Фасонный резец для токарного станка

Огромное количество самых разных работ, которые постоянно выполняются с помощью токарных станков, привело к созданию ряда резцов позволяющих производительно выполнять технологические операции. Все они имеют разную конструкцию и назначение, для которого создавались.

Каждый токарный резец, в зависимости от того, какую геометрическую форму он имеет, получил свое отдельное название. Оно зависит не только от формы, но также от его свойств и назначения. Все они будут указаны ниже.

1 – проходной прямой резец ; 2 – проходной отогнутый; 3 – проходной упорный; 4 – подрезной резец; 5 – широкий проходной; 6 – расточный резец; 7 – расточный упорный; 8 – отрезной резец; 9 – резьбовой резец; 10 – фасонный резец.

Проходные прямые резцы используются, если нужно обточить внешнюю поверхность цилиндрической формы.

Проходные упорные резцы используются для протачивания цилиндрических поверхностей и валов с небольшими уступами. Если обратить внимание на форму резца, то главный угол подобного инструмента ровен девяносто градусам. Это позволит уменьшить вибрацию, которая появится во время выполнения работы.

Проходной отогнутый резец считается более универсальным инструментом. Не меняя его положение в резцедержателе, можно обтачивать, как цилиндрические поверхности, так и подрезать торцы заготовки. Этот резец часто используют, чтобы обрабатывать ступенчатые валы или какие либо другие детали, которые в результате технологического процесса требуют подрезки небольшого уступа.

Подрезной резец используют, чтобы обработать торцевые наружные поверхности. В процессе работы подача движения инструмента должна быть такой, чтобы её движение было перпендикулярно оси вращения детали, которая будет обрабатываться.

Расточные резцы используют, чтобы растачивать различные сквозные отверстия, предварительно обработанные сверлом.

Расточные упорные резцы так же используют для расточки детали после сверления. Обычно этот инструмент используется для обработки глухих отверстий.

Отрезные резцы используют, чтобы разрезать материал. Обычно чтобы получить желаемый результат при выполнении работ подобными резцами, нужно выбирать такой инструмент, у которого длина головки будет больше, чем радиус самой обрабатываемой детали. При этом соблюдается правило, когда толщина головки по направлению к телу резца постепенно уменьшается. Это делается, чтобы минимизировать трение, которое образуется во время резки детали, между торцевыми плоскостями и вспомогательными режущими кромками.

Резьбовые резцы используют, чтобы нарезать внутреннюю резьбу или наружную. При этом профилю резьбы, которая нарезается, должна соответствовать форма режущей части инструмента.

Канавочные резцы используют для обработки технологических канавок различного профиля и назначения.

Фасонные резцы используют, чтобы обрабатывать специальные фасонные поверхности. При этом важно соблюсти профиль, который будет у режущей кромки инструмента. Он должен быть таким, чтобы отвечать профилю заготовки и ее поверхности, которая будет обрабатываться. Затачивают такие резцы исключительно по передней поверхности. По этой причине не меняется профиль кромки.

Современное эффективное производство отличается использованием специальных резцов, которые оснащаются неперетачиваемыми и часто многогранными твердосплавными пластинками. Когда лезвие изнашивается, то пластинка достается и переставляется таким образом, чтобы закрепить следующую не сработанную грань лезвия.

Требования к инструментам

На токарном станке могут использовать самые разные режущие инструменты, каждый из которых будет работать в более тяжелых условиях по сравнению с любыми деталями машин. По этой причине к материалу, из которого они изготовляются, предъявляются повышенные требования.

Твердость инструмента всегда должна оказываться выше, чем она же у обрабатываемой заготовки. Если это не соблюдать, то вместо резания будет наблюдаться смятие режущей кромки.

Высокая износостойкость наиважнейшая требование, предъявляемое к металлорежущему инструменту от которого зависит время на обработку до последующей переточки.

Высокая теплостойкость подразумевает такое качество инструмента, при котором он способен выполнять обработку без потери режущих свойств не смотря на высокую температуру.

Высокая механическая прочность влияет на устойчивость инструмента к воздействию силы резания, которая в процессе обработки достигает высоких значений. Материал, из которого изготавливается режущий инструмент, должен хорошо работать, как на изгиб, так и на сжатие.

Фасонные резцы применяются для обработки деталей с фасонным профилем. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают:

1. идентичность формы, точность размеров деталей, так как они зависят не от квалификации рабочего, а в основном от точности изготовления резца;
2. высокую производительность благодаря большой экономии машинного времени, связанной с сокращением пути резания, и вспомогательного времени, требуемого на установку и наладку резца при смене его;
3. высокую долговечность благодаря большому количеству допускаемых переточек;
4. меньшее количество брака;
5. простоту заточки.

На рис. 76 приведена схема обработки при помощи десяти простых и двух фасонных резцов. В первом случае время обработки

Рисунок 76 – Схема работы фасонных резцов

равно 41/2 мин. (в расчет были приняты резцы В, С, F, G, К, J), тогда как во втором около 11/2 мин., т. е. экономия получается в 3 раза. Установка двух фасонных резцов значительно проще и быстрее по сравнению с установкой десяти резцов. На заточку двух резцов требуется во много раз меньше времени, чем на заточку .десяти резцов.

Из-за большой стоимости фасонные резцы применяются при крупносерийном и массовом производствах.

Типы фасонных резцов

В практике встречаются разнообразные фасонные резцы, которые делятся па следующие типы (рис. 77):

1. по форме резца: круглые (рис. 77, а) и призматические (рис. 77, б);
2. по установке относительно детали: радиальные (рис. 77, а, б) и тангенциальные (рис. 77, в);
3. по расположению оси отверстия или базы крепления резца по отношению к оси детали: с параллельным расположением оси отверстия (рис. 77, г) или базы крепления и с наклонным расположением оси отверстия (рис. 77, д) или базы крепления;
4. по расположению передней поверхности: с положительным (или равным нулю) передним углом (рис. 77, а, б) или с положительным передним углом и углом наклона режущей кромки (рис. 77, е)
5. по форме образующих фасонных поверхностей: с кольцевыми образующими (рис. 77, а, е) или с винтовыми образующими (рис. 77, ж).

Рисунок 77 – Типы фасонных резцов

Круглый резец насаживается на оправку и предохраняется от проворачивания при помощи зубьев или рифлений, сделанных на одном из его торцов (рис. 78). Призматический резец закрепляется в державке при помощи ласточкина хвоста и винтов.

Рисунок 78 – Крепление фасонных резцов

Радиальный фасонный резец

Радиальные резцы обладают круглой или призматической формой, тангенциальные чаще всего – призматической. Круглые резцы применяются для наружной и внутренней обработки, тогда как призматические – только для наружной.

Радиальный резец устанавливается по отношению к заготовке таким образом, чтобы обеспечить поперечную подачу по радиусу. В процессе резания ось детали пересекается одной или несколькими точками режущей кромки резца. Из-за широкого фронта работы радиальный резец работает в тяжелых условиях, вследствие чего приходится применять пониженные режимы резания. При обработке длинной заготовки малою сечения возникает опасность прогиба его от усилия резания.

Тангенциальный фасонный резец

Тангенциальный резец устанавливается по касательной к внутренней окружности профиля изделия. Режущая кромка снабжена скосом под углом φ (см. рис. 77, в). Это позволяет ему работать не сразу всем профилем, а с последовательным вводом в работу всех точек режущей кромки. Обработка профиля заканчивается тогда, когда последняя точка кромки пройдет через ось заготовки.

Тангенциальные резцы рекомендуется применять для обработки малоустойчивых к прогибу заготовок и неглубоких профилей.

В практике получили распространение резцы с параллельным расположением оси отверстия (для круглых) или базы крепления (для призматических) относительно оси заготовки. Наклонное расположение оси отверстия или базы крепления применяется в исключительных случаях, когда конфигурация детали на отдельных участках профиля не обеспечивает получения оптимальных задних углов при параллельном расположении.

Для улучшения процесса резания фасонные резцы необходимо снабжать положительным передним углом (см. рис. 77, а, б). Резцы с положительным углом у и углом наклона режущей кромки λ, (см. рис. 77, ё) применяются при повышенных требованиях в отношении соблюдения формы детали и точности заданных ее размеров (например, на ответственном участке 1-2 длиной l).

Круглые фасонные резцы

Круглые резцы обычно выполняются с кольцевыми образующими фасонных поверхностей.

Призматические резцы обладают по сравнению с круглыми надежностью крепления, широким выбором заднего угла, большой прочностью режущей кромки, лучшим отводом тепла, а также обеспечивают большую точность обработки детали.

Однако в практике круглые резцы получили более широкое распространение, что объясняется в основном простотой их изготовления как тел вращения.

Режущий инструмент — инструмент, предназначенный для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки путём удаления части материала в виде стружки или шлама с целью получения готовой детали или полуфабриката. Подразделяется:

• · по типу применения — на ручной и машинный (станочный), строительный, монтажный, и т. д.
• · по типу обрабатываемого материала — металлорежущий, дереворежущий, и т. д.,
• · по типу применяемого материала — быстрорежущий, для высокоскоростной обработки, и т. д.,
• · по типу обрабатываемой детали — зуборезный, резьбообразующий, и т. д.,
• · по характеру обработки — абразивный, шлифовальный, и т. д.,

по чистоте обработанной повехности – черновая обработка, получерновая обработка, чистовая обработка, получистовая обработка, суперчистовая обработка.

Фасонные резцы

Резцы с фасонной режущей кромкой применяют для обработки поверхностей вращения цилиндрических и винтовых поверхностей на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах. Схема обработки поверхности вращения фасонным резцом показана. В процессе обработки заготовка быстро вращается вокруг своей оси, а резец совершает движение подачи. Наиболее часто движение подачи является поступательным. Оно может осуществляться в радиальном направлении. Резцы с таким направлением подачи называют радиальными). В процессе обработки направления движения подачи одной или нескольких точек режущей кромки такого резца пересекает ось детали.

Фасонные резцы с осевой подачей применяют при обработке односторонних профилей, не имеющих кольцевых канавок или выступов, а также при обработке торцовых фасонных поверхностей. По сравнению с радиальными резцами при обработке ступенчатых деталей рассматриваемые резцы срезают меньшие сечения, а силы резания будут меньшими. Это позволяет обрабатывать менее жесткие детали.

На рис.4.1. Схемы обработки поверхности вращения фасонным резцами

Рис. 4.1 Схемы обработки поверхности вращения фасонным резцами

Направление подачи различных точек режущей кромки фасонного резца может касаться обработанной поверхности детали. Фасонные резцы с таким направлением подачи называют тангенциальными фасонными резцами .Произвольная точка режущей кромки такого резца начинает резание в точке А, а заканчивает работу в точке В, При дальнейшем движении подачи резец металла не снимает, поэтому детали получаются идентичными, по размерам, независимо от того, в какой момент времени выключено движение подачи.Некоторое распространение, находя фасонные резцы с вращательным движением подачи. Такие резцы могут быть радиальными и тангенциальными. У тангенциальных резцов режущая кромка описывает поверхность вращении. И касающуюся поверхности детали Д. В этом случае размеры обработанной поверхности детали не зависят от момента выключения движения подачи.

Часто фасонные резцы используются на строгальных, долбежных или специальных станках при обработке цилиндрических поверхностей.В процессе обработки резец относительно детали совершает поступательное движение резания, направление которого совпадает с образующей цилиндрической поверхности, и движение подачи. Обычно такие резцы проектируются как резцы радиального типа, у которых направление поступательного движения подачи перпендикулярно образующим. Например, резцы зубодолбежных головок, предназначенные для одновременной обработки всех зубьев цилиндрических зубчатых колес.

Фасонные резцы для обработки цилиндрических поверхностей могут иметь вращательное движение подачи и проектироваться как резцы тангенциального типа.

При вращательном движении подачи режущая кромка резца описывает поверхность вращения, касающуюся поверхности детали. В результате этого движения любая точка режущей кромки в определенный момент времени входит в контакт с материалом заготовки и срезает его, а затем выходит из соприкосновения с заготовкой. Поэтому, как и у тангенциальных резцов, в этом случае момент выключения подачи резца не оказывает влияния на размеры детали.

Обработка винтовых поверхностей фасонными резцами производится при винтовом движении резания.

В результате этого движения винтовая поверхность детали скользит «сама по себе». Кроме движения резания при обработке винтовых поверхностей фасонный резец после каждого прохода углубляется в материал заготовки до получения полного профиля винтовой поверхности. Рассматриваемые резцы наиболее часто применяют при обработке резьбы.

По форме задней поверхности, особенностям конструкции фасонные резцы делятся на стержневые, призматические и круглые. Стержневые фасонные резцы подобны обычным токарным резцам, но имеют фасонную режущую кромку, соответствующую форме поверхности детали. Эти резцы имеют малое число переточек и в серийном производстве используются редко. Закрепляются они в суппорте как обычные резцы.

На рис.4.2 Типы фасонных резцов

Рис.4.2Типы фасонных резцов

Призматический фасонный резец представляет собой призму .Одна из боковых граней имеет фасонную цилиндрическую поверхность и служит задней поверхностью, а одна из плоских торцевых граней служит передней поверхностью. Задние углы на фасонной режущей кромке такого резца создаются за счет его наклонной установки в державке. Круглый фасонный резец является телом вращения, у которого вырезан угловой паз, для создания передней плоскости и пространства для схода стружки. Ось резца устанавливается выше оси детали, поэтому на фасонной режущей кромке создаются положительные задние углы. Дисковые фасонные резцы просты в изготовлении и допускают большое число переточек, но крепятся менее жестко и обычно применяются для обработки деталей с меньшими глубинами профиля, чем призматические фасонные резцы.У круглых резцов, ось которых параллельна оси детали, задние углы на участках режущих кромок, перпендикулярных оси детали, равны нулю. На этих участках задняя поверхность, создающаяся при вращении режущей кромки вокруг оси резца, является торцевой плоскостью. В процессе работы резца эта плоскость соприкасается с соответствующей торцевой плоскостью детали. Из-за этого на рассматриваемом участке режущей кромки не создается зазор между материалом заготовки и задней поверхностью, что снижает режущую способность резца. Такое же явление наблюдается и у призматических резцов при их обычной установке.

Чтобы получить положительные задние углы на участках режущих кромок, перпендикулярных оси детали, применяют круглые фасонные резцы с наклонным расположением оси под углом ФИ по отношению к оси детали и призматические фасонные резцы с наклонным расположением базы крепления.

На рис. 4.3 Фасонные резцы с наклонной установкой и винтовой задней

Рис.4.3 Фасонные резцы с наклонной установкой и винтовой задней

В необходимых случаях при наклонной подаче рассматриваемых резцов становится возможным обработка «поднутрений» на детали. С целью получения положительных задних углов у круглых резцов может создаваться также винтовая задняя поверхность. Такие резцы особенно пригодны для расточки ступенчатых каналов с осевой подачей. Они могут изготовляться с хвостовиком, служащим для их крепления. Передняя поверхность фасонных резцов в большинстве случаев является плоскостью. Передняя плоскость может располагаться под определенным передним углом ГАММА параллельно оси детали В общем же случае, фасонные резцы имеют двойной наклон передней плоскости, когда ее положение характеризуется не только передним углом ГАММА, по и углом наклона режущей кромки ЛЯМБДА

На рис. 4.4 Положение передней плоскости резца

Рис 4.4 Положение передней плоскости резца

· Такие резцы используются при повышенных требованиях в отношении соблюдения формы и точности обработки конических участков поверхностей деталей.