котором расположена державка 2 с квадратным сквозным отверстием для резца 9. На державке образована точная резьба, на которую навинчена лимб-гайка 3 со шкалой. Державка от проворота снабжена шпонкой 6, которая скользит по шпоночному пазу, имеющемуся в отверстии корпуса 1. Пружина 4 и толкатель 5 осуществляет постоянный прижим лимбгайки 3 к плоскости корпуса 1. Резец 9 предварительно устанавливается в пазу державки 2 и закрепляется винтом 7, соединяющим жестко резец с державкой. Регулирование вылета резца осуществляется посредством поворота лимба-гайки на некоторый угол, соответствующий определенному числу делений лимба. Цена одного деления лимба соответствует радиальному перемещению резца на 0,01 мм. Винт 8 служит для фиксирования державки и резца в заданном положении. Предварительная настройка на размер производится вне станка на приборе, а окончательная подналадка - по пробному проходу.
Как показал опыт эксплуатации данных головок, они обеспечивают надежную точность регулирования резца при растачивании отверстий по 7-му квалитету. Конструкция головки отличается высокой жесткостью и успешно применяется при получистовом растачивании с припуском до 3-5 мм. Применение одних и тех же конструкций расточных инструментов для получистовой и чистовой обработки весьма эффективно.
4.2. Двусторонние пластинчатые резцы и блоки
Двусторонние резцы имеют режущие части с обоих торцов и обеспечивают более высокую производительность. Применяются для растачивания отверстий диаметром более 40 мм.
Для лучшего использования и продления срока службы пластинчатые резцы изготовляют сборной конструкции из двух частей. Такая конструкция резцов позволяет регулировать рабочий размер.
Пластинчатый расточной резец цельной конструкции показан на рис. (а). Главные режущие кромки прямолинейны и наклонены к оси под главным углом в плане φ, выбираемым в пределах 300… 600. На калибрующей части делают обратную конусность в пределах 0,04…0,15 мм на 100 мм длины. На нерабочем торце резца – центрирующий паз для фиксации его на оправке.
Пластинчатый резец сборной конструкции приведен на рис. (а-в). В конструкции, показанной на рис. (б) обе половины резца соединены пружиной и устанавливаются на размер винтом с коническим наконечником.
На рис.(в) изображен пластинчатый резец для чистовой обработки, состоящий из двух половинок, которые снабжены рифлениями. Пластинчатый резец настраивают на размер после изнашивания путем перестановки половинок на одно или несколько рифлений относительно друг друга. Затем пластинчатый резец шлифуют на заданный размер по диаметру и затачивают. Режущая кромка пластинчатого резца состоит из четырех частей: направляющей фаски l1 под углом 450, режущей части 12, калибрующей части 13 и участка с обратной конусностью. По задней поверхности вдоль калибрующей части образуются цилиндрические ленточки f = 0,2 … 0,5 мм.
4.3. Расточные блоки
Состоят из корпуса с одной или несколькими парами регулируемых на необходимый размер резцов. Их применяют для предварительной и окончательной обработки отверстий в корпусных деталях.
Сборный расточной блок для предварительной и окончательной обработки приведен соответственно на рис. 4.7, г и д. Паз ВН7 блока для предварительной обработки служит для центрирования блока относительно оси отверстия. Рифления позволяют переставлять вставки для восстановления необходимого диаметра при переточках. Блок для окончательной обработки крепят в расточной оправке штифтом 1, который с помощью конического скоса прижимает блок через вкладыш 2 к оправке. Вкладыш 2 ускоряет смену блока, для этого выдвигают штифт, выталкивают вкладыш и блок свободно вынимают из гнезда оправки. Трапецеидальные ножи 3 входят в пазы корпуса и их крепят в нем винтом 4. Вылет ножа регулируют винтом 5. Для предохранения блока от выпадения в нерабочем положении предусмотрен шарик 6 с пружиной 7 и предохранительным винтом 8.
Конструкция расточного блока с многогранными твердосплавными пластинами (рис. е) состоит из корпуса 1, двух четырехгранных пластин 3, двух подкладок 4 и крепежных деталей 2 и 5. Этот блок применяют при растачивании отверстий диаметром 50…150 мм. Расчет углов установки многогранных пластин в корпусе аналогичен расчету углов для зенкеров.
При установке блока в обрабатываемом отверстии вершина пластинчатого резца, или блока, смещена относительно оси отверстия (рис. ж), поэтому углы γк и αк будут отличаться от углов γ и a, полученных при заточке пластины,
γк = γ – Δ; aк = a + Δ,
где Δ определяют из выражения sin Δ = В / d.
Типы крепления пластинчатых резцов в оправках
Резец 1 (рис. а) устанавливают в паз оправки, снабженный лысками, на которые заходят заплечики пластины с посадкой Н7/h6. Крепят резец клином 4. Недостатком этой конструкции является быстрое изнашивание оправки по лыскам вследствие нажима на них заплечиков пластинчатого резца. На рис. (б) показано крепление резца 1 с помощью клина 4, прижимающего резец к центрирующему штифту 2. На рис.(в) показан другой вариант этого крепления. Резец 1 имеет полукруглый паз, в который входит центрирующий выступ вкладыша 3. Точное фиксирование и закрепление резца обеспечиваются коническим штифтом 4. На рис. (г) показано крепление гайкой 5 и контргайкой 6. Это крепление надежно, но сложно в изготовлении. На рис.(д) представлено крепление винтом 7 с торца оправки. В конструкции на рис. (е) резец 1 крепят с помощью вкладыша 8, упирающегося в коническую часть винта 9. Винт 10 предохраняет вкладыш от выпадения при вынимании резца. На рис. (ж) представлено плавающее крепление Пластинчатого резца 1 в оправке 11. Этот способ широко применяют при креплении чистовых пластинчатых резцов. Резец устанавливают в пазу с посадкой Н7/h6 по ширине В и длине L, он может самоустанавливаться по подготовленному под чистовое растачивание отверстию.
Плунжер 12 служит для предохранения пластинчатого резца от выпадения из оправки в нерабочем положении.
Применение пластинчатых резцов уменьшает разбивку отверстия в процессе обработки и улучшает качество обработки.
4.4. Расточные головки
Расточные головки обладают большей производительностью по сравнению с другими расточными инструментами. Их широко применяют в автоматизированных производствах, в том числе на станках с ЧПУ.
Прогрессивным инструментом являются регулируемые однолезвийные расточные сборные головки, оснащенные сменными многогранными твердосплавными пластинами.
В лекции "80 Основания наследования" также много полезной информации.
Для более производительной обработки отверстий с пониженными требованиями к точности положения оси рационально применение расточныx головок, имеющих два радиально расположеныx режущих зуба. В этом случае подача может быть увеличена до двух раз в отличие от подачи при использовании однозубых головок.
Конструкция расточныx головок с двумя режущими зубьями позволяет уравновесить радиальную составля-ющую силы резания и существенно улучшить динамику процесса растачивания, уменьшить вибрации. Увеличение числа зубьев расточныx головок свыше двух не рационально, так как значительно усложняет конструкцию инструмента, уменьшает диапазон регулирования по диаметру и, как показывает опыт, не позволяет работать на повышенных скоростях резания из-за динамической неустойчивости процесса растачивания.
Оснащение двузубых расточных головок сменными твердосплавными многогранными пластинами значительно упрощает эксплуатацию головок, так как исключаются переточки после износа и сохраняется длина головки. Применение пластин с новыми формами передней поверхности позволяет решить вопрос стружкоформирования при обработке стали.
На головках используются пластины трехгранной, ромбической или четырехгранной формы с задними углами. Марки сплавов аналогичны тем, которые применяются при точении. Рекомендуется применение пластин с износостойким покрытием. Режимы резания при применении расточных головок с механическим креплением твердосплавных пластин могут быть увеличены на 30-50% по сравнению с режимами резания при применении подобных инструментов с напаянными пластинами из твердого сплава.
Преимуществом сборного расточного инструмента являются возможность широкой унификации инструментальной оснастки для станков с ЧПУ и ГПС в масштабах предприятия, а также простота его изготовления.
