Режущий инструмент. Инструменты с механическим креплением круглых и многогранных пластин из композита

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ.

Важную роль в выполнении задач по ускорению технического прогресса в машиностроении играет металлорежущий инструмент, позволяющий организовать производство     изделий с минимальными затратами общественного труда. При создании высокопроизводительного режущего инструмента необходимо учитывать, что повышение его технического уровня, обеспечивающего интенсификацию режимов обработки, должно осуществляться при условии экономии или замены инструментальных материалов таким материалом, который способен не только сократить, но и повысить производительность обработки.

Создание прогрессивного режущего инструмента идет по нескольким основным направлениям. Одно из них - разработка инструмента с механическим креплением многогранных пластин, выполненных из различных инструментальных материалов, применение, которого повышает скорости резания до полутора раз.

Значительным резервом повышения производительности обработки деталей резанием является расширение использования инструментов, оснащенных поликристаллами сверхтвердых материалов на основе кубического, нитрида бора. Это новая группа инструментальных материалов, оптимальные условия применения которых характеризуются высокими скоростями резания и малыми толщинами срезания стружки, большой мощности резания и небольшими энергетическими затратами, малыми силами резания и высокой точностью обработки, довольно значительным тепловыделением в зоне резания и отсутствием нагрева детали, низкой шероховатостью обработанной поверхности и высоким качеством тонкого поверхностного слоя детали, повышенными требованиями к оборудованию и ко всему технологическому процессу изготовления детали в целом.

Высока эффективность применения инструмента, оснащенного поликристаллами композита 01 (эльбор - Р), композита 05, композита 10 (гексанит - Р) и композита 10Д (двухслойные пластины, с рабочим слоем из гексанита - Р), обусловлена уникальным сочетанием им физико-химических характеристик.

За последнее время инструменты из композита получили широкое распространение, его применяют для обработки деталей из чугуна, закаленных сталей, твердых и труднообрабатываемых сплавов взамен традиционных твердосплавных и минералокерамических инструментов. Внедрение инструмента из композита, позволяет концентрировать операции или полностью перестроить технологию обработки, уменьшить до 2 - 10 раз основное время обработки, упростить технологический цикл, исключив или упростив во времени некоторые операции.

Высоким техническим уровнем и повышенной стойкостью отличается инструмент с износостойким покрытием. Стойкость такого инструмента повышается в 2 - 3 раза, что позволяет работать на более высоких режимах резания.

Существенно повышается производительность обработки резанием при оснащении резцов и фрез пластинами из минералокерамики. Такие резцы применяются при получистовом и чистовом точении изделий из серого, ковкого или отбеленного чугунов на скоростях резания до 400-500 м/мин.

При изготовлении крупногабаритного инструмента, например, червячных фрез большого модуля, наиболее эффективно применение порошковой быстрорежущей стали.

Разработана система унифицированных конструкций токарных сборных резцов с механическим креплением многогранных пластин из твердых сплавов, в том числе с износостойкими покрытиями, безвольфрамовых твердых сплавов, режущей керамики и пластин из других инструментальных материалов. Основой системы является унификация способов крепления пластин, а также их форморазмеров. Резцы первой группы предусматривают крепление пластин без отверстия трехгранной и квадратной формы с задними углами и без них, в закрытом пазу, прихватом сверху. Это дает возможность заменить ее после затупления новой без последующей настройки резца на размер.

Наиболее перспективны инструменты с механическим креплением круглых и многогранных пластин из композита.

В настоящее время освоено производство целой гаммы режущих пластин из композита разных марок и форморазмеров, в том числе цельных и двухслойных (с подложкой из конструкционного материала).

Эти пластины легли в основу при разработке гаммы токарных резцов. Основные направления конструирования торцевых фрез из композита определяются теми технологическими задачами, которые должны эффективно решаться с их применением. Созданы торцевые сборные фрезы диаметром 80-200 мм со вставными регулирующими ножами, оснащенными поликристаллами композита 01 или 10. Для снижения шероховатости обрабатываемой поверхности при работе на повышенных подачах вершины ножей выполнены большим радиусом (20-50 мм).

Эффективной областью применения такого инструмента является финишная обработка на продольно-полировальных и плоскошлифовальных станках, а также на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах взамен предварительного и окончательного шлифования, взамен частичного шабрения.

Для предварительной и чистовой обработки деталей взамен обработки твердосплавными фрезами разработаны торцевые сборные фрезы диаметром 100-150 мм с механическим креплением высокопрочных пластин круглой формы из композита 01, 05 и 10Д.

ФРЕЗЫ

·  Имеют конструкцию, которую, в общем виде, можно представить, как множество отдельных резцов (зубьев), установленных в едином корпусе. В отличие от резца режущие кромки фрезы работают прерывисто, вступая в работу по очереди, создавая тем самым дополнительные ударные нагрузки.

·  По точности выполняемых работ, фрезы подразделяются на черновые и чистовые, которые обеспечивают различное качество обрабатываемой поверхности за счёт разной геометрии (значений углов) и режимов резания.

По виду выполняемых работ фрезы, в основном, делятся на:

─  цилиндрические (для обработки гладких, бесступенчатых плоскостей);

─  торцовые (для обработки гладких, ступенчатых и бесступенчатых плоскостей);

─  концевые (для обработки пазов, канавок, ступеней, отверстий, криволинейного контура);

─  отрезные (для разрезки и отрезки штучной заготовки от кратной);

─  одно-, двух- и трёхсторонние дисковые (для обработки пазов и канавок);

─  одно- и двухугловые (для обработки угловых пазов и канавок).

Если заготовка совершает поступательное прямолинейное движение (или реже поворачивается с одновременным поступательным движением), а фреза вращается, то такой метод резания называется фрезерованием.

В ходе резания фрезы всегда совершают вращательное движение и применяются на станках фрезерной группы. Чаще всего фреза обладает универсальностью, т.е. может выполнять не одну, а две или больше работ. Например, концевая фреза может применяться для фрезерования прямо- или криволинейного профиля (как боковой своей частью, так и торцом), для фрезерования не широких плоскостей, прямоугольных уступов, канавок, пазов, полостей и отверстий.