Рабочая часть инструмента

Рабочая часть любого режущего инструмента состоит из одного или нескольких зубьев. Зуб инструмента имеет клиновидную форму. Он ограничен передней поверхностью, по которой сходит стружка, и задней. Линией пересечения передней и задней поверхностей является режущая кромка. В процессе обработки зубья инструмента, двигаясь относительно заготовки, врезаются режущими кромками в материал и срезают его в виде стружки. По конструкции режущей части инструменты подразделяются на цельные, составные и сборные. Цельный инструмент изготовляется в виде детали полностью из инструментального материала. Составной инструмент, как правило, выполняется сварным. Рабочая часть изготовляется из быстрорежущей стали, а крепежная (хвостовик) — из конструкционной. У составного твердосплавного и сверхтвердого режущего инструмента крепление пластинок инструментального материала к корпусу осуществляется с помощью пайки. Преимущества напаянного инструмента заключаются в том, что такая конструкция позволяет разместить на корпусе относительно большее число зубьев и создать большее пространство для помещения стружки по сравнению с инструментами с механическим креплением зубьев. Благодаря своей монолитности они обладают более высокой виброустойчивостью. Однако процесс напайки сопровождается появлением дополнительных напряжений, которые могут вызвать

 

 

Рабочая часть инструмента

 

 

5

в процессе пайки и эксплуатации инструмента трещины на пластинках твердого сплава. При поломке хотя бы одного зуба инструмент становится непригодным к работе. Из-за неточной установки пластинок при пайке усложняется процесс заточки, так как соответственно увеличиваются припуски, возрастает трудоемкость операции. Несмотря на отмеченные недостатки, многозубые инструменты с напаянными твердосплавными пластинками относительно небольших размеров получили широкое распространение в промышленности.

Составные инструменты могут быть получены также склеиванием, наплавкой быстрорежущей сталью пазов корпуса, центробежной от- ливкой биметаллических заготовок и их последующей обработкой, заливкой легированной сталью или модифицированным чугуном формы с установленными в ней пластинками для зубьев из быстрорежущей стали или твердого сплава. Однако эти методы не получили широкого распространения в промышленности. Сборные многозубые инструменты разделяются на две группы: а) с механическим креплением пластинок инструментального материала; б) с механическим креплением ножей, состоящих из стального стержня (державки) с припаянной или приклеенной к нему пластинкой инструментального материала. Сборные быстрорежущие инструменты чаще всего изготовляются с механическим креплением пластин. В зависимости от типа инструмента форма пластин может быть различной. Оправдало себя крепление быстрорежущих зубьев с помощью рифлений (рис. 3.3), которые часто делаются на зубьях клиновидной формы с углом уклона 5°. Рифления могут идти перпендикулярно к оси инструмента, параллельно ей или под углом 10. ..15°. Выбор расположения рифлений зависит от назначения инструмента,характера его износа и принятого способа переточек. Так, дисковые трехсторонние фрезы, для которых важно соблюдать в процессе эксплуатации неизменной ширину фрезерованного паза, имеют радиальные рифления. При перестановке на рифлениях зубья раздвигаются вдоль оси и таким образом создается припуск на переточку фрез по торцам и соблюдение при этом требуемой ширины фрезы.

Угловое расположение рифлений позволяет выдвигать зубья в осевом и радиальном направлениях. Однако в силу сложности изготовления оно не получило распространения. Осевое расположение рифлений получило большее распространение по сравнению с радиальным, так как его проще изготовить путем протягивания. Кроме того, износ зубьев чаще происходит по их вершинам. При осевом расположении рифлений перестановка зубьев приводит к увеличению диаметра и таким образом компенсирует износ кромок.

На практике применяется крепление при помощи рифлений, расположенных на зубьях, имеющих двойной клиновой уклон. Зубья и пазы с двойным клиновым уклоном обеспечивают выдвижение одновременно в осевом и радиальном направлениях при перестановке зубьев на рифлениях. Это крепление не нашло широкого распространения в силу сложности изготовления.

Клиновидные зубья, в особенности крупных размеров, приводят к излишнему расходу инструментального дорогостоящего материала. Поэтому выполняют зубья из инструментального материала призматической формы и клинья, изготовленные из конструкционной стали. Клин с радиальным уклоном 5° и зуб могут быть соединены осевыми рифлениями. Конструкция позволяет осуществлять регулирование по торцу и по диаметру.

Призматический зуб может иметь с одной стороны продольные рифления для соединения с корпусом и радиальные рифления для соединения с клином. Крепление осуществляется клином с продольным уклоном 3...50. Конструкция позволяет осуществлять регулирование по торцу и по диаметру. Недостатком конструкций, в которых клиновидный зуб заменен составным, состоящим из призматического зуба и клина, является сложность изготовления, а также недостаточно жесткое и надежное закрепление зубьев. Это крепление требует точной пригонки клиньев и пазов. Известно много способов механического крепления твердосплавных пластин и ножей на корпусе инструмента. Наиболее простым является крепление ножей непосредственно торцами винтов. Однако при многократном зажиме на поверхностях ножей, соприкасающихся с винтами, образуются лунки, затрудняющие точную установку. Поэтому более целесообразно передавать усилие зажима через промежуточную планку или пружинящую стенку корпуса. Надежное крепление ножей в корпусе инструмента обеспечивается с помощью клинов трапецеидальной формы с углом 5°. Такая форма придана ножам для того, чтобы возникающие при работе радиальные силы резания не вырвали нож из корпуса. Крепление зубьев при помощи плоского клина требует тщательного изготовления эле-

 

 

Рабочая часть инструмента

 

 

ментов для плотного прилегания соприкасающихся поверхностей и надежного закрепления ножей. Зажим ножей может осуществляться также клиновыми планками с помощью винтов. Одним из прогрессивных направлений в развитии сборных инструментов является применение многогранных пластин твердого сплава, на базе которых создаются разнообразные режущие инструменты. Имеется много конструкций крепления неперетачиваемых пластин в корпусе инструмента, которые можно свести к нескольким схемам (рис. 3.4). Крепление прихватом (рис. 3.4, а) применяют для пластин без отверстий. Пластину устанавливают в закрытый паз и базируют по его опорной и боковым поверхностям. По схеме, изображенной на рис. 3.4, б, пластина поджимается через отверстие к боковым базовым плоскостям закрытого паза державки. Такое крепление обеспечивает высокую точность базирования, однако не гарантирует плотного прилегания опорной поверхности пластины к гнезду корпуса инструмента. Поэтому при затягивании крепления пластину необходимо прижимать к опорной плоскости.

Пластины, имеющие коническое отверстие (рис. 3.4, е), крепятся винтом с конической головкой. Поскольку ось винта смещена с оси отверстия, обеспечивается прижим пластинки к опорной и боковым сторонам паза. Крепление пластины производится ее прижимом через отверстие к боковой стороне паза и одновременным поджимом к опорной поверхности (рис. 3.4, г). Некоторые конструкции крепления многогранных пластин приведены на рис. 3.5. Пластинка 1 (рис. 3.5, а), имеющая отверстие, заклинивается между скосом корпуса 2 и бочкообразной головкой штифта 3 с помощью клиновой планки 5 и винта 4. Бочкообразная форма головки штифта обеспечивает пятно контакта головки с пластинкой и снижает требования к точности изготовления как штифта, так и отверстия в опорной поверхности гнезда корпуса. Аналогичная конструкция изображена на рис. 3.5, б, но в ней между корпусом й режущей пластинкой установлена опорная пластина 6. Опорные пластины выполняются из твердых сплавов или закаленных сталей. Они повышают жесткость стыка, срок службы корпусов инструмента и его стойкость.

Конструкция узла крепления квадратной пластинки 1 с отверстием нашла применение в автоматных резцах (рис. 3.5, в). Пластинка заклинивается между боковой поверхностью гнезда в корпусе 2, головкой штифта 3 и торцом винта 4. Пластинка 1 без отверстия (рис. 3.5, г) крепится путем прижима ее к опорной плоскости гнезда корпуса 2 с помощью прихвата 5 и винта 4. Опорная пластина 6 закрепляется на корпусе винтом 3.

 

 

Рабочая часть инструмента

 

 

 

Пластинка 1 (рис. 3.5,д) прижимается к опорной и боковой плоскостям гнезда корпуса 2 косой тягой 3 с помощью винта 4, а пластинка 1 (рис. 3.5,ё) прижимается к упорной поверхности корпуса 2 головкой качающегося рычага 3 под действием винта 4. Для закрепления опорной пластины 5 служит пружинящая втулка 6. Пластина 1 без отверстия (рис. 3.5, ж) крепится к корпусу 2 с помощью прижима 3 и винта 1. Резед может быть снабжен стружколомом 5 и опорной пластиной 6. Такая конструкция позволяет закреплять пластинки из разнообразных инструментальных материалов, в том числе из минералокерамики и сверхтвердых материалов.

Пластины с коническим отверстием крепятся винтом с конической головкой (рис. 3.5, к). Такое крепление применяется на резцах, фрезах, сверлах и расточном инструменте. Для увеличения долговечности корпусов и упрощения их технологии изготовления находят применение конструкции, в которых пластинки устанавливаются не непосредственно в корпус, а в соответствующие промежуточные элементы — подкладки (рис. 3.5, и).

 

 

Рабочая часть инструмента

 

 

Резцы (рис. 3.6, а) имеют многогранную пластину 7, насаженную на штифт 2, запрессованный в корпусе 4. Крепление осуществляется с помощью клина 3. Аналогичное крепление имеет сверло (рис. 3.6, б) с тремя четырехгранными пластинами. При сверлении сплошного материала вершину одной из них устанавливают по оси инструмента. Распределение припуска между отдельными пластинами осуществляется за счет их определенного расположения. Таким путем можно так же влиять на форму поверхности резания и геометрию инстру- мента.

На рис. 3.6, в изображен зенкер с многогранными твердосплавными пластинками. У торцевой фрезы (рис. 3.6, г) твердосплавная пластинка 3 устанавливается в стальную подкладку 2 и закрепляется в корпусе I клиньями 4, затягиваемыми винтами 5.

Наиболее часто твердосплавные пластинки располагаются' вдоль передней поверхности или под небольшим углом к ней. Предельно допустимая толщина среза может быть увеличена за счет расположения пластинки вдоль задней поверхности. Это расположение пластинки особенно эффективно при черновой обработке.

На рис. 3.6, д изображена торцевая фреза с тангенциальным расположением твердосплавных четырехгранных пластин. В пазах корпуса 1 устанавливаются пластины 2, которые крепятся винтом 3, шариком 4 и гайкой 5 При затягивании винта 3 гайкой 5 шарик 4 скользит по канавке, отклоняет винт, который прижимает пластинку к базовым поверхностям корпуса. При выборе пластинок, располагаемых вдоль задней поверхности, отношение их ширины к толщине принимается в пределах 1,5 : 2.

Механическое крепление многогранных пластинок в инструменте позволяет получить значительный экономический эффект от повышения производительности труда за счет повышения скоростей резания, снижения потерь рабочего времени на замену затупившейся режущей кромки, затрат на переточку инструмента. К недостаткам инструментов с механическим креплением многогранных пластинок относятся: некоторая ограниченность в изменении геометрии инструмента в зависимости от условий обработки, затрудненный стружкоотвод при креплении пластинок со стороны передней поверхности, увеличенные габаритные размеры, вызванные необходимостью размещения на корпусе не только пластинок, но и элементов их крепления; удорожание инструмента за счет применения более точных пластинок и более точного изготовления других деталей инструмента.

 

 

Смотрите также