В промышленности, машиностроении для получения требуемой точности и чистоты поверхности изготовленные отверстия подвергают дополнительной обработке. Достигают нужных показателей, используя расточной резец.
1 Токарный инструмент для растачивания – назначение и конструкция резцов
Резе́ц – режущий инструмент, который предназначен для обработки деталей или заготовок из различных материалов, а также разных форм, размеров, показателей точности. Является основным, наиболее часто применяемым инструментом при строгальных, долбежных и токарных работах (на станках соответствующего типа).
Чтобы придать изделию требуемые форму, размеры и точность изготовления с заготовки резцом снимают (срезают последовательно) слои материала. При этом инструмент и деталь, закрепленные жестко в станке, перемещаются относительно друг друга и взаимно контактируют. В результате этого рабочая часть резца врезается в слой материала, а затем срезает его в виде стружки.
У инструмента рабочий элемент представляет собой клин (острую кромку), который врезается в материал и деформирует его слой, вследствие чего сжатый фрагмент заготовки скалывается и сдвигается кромкой схода стружки (передней поверхностью) резца. Инструмент двигается дальше, что сопровождается повторением процесса скалывания и образованием из отдельных срезанных элементов стружки, вид которой зависит от скорости вращения материала заготовки, подачи станка, относительного расположения детали и резца, применения СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) и ряда других причин.
По виду работ и применяемости инструмент делят на:
- строгальный;
- долбежный;
- токарный.
Инструмент, снимающий стружку в результате взаимного прямолинейного перемещения резца и заготовки, называют строгальным (когда резание горизонтальное) или долбежным (вертикальное). Принцип работы обоих этих резцов идентичен и отличается от токарных, где резание непрерывно. При строгании и долблении инструмент режет исключительно при рабочем ходе.
В процессе токарной обработки заготовка вращается, в то время как осуществляется продольная и поперечная подача неподвижного резца, либо деталь стационарна, а инструмент вращается и подается (на расточных станках). Расточной токарный резец предназначен для расточки глухих и сквозных уже готовых отверстий, которые могут быть предварительно получены сверлением, штамповкой, в процессе отливки заготовки.
Основные элементы расточного токарного резца:
- головка (рабочая часть);
- державка (стержень) – используется для закрепления инструмента на станке.
Головка состоит из поверхностей:
- передней – по ней во время резки сходит стружка;
- главной задней – обращена к поверхности резания материала;
- вспомогательной задней – обращена к обработанной поверхности детали;
- главной режущей кромки – пересечение главной задней поверхности с передней;
- вспомогательной режущей кромки – пересечение вспомогательной задней и передней поверхностей;
- вершины – точка пересечения вспомогательной и главной режущих кромок.
Важными характеристиками резцов также являются углы, образуемые между поверхностями инструмента, плоскостями их проекций и касательными к ним, а также направлениями подачи. Инструмент для глухих и сквозных отверстий отличается формой головки.
2 Классификация и виды резцов для растачивания
Резцы для растачивания классифицируют по следующим основным параметрам. По направлению подачи делят на:
- левые;
- правые.
По конструкции:
- прямые – осевая линия головки резца продолжает ось державки или параллельна ей;
- отогнутые – ось головки отклонена влево или вправо от осевой державки;
- изогнутые – ось державки изогнута;
- оттянутые – головка инструмента уже державки;
- разработки конструкторов и токарей-новаторов, другие.
По сечению стержня:
- круглые;
- квадратные;
- прямоугольные.
По способу изготовления:
- Цельные – материал изготовления державки и головки идентичен.
- Составные – режущая часть выполнена в виде пластины, прикрепляемой определенным образом к державке из углеродистой конструкционной стали. Пластинки из рапида (быстрорежущей стали) и твердого сплава крепятся механически или припаиваются.
По роду материала:
- из инструментальной стали:
- углеродистой – для малых скоростей обработки, обозначение начинается с буквы У;
- легированной – допустимо резать в 1,2–1,5 раза быстрее, чем инструментом из углеродистой, так как выше теплостойкость;
- высоколегированной (быстрорежущей) – повышенной производительности, обозначение с буквы Р (Рапид);
- из твердого сплава – скорости резания более высокие, чем у резцов из рапида, оснащены пластинами из твердых сплавов:
- металлокерамическими:
- вольфрамовыми – группы ВК из карбида вольфрама, который сцементирован кобальтом;
- титановольфрамовыми – группы ТК из карбидов титана и вольфрама, сцементированных кобальтом;
- титанотанталовольфрамовыми – группы ТТК из карбидов титана, тантала и вольфрама, сцементированных кобальтом;
- минералокерамическими – характеризуются высокой теплостойкостью и одновременно очень хрупкие, что ограничивает их массовое применение, состоят из материалов, в основе которых технический глинозем (Аl2O3);
- керметовыми – материалы на основе минералокерамики с металлами и их карбидами, вводимыми для снижения хрупкости;
- эльборовые – в основе материала режущих пластин кубический нитрид бора;
- алмазные – с алмазными пластинами.
По типу установки относительно заготовки:
- Радиальные – устанавливают перпендикулярно оси детали. Широко используются в промышленности, благодаря простоте крепления и удобному выбору геометрических характеристик режущей части.
- Тангенциальные – параллельно оси обрабатываемой детали. При работе усилие резца направлено вдоль его оси, благодаря этому он не подвергается изгибу. В основном применяются на токарных полуавтоматах и автоматах, где главным критерием обработки является чистота.
По виду обработки:
- черновые (обдирочные);
- получистовые – отличаются от обдирочных вершиной, радиус закругления которой увеличен, благодаря чему шероховатость поверхности после обработки уменьшается;
- чистовые;
- для тонкого точения.
Также выделяют резцы для растачивания глубоких отверстий и двусторонние. Основные типы инструмента стандартизованы. На каждый вид такого изделия, как расточной резец, ГОСТ регламентирует соответствующие конструкцию и размеры.
3 Применение расточных токарных резцов
Расточной токарный инструмент широко применяют в машиностроении, производстве для обрабатывания сквозных и глухих отверстий в деталях или корпусах приборов, оборудования, различных механизмов, автомобилей, другой техники. Его использование позволяет достигать большей точности, высокой чистоты поверхности отверстий. Растачивание производят в следующих случаях:
- Сверление, зенкерование (обработка готового отверстия зенкером) или рассверливание не обеспечивают требуемой размерной точности и чистоты поверхности обработанного отверстия.
- При отсутствии зенкера или сверла для рассверливания необходимого диаметра.
- Когда требуется обеспечить необходимые прямолинейность и точность положения оси отверстия.
- Когда диаметр обрабатываемого отверстия превышает наибольший стандартный диаметр сверл, зенкеров.
- При малой длине отверстия.
Расточной инструмент применяют на специальных расточных, токарно-револьверных, токарных, фрезерных станках и автоматах, оборудовании для алмазной (тонкой) расточки. Закрепляют в специальных патронах, переходных втулках или державках.
Резцы из инструментальной стали обычно используют при работах с легкими сплавами и материалами (фторопластом, текстолитом, алюминием и подобными), а оснащенные твердосплавными пластинами – с более прочными и твердыми (нержавеющая или закаленная сталь, бронза и другие). В процессе работы режущий инструмент подвержен износу (притупляется режущая кромка, а у изделий с твердосплавными пластинами выкрашивается), поэтому делают его переточку.