Инструментальное оснащение технологических процессов металлообрабо

Рекомендации по выбору инструментального материала и марок твердого сплава многими ведущими мировыми производителями даны для токарной обработки (см. табл.1.14 и 1.15). Данные, приведенные в этих таблицах, могут быть использованы и для отрезки, и обработки канавок.

Однако некоторые отечественные и зарубежные изготовителями для отрезки и обработки канавок рекомендуют конкретные марки твердых сплавов. В табл.3.2 произведено сопоставление марок твердого сплава с износостойкими покрытиями, которые рекомендованы для отрезки и обработки канавок, соответственно в табл. 3.3 представлены марки твердых сплавов без покрытия.

Таблица 3 . 2

Марки твёрдых сплавов с покрытием для отрезки и обработки канавок

81

Окончание табл. 3 . 2

3.3. Назначение режимов резания при отрезке и обработке канавок

Глубина радиального врезания инструмента − расстояние от наружного диаметра до центра или дна канавки (глубина резания) − при отрезке и обработке канавок принимается равной ширине пластины l а, и тогда t = l а.

Величина радиальной подачи S по направлению к оси заготовки назначается в зависимости от ширины реза (глубины резания) и механических свойств обрабатываемого материала. Рекомендуемые величины подач приведены в табл. 3.4.

При отрезке сплошных заготовок рекомендуется снижать подачу на 75 %, когда режущая кромка приближается к оси заготовки, что позволяет уменьшить размер остаточной бобышки и повысить стойкость инструмента.

Рекомендации по скоростям резания для отрезного и канавочного инструмента приведены в каталогах [6 − 36]. Частота вращения шпинделя, потребная мощность, затрачиваемая на резание, и величина машинного времени на обработку определяются по методике (см. глава 2, раздел 1.6).

82

Таблица 3 . 3 .

Марки твёрдых сплавов без покрытия для отрезки и обработки канавок

83

ГЛАВА 4. НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ

Инструменты для образования резьбы можно разделить на следующие группы: 1) лезвийные инструменты, образующие резьбу путем снятия припуска режущими кромками; 2) бесстружечные инструменты, формирующие резьбу методом холодного пластического деформирования; 3) абразивные инструменты, работающие методом вышлифовывания профиля резьбы.

На практике широкое применение нашли инструменты первых двух групп: резцы; гребенки; метчики; фрезы; резьбонарезные плашки и головки; плашки, ролики и головки резьбонакатные.

Нарезание резьбы на токарно-винторезных станках и токарных станках с ЧПУ резцами, оснащенными сменными одновершинными или многовершинными твердосплавными пластинами, является наиболее распространенной операцией токарной обработки.

Нарезание резьбы резцами, оснащенными сменными многогранными пластинами с износостойкими покрытиями, позволяет стабильно получать точные резьбы на всех видах материалов, вне зависимости от квалификации рабочего. При этом многократно повышается стойкость инструмента.

Выбор режущего инструмента для инструментального оснащения операции нарезания резьбы резцами, оснащенными сменными многогранными пластинами, осуществляется соответственно следующему пошаговому подходу:

1.Выбор системы крепления режущей пластины и типа державки.

2.Выбор способа врезания.

3.Выбор типа, размера, геометрии пластины и инструментального материала.

4.Назначение числа проходов, глубины врезания за проход и скорости резания при резьбонарезании.

4.1.Выбор системы крепления режущей пластины

итипа державки

Резьбонарезной инструмент со сменными пластинами (рис.4.1) универсален и производителен − одной пластиной можно нарезать наружные и внутренние резьбы как правые, так и ле-

вые (рис.4.2 и 4.3).

85

На выбор системы крепления резьбовых твердосплавных пластин оказывают влияние следующие параметры процесса резьбонарезания: наружная или внутренняя резьба, правая или левая, тип резьбы (метрическая, трубная, трапецеидальная и др.), свойства обрабатываемого материала, жесткость технологической системы (станок − приспособление − инструмент − заготовка).

S

V V

S

аб

Рис. 4.2. Нарезание правой (а) и левой (б) наружной резьбы

86

S

V

V

S

аб

Рис.4.3. Нарезание правой (а) и левой (б) внутренней резьбы

Ведущими мировыми производителями резьбонарезного инструмента используются следующие системы крепления резьбовых твердосплавных пластин. Крепление быстросменным винтом через отверстие S обеспечивает надежное крепление и применяется для большинства пластин размером 16 и 22 мм. Крепление клином (прихват сверху) пластины С используется для нарезания наружных резьб в стесненных условиях для пластин размером 16 и 27 мм.

Для нарезания наружной и внутренней резьбы пластины размером 27 мм, а также для нарезания внутренней резьбы пластины размером 11 мм могут крепиться винтом через отверстие [30].

При нарезании наружной резьбы державки для крепления пластин размером 16, 22, 27 мм выбираются прямоугольной формы

h × b (мм): 12× 12; 16× 16; 20× 20; 25× 25; 32× 32; 40× 40. Для внутренней резьбы с пластинами размером 11, 16, 22 мм − дер-

жавки круглые диаметром 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 мм.

Размеры для резцовых вставок, быстросменных режущих головок можно подобрать по каталогам [6 −36].

4.2. Выбор способа врезания

Различают следующие варианты разделения припуска и врезания на глубину при нарезании резьбы: радиальное врезание, двустороннее боковое и одностороннее боковое (рис.4.4).

Радиальное врезание − наиболее простой и распространенный способ нарезания резьбы, обеспечивает высокую точность профиля и равномерный износ пластины. Способ предпочтителен для нарезания резьб с мелкими шагами.

87

3-5Å

Рис.4.4. Способы врезания пластин: а − радиальное; б − одностороннее боковое; в − двустороннее боковое

Двустороннее боковое врезание применяется для нарезания резьб с крупным шагом. Направление врезания изменяется для каждого последующего прохода и последние проходы могут быть сделаны с радиальным врезанием.

Одностороннее боковое врезание используется при нарезании крупных резьб с длинным проходом. Пластина врезается в заготовку под углом меньшим, чем угол профиля резьбы (см. рис.4.4). Этот способ дает возможность контролировать сход стружки, а отклонение направления врезания в 3…5° благоприятно действует на стойкость пластины, что способствует повышению точности профиля резьбы.

4.3.Выбор типа, размера, геометрии пластины

иинструментального материала

Резец с пластинами V- образного профиля является самым простым инструментом для нарезания резьбы на станке, которая, как правило, выполняется в две операции: обработка диаметра и нарезание профиля резьбы.

Однозубые пластины с полным профилем резьбы (рис.4.5, а) используются для высокопроизводительного нарезания резьбы и позволяют нарезать резьбу полного профиля определенного шага с оптимальным радиусом впадины. Это позволяет полностью сформировать профиль, включая и поверхности вершин, обеспечить нужную высоту резьбы, радиусы при вершине и впадине профиля.

В мелкосерийном производстве с большой номенклатурой шагов нарезаемых резьб лучше всего использовать однозубые пластины с неполным профилем резьбы (рис.4.5, б). Пластины такого

88

вида не обрабатывают вершину профиля резьбы, и поэтому необходимо точно обрабатывать диаметры заготовок под нарезаемую резьбу. Производительность и точность обработки резьб ниже, чем при нарезании резьбы пластинами с полным профилем.

В массовом производстве при нарезании специальных резьб лучше всего использовать многовершинные (многозубые) пластины (рис.4.5, в). Они имеют два или более зубьев, что позволяет уменьшить число проходов, увеличить стойкость инструмента и производительность обработки. Однако резцы с полным профилем и многозубые могут нарезать резьбу только с одним шагом, в то время как V-образный профиль позволяет нарезать резьбы с различными шагами. Также при нарезании резьбы многозубыми пластинами возникают большие усилия резания, и поэтому необходимо обеспечить высокую жесткость технологической системы.

Рис.4.5. Типы резьбовых пластин: а − однозубые с полным профилем; б − однозубые с неполным профилем; в − многозубые; г − трапециидальные

89

Размер и геометрию резьбовых пластин можно выбрать по рекомендациям [6 − 36], к примеру, по данным [30] размеры многозубых пластин Х и Z (рис.4.5) для нарезания наружных резьб l р =

16, 22, 27 мм, Х = 1,62 мм, Z = 2,5 мм, для нарезания внутренних резьб l р = 11, 16, 22, 27 мм, Х = 1,59 мм, Z = 2,4 мм (для шага

резьбы 1,0 мм).

Для нарезания резьбы способом радиального, бокового (одностороннее и двустороннее) врезания рекомендуются резьбовые пластины стандартной геометрии и геометрии F.

Пластины геометрии С − только для одностороннего и двустороннего бокового врезания (рис.4.6). Геометрия С обеспечивает надежное стружкодробление и применяется для нарезания резьбы при обработке углеродистых и низколегированных сталей.

Для обеспечения достаточной величины задних углов при обработке угол наклона режущей пластины λ должен соответствовать углу подъема винтовой линии τ (рис. 4.7) и принимается равным −2, − 1, 0, + 1, + 2. + 3, + 4° . Это достигается путем использования в резьбовых резцах сменных опорных пластин

(см. рис.4.1).

Рис.4.6. Геометрия резьбовых пластин: а − геометрия F; б − стандартная геометрия; в − геометрия С

Угол наклона режущей кромки можно определить как

Рекомендации по выбору инструментального материала и марок твердого сплава многими ведущими мировыми производителями даны для токарной обработки (см. табл.1.14 и 1.15). Данные, приведенные в этих таблицах, могут быть использованы и для нарезания резьбы.

Однако некоторые отечественные и зарубежные изготовители для нарезания резьбы рекомендуют конкретные марки твердых

90