книги из ГПНТБ / Лакур К.В. Виброустойчивые резцы

между глубиной резания, установленной по лимбу попе­ речного суппорта, и фактической глубиной резания.

Растачивание резцом НРК с главным углом в плане <р = 45° вызывает наиболее сильные отжатая резца, при этом вибрации имеют наибольшую интенсивность и

Рис. 19. Зависимость отжатий расточного резца НРК в направ­ лении оси У от изменения угла в плане и скорости резания.

наблюдаются частые выкрашивания режущей кромки. Лучшие результаты получились при растачивании рез­ цом с главным углом в плане ф = 90°. В этом случае отжатия практически равны нулю, и виброустойчивость наиболее высокая.

Для растачивания глухих отверстий следует приме­ нять резцы с главным углом в плане ф = 90°. Они более устойчивы в работе и обеспечивают лучший отвод стружки, чем резцы с углом ф = 95°. Более сложен вы­

70

бор оптимального угла в плане расточных резцов для растачивания сквозных отверстий. Казалось бы, и здесь можно применять резцы с углом ср = 90°. Однако при косом заднем торце детали, когда на выходе резца при­ пуск окажется неравномерным, может произойти под­ хватывание и выкрашивание пластинки твердого сплава. При угле ф < 90° этого не произойдет, так как неравно­ мерный слой снимается постепенно, что исключает по­ ломки.

НИИТМАШ запросил ведущие предприятия Ленин­ града о целесообразности и возможности применения для растачивания сквозных отверстий резцов с главным углом в плане ф = 75°. В большинстве случаев были получены положительные ответы.

Все эти соображения и побудили нас принять у рез­ цов для растачивания сквозных отверстий главный угол в плане ф= 75°.

Специальные опыты по определению оптимального значения угла наклона главной режущей кромки не проводились. Практика же работы резцами НРК показывает, что лучшим вариантом является угол А, = 0°. Допускается отрицательное его значение, но никак не положительное. В последнем случае усиливаются вибра­ ции и ухудшается отвод стружки. Стружка направляет­ ся на обработанную поверхность и забивается меж­ ду резцом и деталью либо же загромождает зону ре­ зания.

Общие соображения подсказывают, что дополни­ тельная фаска на передней поверхности должна быть меньше, чем принято у резцов для наружного точения.

Стружкозавивающая канавка должна быть сделана так, чтобы обеспечить завивание или же ломание стружки.

Обычно при ^ = 0° и стружколомающей канавке

71

с несколько большим, чем на проходных резцах, радиу­ сом стружка завивается в крутую спираль и выходит через отверстие шпинделя станка.

Располагать пластинку твердого сплава на резцах НРК лучше горизонтально, т. е. без положительного переднего угла. Это более технологично с точки зрения изготовления и заточки. На долговечности резца это также не отражается, зато упрощается заточка стружколомающего порожка.

Были произведены испытания прочности резца в се­ чении головки, расположенном непосредственно под пластинкой твердого сплава. Для этого использовали резец квадратного сечения 30 X 30 мм, где бородка была сострогана заподлицо со всей опорной плоскостью стержня. Слой материала головки под пластинкой твер­ дого сплава (№ 0616 размерами 20 X 18 X 8) имел тол­ щину 7 мм.

При растачивании резцом НРК с вылетом /==80 мм

Такой режим, однако, вряд ли можно считать допусти­ мым при значительном вылете резца.

Из опыта работы на Невском машиностроительном заводе имени В. И. Ленина установлено, что у резцов сплошного квадратного сечения режущую кромку необ­ ходимо располагать на 0,1 величины сечения резца выше нейтральной оси. Например, для резцов разме­ рами 25 X 25 мм h 0 = 2,5—3 мм, для резцов размерами 32 X 32 мм h0= 3,5—4 мм и для резцов размерами 40 X 40 мм h 0 = 4—5 мм. Таким образом удается избе­ жать затруднений, возникающих при установке вершины резца по высоте линии центров станка из-за ограничен­ ных размеров паза резцедержателя по высоте.

72

При таком исполнении резцов увеличивается высота материала под пластинкой твердого сплава и загиб головки резца вниз является совершенно лишним.

Опыт применения резцов НРК сплошного круглого сечения на многих предприятиях Ленинграда также дает основание утверждать, что перегиб головки резца вниз в месте припайки пластинки твердого сплава, как это было предусмотрено в первоначальной конструкции резца, не является необходимым. Токари полностью стачивают эту бородку и поломок резцов по этой при­ чине не происходит.

Токарь-новатор В. К. Семинский предложил произ­ водить термическую обработку расточных резцов. Пред­ полагалось, что это повысит их виброустойчивость. Для проверки этого предположения нами были поставлены контрольные опыты.

Из приведенных в табл. 11 данных видно, что терми­ ческая обработка резцов не влияет на их виброустой­ чивость.

73

L

Рис. 20. Резцы расточные с круглым стержнем:

а — для глухих отверстий; б — для сквозных отверстий.

Размеры в мм

74

Рис. 21. Резцы расточные квадратного сечения:

а — для глухих отверстий; б — для сквозных отверстий.

Размеры в мм

75

На рнс. 20 и 21 приведены оптимальные конструк­ тивные размеры и геометрические параметры резцов НРК, выявленные в процессе исследований и практиче­ ского использования резцов на заводах.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАСТОЧНЫХ РЕЗЦОВ НРК

Лучшей сталью 'для изготовления стержней расточ­ ных резцов считается сталь 40Х. Несколько уступает ей сталь 45. Применять высокоуглеродистые инструмен­ тальные и высоколегированные стали не рекомендуется.

трения, невелика по сравнению со сталями 40Х и 45. Термическая обработка (закалка) также снижает спо­ собность резцов к демпфированию. Это можно наблю­ дать в повседневной практике. Закаленные детали больше звенят, чем до закалки; детали из высокоугле­ родистых и легированных сталей также лучше звенят, чем детали из малоуглеродистой стали.

Рекомендуется проводить нормализацию резцов, которая улучшает механические свойства, не снижая способности демпфирования.

С другой стороны, стержни из малоуглеродистой стали не выдерживают применяемых в практике нагру­ зок: они прогибаются либо же сминается материал головки под пластинкой твердого сплава.

40—45, потому что здесь скорее возникает опасность перегрузить и прогнуть стержень резца, а при растачи­ вании малых отверстий с небольшими подачами опасная зона возникновения вибраций отодвигается за пределы

76

практически применяемых скоростей резания. Для растачивания малых отверстий в заготовках из специ­ альных сталей, где вибрации возникают и при малых скоростях резания, применяются монолитные твердо­ сплавные резцы.

От жесткости резца зависит точность обработки; этот вопрос не менее важен, чем рассматриваемый в брошюре вопрос о вибрациях.

Представление о жесткости того или другого резца можно составить после расчетов по формуле, принятой для определения жесткости балки, заделанной одним

Величина прогиба в этом случае определяется по фор­ муле:

Предположим, что нам надо выбрать резец для вы­ полнения определенной операции на заданных режимах резания. Величина Р зависит от подачи и глубины реза­ ния и определяется по справочным данным; величина вылета резца I является заранее установленной и зави­ сит от длины растачиваемого отверстия или конструкции резца.

Переменной величиной является момент инерции /, зависящий от формы и размеров сечения стержня. Этой величиной и надо пользоваться для сравнения жесткости

7 7

резцов. В . табл. 12 приведены размеры и вычисленные моменты инерций наиболее часто применяемых сечений стержней резцов. Здесь же указаны наименьшие диа-

Таблица 12

Размеры (в мм) разных сечений расточных резцов и соответствующие нм моменты инерции

метры отверстий Dь которые можно расточить данным резцом. Для окончательного выбора резца по жесткости требуется провести расчет по приведенной выше фор­

78

муле. Возьмем в качестве примера такой случай. Допу­

отверстия подойдет резец 2140-0046, где сечение хвосто­

что в 4 раза меньше прогиба первого резца, а если так, то и жесткость второго резца больше жесткости первого резца в 4 раза.

Пример этот характерен тем, что в первом случае мы применили резец, где вылет в 80 мм определен при его изготовлении. У резца НРК вылет установлен по длине растачиваемого отверстия с некоторым запасом (60 + 3 = 63 мм). Так как величина вылета очень сильно влияет на прогиб, то в данном случае только за

79