Для начала, учтем то, что работу на станках с ЧПУ выполняют режущими инструментами общего назначения (т.е. такой инструмент применяется на станках, у которых ручное управление). Но не так все просто, ведь в случае, если инструмент используется на станках с ЧПУ, то он должен соответствовать следующим требованиям: иметь высокое качество заточки, быть взаимозаменяемым, должен соответствовать повышенным требованиям по жесткости и износостойкости.

Одним из видов режущего инструмента является резец. Так, токарным резцом можно выполнять множество операций в том числе и на станках с ЧПУ. И, конечно же, токарные резцы отличаются по назначению.

Поэтому, были выделены следующие подсистемы:

Токарные резцы, выполняющие такие операции как точение, нарезание резьб, растачивание, прорезание канавки, отрезание на станках средних и легких серий;

Токарные резцы, выполняющие специальные работы (например, фасонный резец или резец для плазменно-механической обработки);

Токарные резцы, которые устанавливаются на тяжелые, карусельные и крупные станки;

Токарные резцы, устанавливаемые на ТПМ и многоцелевые станки.

Подсистема резцов для станков с ЧПУ.

Давайте поподробнее рассмотрим подсистему резцов для станков с ЧПУ. Так, например, резец, имеющий модернизированное клиновое крепление СМП - клин-прихват, служит для проведения предварительной и окончательной операций на станках универсальных. Суть заключается в прижимании клином СМП к штифту и к опорной пластине. Имея такое закрепление, мы можем наблюдать открытую вспомогательную режущую кромку.

А теперь, рассмотрим подсистемы резцов, которые составляют канавочные резцы и токарные отрезные резцы.

Итак, исходя из особенностей строения, резец может быть:

1. Отрезной державочный, у которого сменные неперетачиваемые твердосплавные режущие пластины имеют механическое крепление.

Данный резец имеет в своем строении: подпружинный прихват, неперетачиваемую однокромочную режущую пластину, державку.

Для того, чтобы установить режущую пластину в V - образный паз гнезда державки, необходим V - образный выступ непосредственно на опорной поверхности этой самой пластины.

Еще хотелось бы отметить, что если режущие пластины изготовлены из твердых сплавов с износостойким покрытием, то стойкость увеличивается в 2-3 раза.

2. Отрезной, имеющий напаянные твердосплавные пластины.

Здесь уже применяют новые (и трехслойные в том числе) марки припоев для изготовления. А державку могут изготовить из стали 35ХГСА, либо 30ХГСА, что значительно уменьшает, а точнее, практически исключает трещинообразование при напайке. таким образом, происходит сокращение расхода резцов в 3-4 раза.

Очень хорошее качество и точность заточки приводит к уменьшению затрат на первичную заточку (примерно на 0,3 - 0,4 р.).

3. Канавочный державочный, у которого сменные перетачиваемые твердосплавные режущие пластины имеют механическое крепление.

По названию понятно, что такой резец нужно использовать для прорезания канавки (с точными размерами). Режущий элемент ничто иное, как твердосплавная пластина, выполненная по ГОСТ 2209-83. Строение данного резца включает: державку, режущую пластину (форма которой призматическая), упорный элемент (имеющий вид сухаря), регулировочный винт и прихват.

Чтобы не происходили поперечные смещения опорной поверхности режущей пластины, ее (пластину) делают под углом к боковой, а прихватом происходит фиксирование. Регулировочный винт обеспечивает вылет режущей пластины после переточки, и в дальнейшем - фиксацию этой самой пластины, тем самым предотвращая продольное смещение.

База этой конструкции послужила выпуску канавочных резцов, которые позволяют обрабатывать внутренние резьбовые, угловые, прямые канавки и наружные угловые и прямые канавки.

Ну и стоит отметить, что рациональная эксплуатация предполагает не менее 20 переточек.

4. Отрезной пластинчатый, имеющий сменные твердосплавные режущие пластины.

(Но, такой резец прежде всего применим для универсальных станков с ручным управлением)

Такой резец имеет в своем строении: блок (который закреплен в резцедержателе), неперетачиваемую двухкромочную режущую пластину, закрепляет которую упругий лепесток державки, пластинчатую державку.

Резец становится более универсальным оттого, что пластинчатая державка позволяет регулировать показатели ее вылета из блока на заданный размер.

5. Канавочный, у которого сменные неперетачиваемые твердосплавные режущие пластины имеют механическое крепление.

Данный тип резца имеет в своем строении: державку, зажимной винт с шайбой, двухкромочную режущую пластину. С помощью винта закрепляют режущую пластину. Что касаемо наличия двух режущих кромок - то это позволяет экономить твердый сплав.

Далее, стоит отметить и подсистему резцов широкого назначения, состоящую из сборных резцов, которые позволяют производить черновое, получистовое и чистовое точение заготовок, сделанных из чугуна и стали.

Таким образом, заготовки могут подвергаться обтачиванию, подрезке, обработке, прорезке, растачиванию.

В подсистему входит небольшое число групп:

ТТО

Резец этой группы устанавливается на тяжелые токарные станки (диаметр заготовки 1250 - 4000 миллиметров) и на карусельные станки (диаметр заготовки 3200 - 12000 миллиметров), у которых обычные резцедержатели.

ТПП

Резец этой группы устанавливается на тяжелые токарные станки, имеющие пластинчатые резцедержатели станков с ЧПУ.

КТО

Резец этой группы устанавливается на крупные токарные станки (диаметр заготовки 800 - 1000 миллиметров), обладающих стандартными резцедержателями, и карусельные станки (диаметр заготовки 1600 - 2800 миллиметров).

Необходимо улучшать качество работы режущего инструмента всеми возможными способами, в том числе, пользуясь опытом изобретателей, разрабатывать новые методы закреплений и смены пластин, использовать прогрессивные технологии для увеличения производительности труда.

Специалисты, которые часто пользуются резцами для токарного станка при выполнении работ по металлу, а также те, кто занимается продажей этих изделий или снабжением машиностроительных предприятий, прекрасно осведомлены о том, каких видов бывают эти инструменты. Тем же, кто нечасто сталкивается в своей практике с токарными резцами, достаточно сложно разобраться в их видах, представленных на современном рынке в большом разнообразии.

Виды токарных резцов для обработки металла

Конструкция токарного резца

В конструкции любого резца, используемого для , можно выделить два основных элемента:

1. державка, при помощи которой инструмент фиксируется на станке;
2. рабочая головка, посредством которой выполняется обработка металла.

Рабочую головку инструмента формируют несколько плоскостей, а также режущих кромок, угол заточки которых зависит от характеристик материала изготовления заготовки и типа обработки. Державка резца может быть выполнена в двух вариантах своего поперечного сечения: квадрат и прямоугольник.

По своей конструкции, резцы для токарной обработки подразделяются на следующие виды:

• прямые - инструменты, у которых державка вместе с их рабочей головкой располагаются на одной оси, либо на двух, но параллельных друг другу;
• изогнутые резцы - если посмотреть на такой инструмент сбоку, то явно видно, что его державка изогнута;
• отогнутые - отгиб рабочей головки таких инструментов по отношению к оси державки заметен, если посмотреть на них сверху;
• оттянутые - у таких резцов ширина рабочей головки меньше, чем ширина державки. Ось рабочей головки такого резца может совпадать с осью державки либо быть относительно нее смещенной.

Классификация резцов для токарной обработки

Классификация токарных резцов регламентируется требованиями соответствующего ГОСТ. Согласно положениям данного документа, резцы причисляется к одной из следующих категорий:

• цельный инструмент, полностью изготовленный из . Существуют также резцы, которые изготавливаются целиком из , но используются они крайне редко;
• резцы, на рабочую часть которых напаивается пластина, выполненная из твердого сплава. Инструменты данного типа получили наибольшее распространение;
• резцы со сьемными твердосплавными пластинами, которые крепятся к их рабочей головке при помощи специальных винтов или прижимов. Используются резцы данного типа значительно реже по сравнению с инструментами других категорий.

(нажмите, чтобы увеличить)

Различаются резцы и по направлению, в котором совершается подающее движение. Так, бывают:

1. токарные инструменты левого типа - в процессе обработки они подаются слева направо. Если положить сверху на такой резец левую руку, то его режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца;
2. правые резцы - тип инструмента, получившего наибольшее распространение, подача которого осуществляется справа налево. Для идентификации такого резца, на него необходимо положить правую руку - его режущая кромка будет располагаться, соответственно, со стороны отогнутого большого пальца.

В зависимости от того, какие работы выполняются на токарном оборудовании, резцы подразделяются на следующие типы:

• для выполнения чистовых работ по металлу;
• для черновых работ, которые также называются обдирочными;
• для получистовых работ;
• для выполнения тонких технологических операций.

В статье мы рассмотрим весь спектр и определим назначение и особенности каждого из них. Важное уточнение: к какому бы типу ни относились резцы, в качестве материала их режущих пластин используются определенные марки твердых сплавов: ВК8, Т5К10, Т15К6, значительно реже Т30К4 и др.

Используют инструмент с прямой рабочей частью для решения тех же задач, что и резцы отогнутого типа, но он менее удобен для снятия фасок. В основном таким инструментом для (к слову, не получившим широкого распространения) обрабатывают внешние поверхности цилиндрических заготовок.

Державки таких резцов для токарного станка выполняются в двух основных типоразмерах:

• прямоугольная форма – 25х16 мм;
• квадратная форма – 25х25 мм (изделия с такими державками используются для выполнения специальных работ).

Такие типы резцов, рабочая часть которых может быть отогнута в правую или левую сторону, используют для обработки на токарном станке торцевой части заготовки. С их помощью также снимают фаски.

Державки инструментов данного вида могут быть выполнены в различных размерах (в мм):

• 16х10 (для учебных станков);
• 20х12 (этот размер считается нестандартным);
• 25х16 (наиболее распространенный типоразмер);
• 32х20;
• 40х25 (изделия с державкой такого размера изготавливаются преимущественно под заказ, их практически невозможно найти в свободной продаже).

Все требования к резцам по металлу данного назначения оговорены в ГОСТ 18877-73.

Такие инструменты для токарного станка по металлу могут изготавливаться с прямой или отогнутой рабочей частью, но на этой конструктивной особенности не акцентируют внимание, а просто называют их проходными упорными.

Проходной упорный резец, с помощью которого на токарном станке выполняется обработка поверхности цилиндрических заготовок из металла, является наиболее востребованным видом режущего инструмента. Конструктивные особенности такого резца, который выполняет обработку заготовки вдоль оси ее вращения, позволяют даже за один проход снимать с ее поверхности значительное количество лишнего металла.

Державки изделий данного вида также могут быть выполнены в различных размерах (в мм):

• 16х10;
• 20х12;
• 25х16;
• 32х20;
• 40х25.

Данный инструмент для токарного станка по металлу также может быть выполнен с правым или левым отгибом рабочей части.

Внешне такой подрезной резец очень напоминает проходной, но у него другая форма режущей пластины – треугольная. При помощи таких инструментов для заготовки обрабатывают по направлению, перпендикулярному оси их вращения. Кроме отогнутых, есть и упорные виды таких токарных резцов, но область их применения очень ограничена.

Резцы данного типа могут быть изготовлены со следующими размерами державок (в мм):

• 16х10;
• 25х16;
• 32х20.

Отрезной резец считается наиболее распространенным типом инструмента для токарного станка по металлу. В полном соответствии со своим названием используется такой резец для отрезки заготовок под прямым углом. С его помощью также прорезают канавки различной глубины на поверхности детали из металла. Определить, что перед вами именно отрезной резец для токарного станка, достаточно просто. Его характерной чертой является тонкая ножка, на которую и напаяна пластина из твердого сплава.

В зависимости от конструктивного исполнения выделяют право- и левосторонние виды отрезных резцов для токарного станка по металлу. Отличить их друг от друга очень просто. Для этого необходимо перевернуть резец режущей пластиной вниз и посмотреть, с какой стороны располагается его ножка. Если с правой, то он правосторонний, а если слева, то, соответственно, левосторонний.

Различаются такие инструменты для токарного станка по металлу еще и по размерам державки (в мм):

• 16х10 (для небольших учебных станков);
• 20х12;
• 20х16 (самый распространенный типоразмер);
• 40х25 (такие массивные токарные резцы сложно найти в свободной продаже, в основном их изготавливают под заказ).

Резьбонарезные резцы для наружной резьбы

Назначение таких резцов для токарного станка по металлу – нарезание резьбы на наружной поверхности заготовки. Данными серийными инструментами нарезают метрическую резьбу, но можно изменить их заточку и нарезать с их помощью резьбу другого вида.

Режущая пластина, устанавливаемая на таких токарных резцах, имеет копьевидную форму, изготавливается она из сплавов, которые были указаны выше.

Такие резцы делают в следующих типоразмерах (в мм):

• 16х10;
• 25х16;
• 32х20 (используются очень редко).

Такими резцами для токарного станка можно нарезать резьбу только в отверстии большого диаметра, что объясняется их конструктивными особенностями. Внешне они напоминают расточные резцы для обработки глухих отверстий, но не стоит их путать, так как они принципиально отличаются друг от друга.

Выпускаются такие резцы по металлу в следующих типоразмерах (в мм):

• 16х16х150;
• 20х20х200;
• 25х25х300.

Державка этих инструментов для токарного станка по металлу имеет квадратное сечение, размеры сторон которого можно определить по двум первым цифрам в обозначении. Третья цифра – это длина державки. От данного параметра зависит глубина, на которую можно нарезать резьбу во внутреннем отверстии заготовки из металла.

Такие резцы можно использовать только на тех токарных станках, которые оснащены приспособлением, называемым гитарой.

Расточные резцы для обработки глухих отверстий

Расточными резцами, режущая пластина которых имеет треугольную форму (как и у подрезных), выполняют обработку глухих отверстий. Рабочая часть инструментов этого типа выполнена с изгибом.

Державки таких резцов могут иметь следующие размеры (в мм):

• 16х16х170;
• 20х20х200;
• 25х25х300.

Максимальный диаметр отверстия, которое можно обработать при помощи такого токарного резца, зависит от размера его державки.

Расточные резцы для обработки сквозных отверстий

Такими резцами, рабочая часть которых выполнена с изгибом, обрабатываются сквозные отверстия, предварительно полученные при помощи сверления. Глубина отверстия, которое можно обработать на станке при помощи инструмента данного вида, зависит от длины его державки. Слой металла, который снимается при этом, приблизительно равен величине отгиба его рабочей части.

На современном рынке представлены расточные резцы следующих типоразмеров, требования к которым оговариваются в ГОСТ 18882-73 (в мм):

• 16х16х170;
• 20х20х200;
• 25х25х300.

Сборные резцы для токарных станков

Рассматривая основные типы токарных резцов, нельзя не упомянуть инструменты со сборной конструкцией, которые относятся к универсальным, так как могут быть оснащены режущими пластинами различного назначения. Например, закрепляя на одной державке режущие пластины различного типа, можно получить резцы для под различными углами.

Резцы для токарных работ на станках с ЧПУ. 1

Отличия токарных резцов по назначению. 1

Базовые схемы резцов. 4

Подсистема резцов для станков с ЧПУ. 7

Инструментальные материалы. 15

Заточка резцов. 23

Список литературы. 28

Резцы для токарных работ на станках с ЧПУ.

Токарные резцы предназначены для выполнения всего многообразия различных операций на станках с ЧПУ, на ГПМ и ГПС, а также на станках токарной группы с ручным управлением.

Отличия токарных резцов по назначению.

По назначению система токарных резцов подразделяется на следующие подсистемы:

· для наружного точения, растачивания, нарезания резьб, прорезания канавки отрезания на станках легких и средних серий;

· для работ на тяжелых, крупных токарных и карусельных станках;

· для работ на ГПМ, многоцелевых станках со встроенными роботизированными комплексами автоматической смены инструмента;

· для специальных работ (резцы для плазменно-механической обработки, фасонные).

Каждая из подсистем имеет свои специфические особенности, обусловленные многими факторами и в первую очередь конструкцией оборудования, его технологическим назначением и т.д. Система резцов базируется на общих методологических принципах и предусматривает:

· разработку (выбор) и унификацию надежных методов закрепления сменных пластин в державке (в том числе цельные и составные резцы, с напаянными пластинами, сборные);

· обеспечение удовлетворительного дробления и отвода, стружки из зоны резания;

· достаточно высокую точность позиционирования вершин сменных пластин (за счет создания точных баз гнезда);

· быстросменность и удобство съема и замены сменных пластин, режущего элемента или кассеты (блока);

· унификацию и максимально допустимое сокращение (сведение к оптимальному значению технико-экономических показателей промышленного производства и применения) числа методов закрепления пластин в державке;

· возможность использования всей гаммы и размеров сменных пластин отечественного и зарубежного производства;

· соответствие точностных параметров резцов международным стандартам;

· обязательность применения специальных деталей крепежа (винтов, штифтов и т.п.) повышенной точности и надежности разработка новых форм и размеров режущих пластин, форм их передних поверхностей, обеспечивающих удовлетворительное дробление и отвод стружки;

· использование опыта новаторов и изобретателей;

· применение прогрессивных ресурсосберегающих технологий изготовления деталей крепежа, ключей; технологичность и экономичность изготовления (сбережение материалов и трудовых ресурсов);

· возможность применения составных (найденных, цельных, клееных и других подобных соединений) твердосплавных пластин с блоками (державками) инструмента в случаях несомненной их технико-экономической эффективности или невозможности конструкторского решения резца в сборном варианте (в первую очередь для малых сечений державок, некоторых расточных и отрезных операций и т.п.).

Подсистемы конструкций резцов созданы на основе общепринятой мировой практикой системы форм державок и углов в плане для обеспечения всех операций точения. Например, для подсистемы наружного точения и растачивания формы державок, обеспечивающих выполнение всего многообразия переходов токарной обработки, предусмотрены международные (ИСО 5910, 5909 и др.) и отечественные стандарты.

Базовые схемы резцов.

В настоящее время, несмотря на огромное многообразие конструкции и схем узлов крепления сменных многогранных пластин в державках, ведущие зарубежные изготовители резцов используют в серийном производстве весьма ограниченное число методов закрепления. Ограничено их число и в отечественных подсистемах резцов. Например, в подсистемах для наружного точения и растачивания на станках легких и средних серий приняты четыре базовые схемы конструкции узлов крепления СМП (обозначение креплений по ГОСТ 26476-85):

· без отверстия – прихватом (тип С);

· с цилиндрическим отверстием – рычажным механизмом (тип Р);

· штифтом и прихватом (тип М);

· с тороидальным отверстием – винтовым механизмом (тип S).

Пластины без отверстия закрепляют по методу С. За основу принята конструкция, широко применяемая на автомобильных заводах. При таком методе закрепления режущие пластины базируют в закрытом гнезде державки по двум базовым поверхностям и сверху прижимают к опорной поверхности прихватом. Быстрый съем пластин обеспечивается дифференциальным винтом. Опорную твердосплавную пластину закрепляют винтом на державке резца или разрезной пружинящей втулкой.

Резцы с креплением СМП по методу С имеют различные исполнения: для режущих пластин с задним углом и без заднего угла; с опорными пластинами; без опорных пластин.

Следует отметить, что СМП заднего угла имеют в 2 раза больше режущих кромок, чем СМП с задним углом. На передней поверхности СМП с задним углом выполнены стружколомающие канавки для дробления и отвода сливной стружки. При использовании СМП без заднего угла применяют накладные стружколомы.

Резцы с опорной пластиной широко применяют при точении и растачивании; резцы без опорной пластины – при растачивании малых отверстий и точении на станках легких серий (сечение h [ b державки резца 12 х 12…16 х 16 мм). Эксплуатация резцов показала, что при работе на универсальных и специальных станках в крупносерийном и массовом производстве хорошо зарекомендовали себя резцы с твердосплавными стружколомами.

В таких резцах можно использовать СМП из твердого сплава, керамики и т.п.

Резцы с СМП с положительными углами обеспечивают уменьшение сил резания, поэтому их рекомендуется применять при обработке нежестких деталей. Эти резцы можно также применять с накладными стружколомами.

Для наружного точения и растачивания в резцах с закреплением по методу С используют квадратные, трехгранные, ромбические СМП, а также параллелограмные пластины типа KNUX с креплением специальным фигурным прихватом. СМП с центральным цилиндрическим отверстием закрепляют рычажным механизмом по методу Р и модернизированным клиновым креплением (клин-перехватом) по методу М. Закрепление рычажным механизмом является наиболее рациональным для резцов сечением державок от 20 х 20 до 40 х 40 мм. Эту конструкцию эффективно, применяют на станках с ЧПУ. Разработана отечественная оригинальная конструкция рычажного механизма, которая соответствует лучшим мировым образцам, а по назначению полностью унифицирована с конструкциями резцов, выпускаемых на некоторых крупных машиностроительных заводах отечественной промышленности, и с инструментом, выпускаемым за рубежом.

СМП базируется в закрытом гнезде державки, а рычаг, приводимый в действие винтом, подтягивает ее к двум боковым стенкам гнезда и надежно прижимает к опоре. Опорную пластину закрепляют разрезной втулкой. Конструкция узла крепления обеспечивает возможность быстрого и точного поворота или смены СМП и надежного ее закрепления. Она позволяет всю гамму новых прогрессивных отечественных и зарубежных пластин, а также СМП со сложной формой передней поверхности, обеспечивающей хорошее дробление стружки в широком диапазоне подач и глубин резания.

Для контурной обработки на станках с ЧПУ, ГПМ и ГПС, позволяющей за один рабочий ход обточить несколько поверхностей детали, применяют резцы с ромбическими СМП (e=80° и 55°). Промышленные партии резцов с L-образным рычагом для наружного точения и растачивания широко освоены в серийном производстве инструментальными заводами Минстанкпрома, их выпускают по ТУ2-035-892 и ГОСТ 26613-85.

Подсистема резцов для станков с ЧПУ.

Для выполнения одним резцом предварительных и окончательных операций в первую очередь на универсальных станка с ручным управлением разработана гамма резцов с модернизированным клиновым креплением СМП клин-прихватом (метод М). Клин прижимает СМП не только к штифту, на который ее устанавливают центральным отверстием, но и к опороной пластине. При таком закреплении СМП остается открытой вспомогательная режущая кромка.

Разработана также подсистема токарных отрезных и канавочных резцов для станков с ЧПУ и ГПМ, в которую включены следующие резцы.

1. Отрезные резцы повышенной надежности с напайными твердосплавными пластинами. От выпускаемых по ГОСТ 18884-73 отрезных резцов их отличает:

· повышенная точность изготовления и взаимного расположения поверхностей державки, что обеспечивает их применение на станках с ЧПУ;

· использование новых, в том числе трехслойных, марок припоев и замена материала державки на сталь 35ХГСА или 30ХГСА практически исключает трещинообразование при напайке, что позволит сократить расход резцов примерно в 3-4 раза;

· повышенное качество и точность заточки резца уменьшают затраты потребителя на первичную заточку на 0,3-0,4 р;

· улучшенный внешний вид.

Основные размерные параметры резцов полностью соответствуют стандарту ISO243-1975 (Е).

2. Резцы отрезные державочные с механическим креплением сменных неперетачиваемых твердосплавных режущих пластин.

Резец состоит из державки, неперетачиваемой однокромочной режущей пластины, подпружиненного прихвата. На опорной поверхности режущей пластины выполнен V-образный выступ, которым ее устанавливают в V-образном пазу гнезда державки. При закреплении гарантируется поджим режущей пластины со стороны упорной поверхности гнезда. Геометрические параметры режущей части обеспечивают хороший отвод стружки из зоны резания, что особенно важно при обработке заготовок из вязких материалов.

Использование режущих пластин из твердых сплавов с износостойким покрытием обеспечивает повышение стойкости в 2-4 раза.

3. Отрезные пластинчатые резцы с механическим креплением сменных неперетачиваемых твердосплавных режущих пластин предназначены для выполнения операций отрезки в первую очередь на универсальных станках с ручным управлением. Резец состоит из блока, закрепленного в резцедержателе станка, пластинчатой державки и неперетачиваемой двухкромочной режущей пластины, которая закрепляется упругим лепестком державки. Опорные поверхности режущей пластины выполнен в виде V-образных пазов, которыми она взаимодействует с V-образными выступами гнезда и упругого лепестка державки.

Дабы добиться отличной производительности, прекрасного качества обрабатывания деталей, каждый режущий инструмент для станков с ЧПУ обязательно должен соответствовать определенным требованиям. Тщательный отбор, подготовка необходимых инструментов, обеспечивающая техническую надежность, автоматизацию рабочего процесса станка с ЧПУ, включает соответствие высокого уровня прочности таких приспособлений с их универсальностью.

Для производства режущего инструментария употребляют:

• твердые сплавы;
• металлокерамику;
• сталь быстрорежущую;
• синтетические материалы.

Причем твердые сплавы в свою очередь также подразделяются на несколько групп, различающихся по своим эксплуатационным, физическим, химическим свойствам:

• титано-тантало-вольфрамовые;
• без вольфрамовые;
• вольфрамовые;
• тантало-вольфрамовые.

Об основных требованиях для режущих инструментов

Производственные станки с программным управлением, как правило, должны использовать такие режущие приспособления, что удовлетворяют ряду условий, таких как:

• стабильность режущих свойств;
• правильное формирование, выполнение отвода стружек;
• универсальность использования для обработки разного вида деталей на разнотипных станках;
• быструю их сменяемость для переналадки, обработки других деталей или же смены затупившегося инструмента;
• обеспечение необходимой точности обрабатывания деталей.

Внимание. В некоторых случаях, указанные выше требования к режущим инструментам, могут не позволить применять на устройствах с ЧПУ те, которые успешно применяются на обычных станках. Для таких современных станков сейчас выделяются специальные группы режущих, стандартизованных приспособлений.

Об инструментах, применяемых на токарных станках

Для обрабатывания деталей на токарных устройствах обычно используют:

• резцы;
• разного вида сверла;
• развертки;
• метчики.

Об особенностях использования резцов

Чаще всего в обычном токарном станке применяются в качестве особого режущего инструмента специальные резцы, имеющие типовые конструкции установленного типа. Обычно они бывают сборного вида, оснащены многогранными специальными пластинами из твердых металлов, различных сверхтвердых материалов (СМП).

К таким резцам предъявляются определенные требования:

• использование по максимуму пластин, которые механическим способом закрепляются на их корпусе для обеспечения постоянных, геометрических, конструктивных свойств;
• применение пластин наиболее оптимальных форм, которые обеспечат универсальную работу инструментов;
• возможность предусмотреть все действия этих приспособлений в прямом или перевернутом положении;
• допустить возможность работы резца левого исполнения;
• гарантирование высокой надежности резцовых вставок;
• правильное формирование стружек для отведения их по специальным бороздкам, сделанным на передних сторонах используемых пластин.

О видах резцов

Обычно комплект режущих приспособлений, используемых таким станком с ЧПУ, содержит типовые резцы такого вида:

• проходные, согнутые с правой стороны на 45°, чтобы обеспечить снятие фасок, наружную обточку торцовых сторон;
• резцы контурного вида с пластинами в виде параллелограмма, позволяющими выполнять обточку цилиндрических, контурных деталей, обтачивать конусные детали до 30°;
• контурные, со специальными пластинами в форме параллелограмма для возможности обрабатывать поверхности полусферического вида и конусов до 57°;
• резьбовые, имеющие ромбические пластины, которые закрепляются сверху, давая возможность нарезать резьбу, с расстоянием шага от 2 до 6мм.

О сменных многогранных пластинках (СМП)

Резцы сборные с пластинами СМП приобрели наибольшую популярность, широкое распространение применения их на станках, имеющих ЧПУ, благодаря таким факторам как:

• экономный расход резательных дефицитных резцов;
• сокращение времени для наладки инструментов, при которой смена СМП может производиться без снимания корпуса резца;
• хорошее качество дробления стружек;
• не нужно постоянно затачивать сам резец.

Зависимость производительности режущего инструмента от методов закрепления пластинок

В приспособлениях сборного типа производительность, равно как и надежность, выносливость, долговечность их эксплуатации, зависит от способов закрепления многогранных пластин. Эти крепежи должны обеспечить:

• надежность (без возможных микроскопических смещений во время движения, производимого режущими инструментами);
• плотность контакта поверхностей между опорными пластинами и пазами;
• точное позиционирование и возможность взаимной замены рабочих кромок;
• поддержку геометрической стабильности;
• раздробление и надежное отведение стружек;
• наименьшее время, допущенное на смену лезвий.

Об инструментах, применяемых для фрезерных станков

Для фрезерования используются в качестве режущих приспособлений фрезы, которые бывают различных конструкций, и имеют специальные зубья для обрабатывания поверхности деталей.

Все фрезерные инструменты различаются между собой по:

• форме и внешнему виду зубьев;
• их направлению и исполнению;
• их применению и креплению.

Чтобы в патроне фрезерного станка хорошо укрепить фрезу, используют ее хвостовик, который крепят к зубьям методом сварки или разными крепежными элементами, например:

• болтами;
• специальными клиньями;
• винтами.

Иногда фреза может быть представлена единым целым со своей режущей частью. Так ее обычно и называют – цельной фрезой.

Важно. Некоторые современные станки с ЧПУ употребляют только цельные специальные концевые фрезы, имеющие хвостовики цилиндрического, а также конического вида для более прочного, скорого закрепления их в патроне фрезерных станков.

При производстве фрезерных инструментов чаще всего используются следующие материалы:

• металлокерамика;
• быстро-режущие стали;
• твердые сплавы, имеющие специальные алмазные напыления для усиления твердости.

О принципах обрабатывания фрезой

При фрезеровании с помощью зубьев фрезы снимается стружка со шлифуемых ими поверхностей, при этом она из зоны резания отводится специальными бороздками вдоль самой фрезы. Поэтому особое значение имеет расположение зубьев относительно друг друга. Правильное геометрическое взаимное расположение влияет на:

• быстроту резания;
• качество обрабатываемых поверхностей;
• износостойкость фрезы;
• экономию энергетических затрат;
• цену готовых изделий.

Внимание. Каждый тип предполагаемых заготовок, будь то дерево, камень, металл, оргстекло, например, требует определенного вида фрезерных приспособлений.

О видах фрез

Эти инструменты бывают разнообразного типа, которые обычно классифицируют по определенным группам, объединенным общим признаком. К таким признакам можно отнести, например:

• конструктивные особенности;
• геометрические формы;
• виды обрабатываемых деталей.

К конструктивным особенностям относят фрезы:

• цельные, сделанные из одного вида материала как неделимое целое со своей режущей стороной;
• составные фрезы, отличающиеся зубчатой частью, сделанной из прочной стали, припаянной или приваренной к хвостовику;
• сборные, у которых зубчатая часть прикрепляется к хвостовику простым механическим способом (при помощи болтов или винтов).

По геометрическому типу к таким режущим приспособлениям относятся фрезы:

• торцевые;
• цилиндрического типа;
• концевые;
• конического вида.

Операция фрезерования связана с режущими действиями, производимыми на поверхностях разных деталей, к примеру:

• шлифовальная обработка плоскостей;
• прорезывание пазов;
• нарезание разного вида резьбы;
• простое разрезание металла.

Бывают еще типизированные режущие инструменты, зависящие от вида отделываемых заготовок, к примеру, фрезы для обработки:

• меди, алюминия и других пластичных металлов;
• камня;
• дерева;
• оргстекла;
• стали.

В подобных случаях материал самих режущих частей на фрезах зависит от жесткости обрабатываемой заготовки и соответственно от конструкции специальных бороздок для отведения стружек, которые могут быть:

• пластичными;
• мелкими;
• крупными;
• хрупкими.

Об особенностях подбора режущих инструментов

Сейчас сложно представить фрезерный современный станок с ЧПУ без соответственно подходящих специальных фрезерных инструментов, без наличия которых нельзя достичь значительной производительности. Точность обрабатывания деталей, удобство эксплуатации – вот главные критерии предъявляемых к ним строгих требований.

На таких станках резательным инструментом часто являются фрезы концевого цилиндрического вида из твердосплавных или алмазных материалов. К их достоинствам относятся:

• обладание высокой износостойкостью;
• способность противостоять вибрации во время вращательного движения;
• повышенная жесткость;
• большая скорость резания;
• очень высокая точность обработки.

Все станки современного типа с числовым программным управлением могут выполнять самые сложные технологические действия, автоматически производя необходимую обработку деталей. Причем детали могут быть из чугуна, сплавов легких металлов, стали. Все действия таких устройств запрограммированы еще до начала рабочего процесса. И потому так важно правильно подобрать режущие инструменты, соответствующие всем необходимым требованиям и параметрам.

ТОКАРНЫЕ РЕЗЦЫ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ

Требования к резцам для станков с ЧПУ.

Максимальное использование МНП с механическим креплением на корпусах и державках резцов. Это обеспечит постоянство конструктивных и геометрических параметров резцов в процессе эксплуатации.

Использование рациональных форм пластин. Это придает универсальность инструменту, т.е. дает возможность обрабатывать одним резцом максимальное число поверхностей детали.

Унификация основных и присоединительных размеров инструмента. Резцы с различными углами в плане должны иметь одни и те же основные координаты. Это создает удобство для программирования технологических операций.

Возможность работы резцов в прямом и перевернутом положении.

Возможность применения резцов в левом исполнении.

Повышенная точность инструмента, особенно резцовых вставок. Это необходимо для повышения точности предварительной настройки и попадания инструмента в размер после его закрепления на станке или в резцовом блоке.

Удовлетворительное формирование стружки. Обеспечивается канавками, полученными при изготовлении твердого сплава­ или канавками, заточенными алмазным кругом на передних поверхности пластин.

Номенклатура токарных резцов. Для выполнения разнообразных операций на токарных станках с ЧПУ разработаны типовые конструкции сборных резцов оснащенных многогранными пластинками из твердого сплава, режущей керамики и сверхтвердых материалов.

В зависимости от модели токарных станков предусмотрено при­менение резцов с сечением от 16x16 до 40x40 мм. Номенклатура резцов должна обеспечивать обработку типовых поверхностей дета­лей и включает в себя следующие разновидности:

проходные отогнутые резцы с углом φ = 45° для наружной обточки, обработки торцев, снятия фасок, обработки выточек (ГОСТ 21151-75, тип 1);

контурные резцы с параллелограммными пластинками и углом φ = 95° для обточки деталей по цилиндру, торцу, обратному конусу с углом спада до 30°, обработки радиусных поверхностей и канавок (ГОСТ 20872-80, тип 1);

копировальные резцы с параллелограммными пластинками и φ = 63° для обработки полусферических поверхностей и конусов с уг­лом спада до 57° (ГОСТ 20872-80, тип 2);

резьбовые резцы с ромбическими пластинами и креплением прихватом для нарезания наружных резьб с шагом 2...6 мм (конструкция ВНИИ инструмента);

резцы для нарезания внутренних резьб с шагом до 2 мм и минимальным диаметром обработки 35 мм (ГОСТ 22207-76, тип 2);

резцы с ромбической пластиной и φ = 95° для растачивания сквозных отверстий и проточки выточек (ГОСТ 26612-85, тип 6);

расточные резцы с φ = 92° и минимальным диаметром обработки 22 мм (ГОСТ 20874-75, тип 3);

резцы проходные с φ = 45° с квадратными пластинами, левые, для наружной обточки, обработки торцов, снятия фасок, обработки выточек (ГОСТ 21151-75, тип 1);

резцы для проточки наружных прямых канавок шириной 1...6 мм и глубиной, равной ширине (конструкция ВНИИинструмента);

резцы контурные с пластинкой трехгранной формы и φ = 63° (ГОСТ 20872-80, тип 4);

контурные резцы с пластинкой трехгранной правильной Формы и φ = 93° (ГОСТ 20872-80, тип 3);

резьбовые резцы для нарезания наружных резьб с шагом до 2 мм (ГОСТ 22207-76, тип 1);

резцы проходные упорные с трехгранной пластинкой неправильной формы и φ = 93° для обработки ступенчатых поверхностей, фасок, торцев (ГОСТ 21151-75, тип 4).

Применяют резцы в трех исполнениях:

Полномерные. Используются на станках со съемными блоками, которые в сборе с резцами настраиваются на размер вне станка.

Укороченные с регулировочными элементами.

Резцы-вставки.

Укороченные резцы и резцы-вставки настраивают на размер установочными винтами вне станка в специальном приспособлении и затем устанавливают в пазах инструментальных головок и резцедержателей. Выпускаются по ОСТ-23.5.551-82, ГОСТ 23.5.552-82 и ОСТ 21110-1-83.