Основные режущие инструменты

By | 19 августа, 2011

Основные режущие инструменты

При работе на металлообрабатывающих станках используются различные универсальные и специальные инструменты: резцы, сверла, развертки, зенкеры, метчики, плашки, круглые и шлицевые протяжки, червячные фрезы, дисковые и пальцевые фрезы, шлифовальные круги, хонинговальные головки и т.д.

Основные режущие инструменты показаны на рис. 11.4 (а, у — задний и передний угол соответственно). Несмотря на различную внешнюю форму и назначение все они имеют рабочую часть, непосредственно снимающую стружку, и зажимную часть для крепления в патроне или резцедержателе.

Резцы.

Резцы можно подразделить на три основные группы: токарные, строгальные и долбежные. Режущая часть резца имеет форму клина, заточенного под определенным углом.

По технологическому назначению различают резцы проходные (рис. 11.5, а —в) — для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; подрезные (рис. 11.5, г) — для обтачивания плоских торцов; расточные — для растачивания сквозных (рис. 11.5, д) и глухих (рис. 11.5, е) отверстий; отрезные (рис. 11.5, ас), лопаточные прорезные или канавочные (рис. 11.5, з) — для точения наружных кольцевых канавок; резьбовые (рис. 11.5, и) — для нарезания резьб; фасонные круглые (рис. 11.5, к) и призматические (рис. 11.5, л) — для обработки фасонных поверхностей и т.д. По конструкции головки резцы делятся на прямые (см. рис. 11.5, а), отогнутые (см. рис. 11.5, 6) и оттянутые (см. рис. 11.5, ж). По характеру обработки различают резцы для чернового, получистового и чистового точения, по роду материала — из быстрорежущей стали, твердого сплава и т.д. По способу изготовления резцы бывают цельные и составные. Наиболее распространены составные резцы с пластинами из твердого сплава или быстрорежущей стали. По виду пластины твердого сплава различают резцы с перетачиваемыми трех- и четырехгранными пластина ми и с неперетачиваемыми трех-, четырех-, пяти- и шестигранными пластинами.

 

 

Сверла.

Для сверления и растачивания отверстий диаметром до 80 мм используют сверла. В зависимости от конструкции и назначения различают следующие типы сверл: цилиндрические с винтовой канавкой и коническим хвостовиком (стандартные и удлиненные) (рис. 11.6, а); сверла для рассверливания чугуна с пластиной из твердого сплава (рис. 11.6, б); перовые для глубоких отверстий (рис. 11.6); полые для кольцевого сверления отверстий диаметром более 60 мм (рис. 11.6, г); ступенчатые (рис. 11.6, д).

Основными частями сверла являются (см. рис. 11.6, а): рабочая часть б, шейка 3, хвостовик 5, поводок или лапка 4, режущая часть / и спиральная канавка 2. Форма заточки режущей части существенно влияет на процесс резания и может быть обыкновенная, с подточкой перемычки, с подточкой перемычки и ленточки, с двойной заточкой и др.

Удлиненные сверла больше стандартных на 30…40 %.

Сверла для рассверливания отверстий в чугунных заготовках имеют прямолинейную канавку или канавку с крутой спиралью для отвода стружки и пластину твердого сплава на режущей части.

Перовые сверла для сверления глубоких отверстий большого диаметра могут иметь направляющие из твердых пород дерева и охлаждаться эмульсией.

Полые головки для кольцевого сверления отверстий большого диаметра позволяют использовать сердцевину отверстий и требу-

 

ют меньших затрат мощности и времени на обработку отверстий в сплошном материале по сравнению с обычным сверлением и последующим рассверливанием, зенкерованием и растачиванием.

Ступенчатое сверло для обработки крепежных отверстий имеет четыре ленточки на большом диаметре и обеспечивает точное расположение осей (±0,05 мм) и шероховатость поверхности Ка 2,5… 125 мкм.

Большое распространение получили центровые сверла, позволяющие одновременно обрабатывать цилиндрическую и коническую части центровочных отверстий. Промышленность выпускает сверла с углом базового конуса 60 и 75°, с двойным базовым конусом 60 и 120°, с радиусной базовой поверхностью.

Развертки.

Для обработки точных цилиндрических и конических отверстий на станках сверлильной, токарной, расточной групп или вручную используют чистовой осевой инструмент — развертки, которые являются единственным инструментом для обработки точных отверстий малого диаметра.

 

На рис. 11.7 показаны основные типы разверток: цельные с цилиндрическим или коническим хвостовиком (рис. 11.7, а) насадные для сквозных или глухих отверстий (рис. 11.7, б); конические (рис. 11.7, в); специальные для борштанг (с нерегулируемыми и регулируемыми ножами) (рис. 11.7, г).

В зависимости от характера обрабатываемого материала применяют развертки с пластинками из быстрорежущей стали или твердого сплава.

Режущая часть сварных разверток выполняется из быстрорежущих сталей, хвостовик — из стали 45.

Ручные развертки изготавливают из инструментальной стали 9ХС в двух исполнениях: развертки с прямыми канавками диаметром 1 …50 мм и развертки с винтовыми канавками диаметром 6…50 мм. Хвостовик у разверток цилиндрический, заканчивающийся квадратом. Особенностью разверток является длинная рабочая часть, что обеспечивает их хорошее направление и центрирование по обрабатываемому отверстию.

Конические развертки предназначены для предварительной и чистовой обработки конических отверстий с конусностью 1:50; 1:30; 1:20; 1:16 и конусами Морзе. Особенностью конических разверток является отсутствие калибрующей части. Развертки для отверстий под конические штифты с конусностью 1:50 изготавливают только чистовыми, остальные — черновыми и чистовыми. На режущих кромках черновых разверток нанесены стружкоразделительные канавки в виде прямоугольной резьбы.

Для удобства измерения реального размера разверток с помощью микрометра все их виды выполняют с четным числом зубьев, однако при равномерном шаге между зубьями возможна огранка обработанного отверстия. Поэтому у разверток зубья выполняют с неравномерным окружным шагом. Только одна пара зубьев лежит в диаметральной плоскости, она и показывает реальный диаметр развертки.

Зенкеры и зенковки.

С помощью зенкеров обрабатывают цилиндрические отверстия, полученные сверлением, отливкой, ковкой, штамповкой, с целью придания им более правильной геометрической формы, повышения размерной точности и уменьшения шероховатости поверхности.

Зенкеры бывают следующих типов (рис. 11.8): со спиральным зубом, коническим и цилиндрическим хвостовиком (быстрорежущие или с пластинками твердого сплава); со спиральным зубом (насадные и цельные); насадные со вставными ножами и быстрорежущие; насадные, оснащенные твердым сплавом; для цилиндрических углублений (цельные и съемные); для зачистки торцовых поверхностей (пластинчатые или со вставными ножами); специальные для борштанг.

Материал корпуса зенкера — сталь 40Х.

В зависимости от назначения отечественная промышленность выпускает следующие разновидности зенкеров:

• цельные с коническим хвостовиком, трехзубые, номинальный диаметр 10…50 мм;

 

 

твердосплавные, с коническим хвостовиком, трехзубые, номинальный диаметр 14…50 мм;

цельные насадные, четырехзубые, номинальный диаметр 42…80 мм,

насадные со вставными быстрорежущими ножами или вставными ножами из твердого сплава, номинальный диаметр 50… 100 мм, число зубьев — от 4 до 6.

Для обработки опорных поверхностей под крепежные винты применяют зенковки со сменной цапфой (рис. 11.8, ж). Диаметр цапфы выбирают в зависимости от диаметра основного отверстия. Зенковки с цилиндрическим хвостовиком выпускают диаметром 15; 18; 20; 22 и 24 мм, зенковки с коническим хвостовиком — 15; 18: 20, 22; 24; 26; 30; 42; 43; 44; 46 и 50 мм.

Протяжки.

Узкоспециальный инструмент — протяжки — применяют в условиях массового производства для обработки поверхностей со строго заданными формой и размерами. По характеру обработанной поверхности протяжки подразделяются на внутренние и наружные. На рис. 11.9 показаны основные типы внутренних протяжек для обработки отверстий.

Фрезы.

Открытые горизонтальные и вертикальные плоскости, а также прямоугольные Т-образные и угловые пазы обрабатывают фрезами. Основные типы фрез показаны на рис. 11.10:

цилиндрические со вставными ножами из быстрорежущей стали, составные, работающие в комплекте с числом фрез от 2 до 6;

дисковые пазовые трехсторонние с прямым мелким зубом;

дисковые трехсторонние со вставными ножами из быстрорежущей стали;

Т-образные пазовые;

концевые с коническим хвостовиком, винтовыми канавками, оснащенные твердым сплавом;

торцовые с коническим хвостовиком и насадные со вставными ножами из быстрорежущей стали;

торцовые насадные со вставными ножами, оснащенные твердым сплавом;

торцовые ступенчатые с разделением припуска между ножами;

торцовые обдирочные со стружкоразделительными канавками;

концевые шпоночные и пазовые;

угловые цельные и насадные.

Кроме того, выпускают фасонные фрезы, имеющие фасонную образующую и предназначенные для обработки фасонных поверхностей.

Промышленностью выпускаются фрезы дисковые полукруглые выпуклые и вогнутые, фрезы модульные дисковые или концевые для нарезания зубчатых венцов цилиндрических колес методом копирования.

Метчнки.

По назначению метчики делятся на ручные, машинные и гаечные. Ручные метчики выпускают в комплекте из двух или трех штук. Комплект из двух штук применяется для нарезания резьб с шагом до 3 мм.

Метчик (рис. 11.11, а) состоит из рабочей части 5, хвостовика 4 с квадратом 3 для закрепления инструмента в воротке. Рабочая часть состоит из заборной 1 и калибрующей 2 частей. Режущие зубья рабочей части заточены с задним углом, отличным от нуля. Задний угол калибрующих зубьев равен нулю.

Черновые метчики имеют заниженные размеры с развитой за- ходной частью, а чистовой — полный профиль резьбы.

Гаечные метчики выполняют с коротким, длинным и изогнутым хвостовиками.

Плашки.

Плашка (рис. 11.11, б) состоит из двух заборных 1 и калибрующей 2 частей. В зависимости от конструкции различают плашки круглые цельные, круглые разрезные и раздвижные. Разрезные плашки снабжены сквозной прорезью, позволяющей регулировать диаметр резьбы в пределах 0,1 …0,15 мм. Плашку крепят в специальном воротке. Раздвижные плашки крепят в клуппе.

Клупп (от нем. Kluppe) — инструмент лля нарезания резьбы вручную на стержнях или трубал, состоит из рамки с ручками, в которой зажимается плашка.

Зуборезные долбяки и многорезцовые головки.

Зуборезные долбяки предназначены для обработки зубчатых вендов прямозубых, косозубых и шевронных цилиндрических зубчатых колес с наружными и внутренними зубьями.

По конструкции долбяки делятся на дисковые (рис. 11.12, а); хвостовые (рис. 11.12, б); чашечные (рис. 11.12, в)\ втулочные (рис. 11.12, г); сборные с привернутыми зубьями (рис. 11.12, д) и комбинированные.

Долбяк представляет собой зубчатое колесо, но в отличие от последнего имеет задний угол режущих зубьев, и поэтому диаметры долбяка в сечениях на различном расстоянии от торца различны. При нарезании колес с прямыми зубьями используют долбяк с прямыми режущими зубьями, а при нарезании косозубых колес — долбяк с винтовыми зубьями.

Долбление зубьев многорезцовыми головками (рис. 11.13) относится к методу фасонной обработки. Число фасонных резцов головок равно числу зубьев нарезаемого колеса, а профиль режущей части резцов соответствует профилю впадин между зубьями колеса. Поэтому для каждого нарезаемого колеса определенного модуля и числа зубьев должна быть изготовлена специальная многорезцовая головка, что целесообразно только в условиях массового производства шестерен.

Червячные зуборезные фрезы.

Червячные фрезы с прямолинейным профилем в нормальном сечении до настоящего времени являются основным типом фрез для зубонарезания цилиндрических колес.

Черновые фрезы делают пониженной точности, часто с нешлифованным профилем зуба. Для повышения производительности червячные фрезы делают многозаходными. Чистовые фрезы, как правило, изготавливают однозаходными трех типов и четырех классов точности: тип 1 — цельные прецизионные класса точности АА;

 

тип II — цельные общего назначения классов точности А, В и С; тип III — сборные классов точности А, В и С.

Сборная червячная фреза с поворотными рейками, предназначенная для нарезания цилиндрических зубчатых колес 8-й степени точности, показана на рис. 11.14 и состоит из корпуса 1 с пазами трапециевидной формы, комплекта зубчатых реек 2, полукольцевой шпонки 5и крышек 4, напрессованных на выступы реек. Крышки закреплены винтами 3.

Для червячных фрез наружный диаметр принимают по ГОСТу.

Абразивные шлифовальные круги.

Размеры и типаж шлифовальных кругов зависят от конфигурации и размеров обрабатываемой заготовки, требований к результатам обработки, вида обработки и характеристик станка. Основные формы шлифовальных кругов показаны в табл. 11.1 и регламентирован ы ГОСТ 2424—83.

Рис. 11.13. Зубодолбежная многорезцовая головка: I — разводящее кольцо станка, 2— сводящее кольцо станка; 3 — резей, 4 — заготовка шестерни

 

Это круги прямого профиля (тип 1) — наиболее распространенная форма; кольцевые круги (тип 2) используют для плоского шлифования торцом круга и крепят на планшайбе с помощью цементирующих материалов; круги конического профиля (типы 3 и 4) и круги с выточками (тип 5, 7, 10, 23) — инструмент универсального применения; чашечные круги (тип 6) применяют для заточки и доводки режущего инструмента, внутреннего и плоского шлифования; чашечные конические круги (тип 11) предназначены для заточки и доводки режущего инструмента, когда затруднено применение шлифовальных кругов других типов.

Лепестковые шлифовальные круги.

Для выполнения операции полирования промышленность выпускает лепестковые, эластичные, войлочные, тканевые, бумажные, фетровые, гибкие полировальные и другие виды кругов.

Лепестковые шлифовальные круги имеют диаметр 200 и 300 мм, ширину 40; 50 и 100 мм, посадочный диаметр 44,5 мм и различаются по способу крепления абразивных лепестков в ступице круга.

Для декоративно-полировальных работ применяют круги армированные неразборные (рис. 11.15, а) с клеевым креплением лепестков. Такой круг состоит из двух штампованных фланцев ] и приклеенных к ним (и между собой) лепестков 2.

Армированные разборные круги (рис, 11.15, б) с клеевым соединением лепестков и механическим креплением блока с арматурой применяют на унирерсальных плоскошлифовальных и круг- лошлифовальных станках. Такой круг состоит из алюминиевой ступицы 4, двух фланцев 1, стягивающих болтов 3 и набора лепестков 2. Предварительную установку и крепление лепестков осуществляют при помощи кольцевых выступов фланцев, входящих в

радиусные пазы лепестков. Лепестки связаны в единый блок при помощи композита на основе эпоксидной смолы.

Торцовый лепестковый круг (рис. 11.15, в) выполнен в виде сборной планшайбы 5 и набора лепестков 2. Лепестковый блок также приклеен к планшайбе эпоксидным клеем. При установке круга лепестки разворачиваются в радиальном направлении в сторону вращения круга на угол эатыдования торца лепестков (8… 10°).

Круги диаметром до 500 мм изготавливают безарматурными (рис. 11.15, г).

При выборе размеров лепестковых кругов необходимо учитывать, что увеличение диаметра и высоты лепестков повышает производительность круга, но требует более мощного и дорогого оборудования. Определяющее значение при выборе круга имеет высота лепестком Н

Тарельчатые круги (см. табл. 11.1, тип 14) применяют для резь- бо-, шлице- и зубошлифования, заточки многозубого режущего инструмента. Круги с запрессованными крепежными элементами (см. табл. 11.1, тип 36) используют для плоского шлифования протяженных поверхностей торцом круга.

Алмазные и эльборовые круги показаны на рис. 11.16.

Хонинговальные головки.

Специальный инструмент для чистовой обработки отверстий абразивными брусками, равномерно раздвигающимися в радиальном направлении, — хонинговальная головка — вместе с брусками имеет возвратно-поступательное и вращательное движение. Конструкция хона показана на рис. 11.17. В корпусе 7 по окружности расположены четыре державки 6с наклеенными на них абразивными брусками 5. Державки установлены на подавателе 3 и опираются на две конусные поверхности 4 центрального стержня. Шток 8, связанный с гидросистемой станка, осуществляет необходимое осевое перемещение центрального стержня и его конусных поверхностей, им обеспечивается радиальное перемещение брусков 5для осуществления подачи при хонингова- нии. Державки б брусков и подаватель 3 удерживаются в контакте с конусными поверхностями 4 дпумя охватывающими спиральными пружинами 2. Чтобы избежать ненужного контакта брусков с обрабатываемой поверхностью при вводе и выходе хона из отверстия, на корпусе хона расположены четыре направляющие планки 9 по диаметру D\, на 0,5 мм меньшему диаметра обрабатываемого отверстия.

Дисковые шеверы и зубчатые хоны. Дисковые шеверы применяют для отделочной обработки боковых сторон зубьев цилиндрических шестерен. Их изготавливают трех классов точности А, В и С с углом профиля 20′ и номинальным делительным диаметром 180 мм для модулей 1,25… 6 мм и 240 мм — для модулей 2…8 мм.

Дисковый шевер (рис. 11.18, а) имеет форму закаленного и шлифованного зубчатого колеса с прямыми или косыми зубьями, с большим числом прямых зубчиков расположенных на боковой поверхности по всей высоте зуба в большинстве случаев параллельно торцу.

Зубчики имеют режущие кромки для снятия стружки в процессе резания. В основании зубьев имеются отверстия для выхода инструмента при изготовлении канавок, прохождения потока охлаждающей жидкости и срезаемой стружки.

Зубчатые хоны представляют собой прямозубые или косозубые колеса, состоящие из стальной ступицы 3 и абразивного зубчатого векца 2 (рис. 11.18, б). Их изготавливают того же модуля, что и обрабатываемые колеса.

 

Хон проектируют для каждого зубчатого колеса подобно стальным шеверам с увеличенным диаметром. Разница между наружным диаметром нового и предельно изношенного хона составляет 15…20 мм. Наружный диаметр хона выбирают в пределах 220…250 мм, ширину венца — 20…25 мм.

Число зубьев хона не должно быть кратным числу зубьев обрабатываемого колеса.

Абразивные хоны изготавливают на основе эпоксидных смол с добавлением карбида кремния различной зернистости. Отливают хоны в точных формах, изготовленных по мастер-колесу (5-й степени точности). Срок службы хона при обработке заготовок автомобильных зубчатых колес составляет 1 500 — 3 000 шт., после изнашивания хоны не восстанавливаются, а стальная ступица сохраняется.

Для повышения точности и производительности получают применение в промышленности хоны из синтетических алмазов. Зерна алмазов наносят тонким слоем на боковые поверхности стальных зубьев. Эти зубья воспринимают большое давление при хонинговании, они не выкрашиваются и не ломаются. После изнашивания покрытие может быть снято и заменено новым.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *