Глава 2. Проектирование фасонных резцов

2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ

При точении деталей со сложным профилем применяются фасонные резцы раз­личных конструкций:

• по типу резца: стержневые (рис. 1), призматические (рис. 2) и круглые (рис. 3);

• по направлению подачи: осевые (рис. 4), радиальные (см. рис.4, б, в) и тангенци­альные (рис. 5);

• по расположению базы закрепления (отверстие, «ласточкин хвост», или хвосто­вик) относительно оси детали: параллельно (см. рис. 4, б, в), наклонно в горизонтальной плоскости (рис. 6), наклонно в вертикальной плоскости (рис. 7), перпендикулярно (см. рис. 4, а);

• по форме образующих задней фасонной поверхности: с образующей по дуге ок­ружности (см. рис. 3), с винтовыми образующими (рис. 8, 9) и в виде прямой линии (см. рис. 1,2);

• по конструкции: цельные (см. рис. 2, 3), составные (рис. 11, 12);

• по виду обрабатываемой поверхности: наружные и внутренние (рис. 8,10);

• по инструментальному материалу: из легированной или быстрорежущей стали и твердого сплава;

• по расположению плоскости передней поверхности: с наклоном к горизонталь­ ной плоскости под одним углом Yi (см. рис. 2, 3) и под двумя углами yj и X (рис. 13).

Стержневые, круглые и призматические резцы

Стержневые фасонные резцы (рис. 1) подобны обычным токарным резцам, но имеют фасонную режущую кромку, соответствующую форме детали. Допускают неболь­шое число переточек. Толщина пластины выбирается исходя из условия δ >20.

Рис. 1. Стержневой резец

δ = 0,18 – 0,25Н

Призматический фасонный резец (рис. 2) представляет собой призму, задняя по­верхность которой имеет фасонную форму, а передняя поверхность - плоскую. Передняя поверхность затачивается на угол , что позволяет создать задний угол на задней фасонной поверхности путем наклонной установки резца на угол ..Резец перетачивается по передней поверхности, допускает значительно большее число переточек, чем стержне­вой резец. Базой крепления призматических резцов служит «ласточкин хвост».

Рис. 2. Призматический резец

Круглый фасонный резец (рис. 3) является телом вращения, у которого вырезан сектор для создания передней поверхности и для размещения стружки. Этот резец назы­вают также дисковым, если его ширина невелика по сравнению с диаметром. Для созда­ния положительных задних углов ось резца устанавливается выше оси детали. Базой кре­пления круглых резцов является отверстие или хвостовик.

Рис.3. Круглый резец

Резец устанавливается на оправку, закрепленную в державке. От провертывания он удерживается торцовыми зубьями (рифлениями), нарезанными с одной стороны резца. Зубья служат также для переустановки резца после перезаточки. Иногда зубчатый венец изготавливается отдельно и соединяется с резцом штифтом. Типовые крепления и оформ­ления зубчатых венцов рассмотрены в работе [1].

Круглые резцы допускают большое количество переточек, они более экономичны и удобны в изготовлении, чем призматические, поэтому в условиях крупносерийного и массового производства получили набольшее распространение.

Осевые, радиальные и тангенциальные резцы

Фасонные резцы, работающие с осевой подачей (рис. 4, а), применяются при обра­ботке односторонних профилей, а также торцовых фасонных поверхностей. Они позво­ляют обрабатывать ступенчатые нежесткие детали с меньшими усилиями.

Наиболее часто движение подачи фасонным резцом задается в радиальном на­правлении. Такую подачу задают как круглым, так и призматическим радиальным резцом (см. рис. 4, б, в).

Рис. 4. Фасонные резцы: осевой (а) и радиальные (б, в)

Тангенциальные резцы по внешнему виду подобны призматическим радиальным резцам. Они имеют радиальную подачу по касательной к внутренней окружности профи­ля детали (рис. 5). Принцип работы тангенциальных резцов основан на постепенном сре­зании в виде стружки всего подлежащего удалению объема металла с поверхности, обра­батываемой фасонной детали.

Рис. 5. Тангенциальный призматический резец

Тангенциальные резцы позволяют удлиненным режущим лезвием срезать стружку не по всей длине детали одновременно, а последовательно и непрерывно вводить в реза­ние все точки режущей кромки. Это способствует повышению стойкости резцов, умень­шает величину силы резания и связанные с ними вибрации.

Резцы с наклонным расположением базы крепления

В практике наибольшее применение находят призматические и круглые резцы с базой крепления, параллельной оси детали (см. рис. 4). У таких резцов задние углы на участках режущих кромок, перпендикулярных оси детали, равны нулю. На этих участках задняя поверхность является плоскостью, перпендикулярной оси детали. Эта плоскость соприкасается с соответствующей торцовой плоскостью детали по большой площади, что способствует интенсивному трению и износу резца.

Для получения положительных задних углов на участках режущей кромки, пер­пендикулярных оси детали, применяются резцы с наклонным расположением базы креп­ления в горизонтальной плоскости под углом \|/ (рис. 6).

Поворот базы способствует созданию или увеличению боковых задних углов на участках профиля резца расположенных в торцовой плоскости (перпендикулярно оси детали) или наклоненных к ней под углом

\|/ < 5°. Он возможен только для односторонних профилей (относительно направления подачи).

Рис. 6. Призматический (а) и круглый (б) резцы с наклонным расположением базы крепления в горизонтальной плоскости

Возможна также установка призматических резцов с базой крепления, повернутой вертикальной плоскости на угол τ (рис. 7), величина которого назначается равной 2...5°.

Рис. 7. Призматический резец с наклоном базы крепления в вертикальной плоскости

Резцы с винтовой задней поверхностью

Призматические резцы всегда имеют заднюю поверхность, образующая которой выполнена в виде прямой линии. Круглые резцы выполняются с образующими по окруж­ности.

С целью получения положительных боковых задних углов на торцовых участках профиля применятся круглые фасонные резцы с винтовой задней поверхностью (рис. 8). В большинстве случаев такие резцы используются для обработки внутренних и наружных поверхностей ступенчатых деталей с осевой подачей.

Такие резцы конструируются с базой крепления в виде отверстия (см. рис. 8) или хвостовика (см. рис. 9).

Рис. 8. Винтовой резец с отверстием для крепления

Рис. 9. Винтовой резец с хвостовиком для крепления

Резцы для наружной и внутренней обработки

Для обработки наружной поверхности деталей используют вышеперечисленные иды резцов. Для обработки внутренних поверхностей применяются, как правило, круглые резцы, у которых одной из баз крепления служит отверстие или хвостовик. На рис. 10 оказан фасонный круглый резец с хвостовиком для обработки внутренней канавки.

Рис. 10. Круглый резец с хвостовиком для крепления

Цельные и составные резцы

Конструкция резца (цельный или составной) прежде всего зависит от материала. Резцы из легированной стали (9ХС) выполняются обычно цельными. Фасонные резцы из быстрорежущей стали (Р6М5 ГОСТ 19265-73) должны изготавливаться составными, с приваренной или приклеенной режущей частью для экономии инструментального материала. Корпус резца выполняется обычно из стали 40Х или 45 (см. рис. 11).

Твердосплавные резцы изготавливаются из пластифицированных или полуспеченных заготовок (см. рис. 11, 12). Фасонные резцы, оснащенные твердым сплавом, изготав­ливаются составными. Твердосплавные пластинки размещаются сверху державки стерж­невого резца (см. рис. 1), на боковой поверхности призматического резца (см. рис. 11) и напаиваются на корпус круглого резца (см. рис. 12).

На корпусе резца имеется несколько вырезов, в которые впаивают пластинки. Ко­личество впаянных пластинок определяется габаритными размерами резца (см. рис. 12, а, б). Твердосплавная пластинка должна выступать над поверхностью корпуса на 2...3 мм. Корпус в ряде случаев должен иметь фасонный профиль (см. рис. 11).

Резцы диаметром до 50 мм изготавливаются цельными в виде кольца с централь­ным отверстием под стальную втулку или в виде кольца, припаиваемого к хвостовику.

Рис. 11. Составной призматический резец

а б

Рис. 12. Составные круглые резцы с пластинками твердого сплава

Резцы с наклонной передней поверхностью

Передняя поверхность таких резцов задается в виде плоскости. Резцы, передняя поверхность которых наклонна к горизонтальной плоскости под одним углом наиболеераспространены (см. рис. 1, 2, 3).

Рис. 13. Резец с расположением плоскости передней поверхности под двумя углами