Назначение и основные типы резцов

Резцы

Одним из наиболее простых и распро­страненных металлорежущих инструментов является резец. Резцы приме­няются на токарных, револьверных, строгальных и других станках. В зависи­мости от вида станка и рода выполняемой работы применяются резцы различ­ных типов. Основные типы токарных резцов изображены на рис. 1. Для об­точки наружных поверхностей враще­ния, т. е. цилиндрических валиков, ко­нических поверхностей большой дли­ны и им подобных деталей, применяют проходные резцы. Проходные резцы бы­вают прямые (рис. 1, а) и отогнутые (рис. 1, б). Отогнутые резцы получили широкое применение из-за их универ­сальности, большей жесткости, возмож­ности вести обработку в менее доступ­ных местах. Отогнутыми резцами можно работать при продольной и поперечной подачах и вести обточку поверху, подрезку торцов, снятие фасок. Проходные рез­цы могут быть черновые и чистовые. Чистовые резцы имеют больший радиус закругления, что обеспечивает получе­ние более чистой обработанной поверх­ности. Если необходимо получить осо­бенно чистую и гладкую поверхность, применяют широкие лопаточные рез­цы. Эти резцы работают с большой по­дачей. Однако при значительной длине контакта режущей кромки с заготовкой они склонны к вибрациям, дро­жанию.

Рис. 1. Токарные резцы.

Проходные упорные резцы (рис. 1, е) имеют угол в плане φ = 90° и применяются при обточке ступенчатых вали­ков и подрезке буртиков, а также при точении нежестких деталей.

Подрезные резцы предназначаются для обточки плоскостей, перпендикуляр­ных оси вращения, подрезки торцов на проход (рис. 1, г). Эти резцы работают с поперечной подачей. Расточные рез­цы служат для обработки отверстий (рис. 1, д, е). Они работают в менее благоприятных условиях, чем проход­ные резцы для наружной обточки. Рас­точные резцы должны иметь меньшие поперечные размеры, чем обрабатыва­емое отверстие. Они получаются длин­ными. Вылет резца должен быть боль­ше длины растачиваемого отверстия. В силу малой жесткости расточные рез­цы склонны к вибрациям, что не дает возможности снимать стружку большо­го сечения.

При расточке длинных отверстий и от­верстий большого диаметра широко применяют державки (оправки) со встав­ными резцами круглого или квадратного сечения малых размеров. Пользуясь дер­жавками, расточку отверстия можно про­изводить при помощи одностороннего резца с одной режущей частью, двухсто­роннего резца, имеющего режущие час­ти с обоих торцов, резцовой головки, состоящей из нескольких резцов.

По сравнению с односторонними рез­цами двухсторонние резцы и резцовые головки позволяют обеспечить более вы­сокую производительность обработки. Однако обработка одним резцом имеет и некоторые преимущества. При чистовой обработке и снятии небольших при­пусков затрудняется установка резцов резцовой головки с требуемой точнос­тью, в результате чего в работе участ­вуют не все резцы. Кроме того при срезании твердых включений ось отверс­тия будет искривленной вследствие от­клонения всей головки, что может по­служить причиной брака. При работе же одним резцом в таких случаях отклоне­ние резца поведет лишь к уменьшению размеров отверстия, что можно испра­вить при дальнейшей обработке.

Соотношение диаметров растачиваемо­го отверстия и оправки должно быть подобрано так, чтобы обеспечить оптималь­ный вылет резца. Большой вылет резца понижает жесткость, способствует возни­кновению колебаний и нарушает устой­чивость процесса. Малые же зазоры между поверхностями отверстия и оправки затрудняют выход стружки. На практике соотношение между диаметром резца и диаметром оправки колеблется в пределах 0,3—0,2. Отношение диамет­ра оправки к диаметру растачиваемого отверстия составляет 0,8—0,5.

При обработке отверстий на токарных, револьверных, расточных станках пользуются державками со вставными рез­цами.

Отрезные резцы служат для отреза­ния материала от прутков сравнитель­но небольшого диаметра (рис. 1, ж). Они выполняются с оттянутой головкой, т. е. ширина головки выполняется мень­ше ширины тела резца. Длина оттянутой головки выбирается из расчета свобод­ной отрезки заготовки. Отрезные резцы работают в весьма тяжелых условиях, так как их рабочая часть имеет малую жесткость, а отвод стружки из зоны ре­зания затруднен. Головка резца имеет относительно малую толщину. Чтобы не ослаблять в значительной степени головку, для отрезных резцов приходит­ся принимать небольшие значения углов (порядка 1—3°) в плане и задних углов аг на вспомогательных боковых режущих кромках. Это приводит к воз­растанию трения, особенно при неточной установке резца или его некачест­венной заточке. Поэтому при работе отрезными резцами, оснащенными твер­дым сплавом, часто происходят выкрашивания и сколы режущей части, а так­же отрывы пластинки от державки рез­ца. Для повышения прочности соединения пластинки с державкой целесооб­разно пластинку, снабженную скоса­ми, напаивать в угловой паз державки (рис. 2, а), что соответственно увеличи­вает площадь прилегания ее к державке. Кроме того, боковые стенки паза препят­ствуют смещению пластинки под дейст­вием боковых усилий, возникающих в процессе работы резца.

Рис. 2. Схемы режущих частей отрезных резцов

С целью повышения прочности и жест­кости головки высота ее делается больше высоты стержня (рис. 2, б). Отрезной резец при работе обычно не срезает весь металл среза, так как в определенный момент отрезаемая заготовка отламывается и в центре остается несрезанный стержень. Если необходимо полностью обработать один из торцов, не оставляя на нем центрального стерж­ня, то главную режущую кромку резца оформляют под углом φ — 75 — 80° (рис. 2, в), в то время как у обычных отрезных резцов угол в плане φ = 90°.

Находят применение также отрезные резцы с симметричной ломаной режущей кромкой (рис. 2, г) с углами в плане φ = 60 — 80°. Такое оформление режущей части резца облегчает его вре­зание в заготовку, улучшает условия схода стружки, снижает возможность увода резца. С этой же целью на отрезных резцах с углом φ = 90° выполняют фаски f с обеих сторон размером 1— 1,5 мм под углом 45°. Наряду с токарными используются резцы на строгальных и долбежных стан­ках с прямолинейно-поступательным движением резания. Строгальные резцы ра­ботают в более тяжелых условиях, чем токарные, так как, врезаясь в обраба­тываемый материал с полным сечением среза, резец испытывает удар, что отрицательно сказывается на его стой­кости.

Рис. 3. Строгальные резцы.

По роду выполняемой работы стро­гальные резцы разделяются на проход­ные (обдирочные и чистовые), отрезные, подрезные, пазовые и специальные (рис. 3). Проходные строгальные резцы (рис. 3, а) предназначены для строга­ния плоскостей с горизонтальной пода­чей, а подрезные резцы (рис. 3, б) — для обработки вертикальных плоскос­тей с вертикальной подачей. Отрезные и прорезные строгальные резцы (рис. 3, в) используются при отрезке и прорезке узких пазов. Чистовые широкие лопа­точные резцы (рис. 3, г) применяются для чистовой обработки плоскостей с большой подачей. Для обеспечения плав­ного врезания и выхода инструмента целесообразно применять строгальные резцы с углом наклона режущей кром­ки λ который в зависимости от условий обработки может колебаться от 10 до 60° . Строгальные резцы бывают прямые и изогнутые. Прямые резцы просты в из­готовлении, но менее виброустойчивы по сравнению с изогнутыми. Поэтому они применяются при малых величинах вы­лета. В случае работы с большими выле­тами рекомендуется пользоваться изог­нутыми резцами, которые получили ши­рокое распространение в промышлен­ности. В процессе строгания резец под воздействием усилий резания изгиба­ется. При изгибе прямого резца его режущая часть будет углубляться в ма­териал заготовки и резец будет работать с заеданием, что снижает качество обра­ботки и дополнительно нагружает инст­румент. При изгибе же изогнутого резца его режущая часть будет отходить от заготовки и срезать меньший слой ме­талла. Это обеспечивает более спокой­ное протекание процесса резания, осо­бенно при резких колебаниях усилий резания, вызываемых изменениями сече­ния срезаемого слоя, локальными изменениями свойств обрабатываемого ма­териала и т. п.

Рис. 4. Долбёжные резцы.

Долбежные резцы применяются при обработке внутренних линейчатых поверхностей на долбежных станках в еди­ничном и мелкосерийном производстве. В зависимости от характера выполняе­мой работы находят применение проход­ной двухсторонний шпоночный или про­резной резцы (рис. 4).

Следует подчеркнуть, что резцы явля­ются наиболее распространенными, универсальными и простыми инструментами. Приведенный обзор основных типов рез­цов не исчерпывает всего многообра­зия их, используемого в машиностроении.