Фасонная резка что это
Виды и маркировки фасонных резцов, советы по выбору
Формирование фасонных поверхностей
при токарной обработке происходит путем вращения криволинейных образующих вокруг оси изделий. Образующие могут представлять собой также сочетания линий различного профиля, создающих при вращении определенную конфигурацию детали. Существует несколько способов изготовления и контроля формы изделий с фасонными поверхностями, в том числе с использованием:
При использовании шаблонов подача резца осуществляется как в продольном, так и в поперечном направлении. После срезания определенной толщины слоя к детали прикладывается шаблон для определения размера следующего срезаемого слоя.
Наиболее простым способом получения фасонной поверхности детали является использование резца с режущей кромкой, повторяющей заданную криволинейную образующую.
Применение копира дает возможность получения наиболее точную конфигурацию детали. Иногда на практике приходится использовать комбинацию всех перечисленных способов – чаще всего это касается вытачивания удлиненных изделий с использованием твердосплавного и быстрорежущего инструмента.
Современное станочное оборудование обеспечивает высокую точность обработки заготовок, при этом деталь должна быть надежно закреплена в шпинделе или центрах станка. В случаях, если длина заготовки значительно превышает ее диаметр, применяются добавочные опоры – люнеты. Таким образом, можно значительно увеличить жесткость установки детали, что способствует точности обработки.
Применение на практике резцов с криволинейной конфигурацией ограничивается шириной их режущей части, которая не должна превышать 60 мм. Радиус чугунных и стальных заготовок из чугуна или стали ограничивают 20-ю миллиметрами. В таких случаях важно учитывать, что действующие усилия в зоне резания должны соответствовать общей жесткости всех составляющих системы СИД.
Если необходимо получить радиус обрабатываемой детали, превышающий 20 мм, используют проходные резцы, радиус закругления которых меньше, чем радиус закругления сопрягаемой детали, к примеру, подшипника.
а – цельный; б – с механическим креплением режущей части; в — дисковый
Классификация
Режущие инструменты фасонного типа предназначены для обработки поверхностей заготовок, выполненных из сталей мягких, средней твердости и твердых, чугуна мягкого и твердого, латуни, бронзы, меди, алюминия и других цветных металлов и сплавов. Работы выполняются на станках револьверных, токарных, включая полуавтоматического и автоматического типа.
Классифицируют изделия по таким признакам:
Режущий инструмент изготавливают из легированной и быстрорежущей стали. Именно от марки стали зависит, будет ли он изготовлен из цельного куска металла или составным. В первом случае целесообразно изготавливать его цельной конструкции, во втором – из нескольких марок стали. Изделие составного типа представляет собой державку, выполненную из обычной стали, к которой приклеивается, приваривается или присоединяется режущая часть, изготовленная из специальной инструментальной стали. Такой способ снижает стоимость изготовления по сравнению с инструментом, выполненным полностью из дорогостоящей высоколегированной стали.
Резцы фасонные круглые
Круглый фасонный резец является распространенным режущим инструментом, его несложно изготовить. Служит он для обработки наружных и внутренних поверхностей заготовок, выполненных из разных материалов. Характерная особенность – поддаются повторной заточке, которую можно осуществлять неоднократно. Инструмент представляет собой тело вращения с угловым пазом для создания передней поверхности и с отверстием для отвода стружки.
Резцы фасонные призматические
Инструменты такого типа предназначены для обработки поверхностей заготовок. С их помощью можно получать как внешние, так и внутренние поверхности необходимой конфигурации. Призматические фасонные резцы представляют собой изделие в форме призмы, у которой передняя поверхность плоская, а задняя имеет фасонную форму. Такой режущий инструмент устанавливается в резцедержатель с помощью соединения, которое называется ласточкин хвост. Инструмент перетачивается неоднократно по передней рабочей поверхности. При точении обеспечивают высокое качество поверхности по чистоте обработки и шероховатости.
Резцы фасонные стержневые
Стержневой фасонный резец отличается от обычного токарного тем, что имеет режущую кромку, соответствующую форме будущей детали. Изготавливаются нескольких типов: галтельные, канавочные, радиусные и с более сложным профилем – дисковой или призматической конструкции.
Радиальный
Радиальный режущий инструмент имеет круглую или призматическую форму, при этом первый вид применяют для обработки как наружных, так и внутренних поверхностей заготовки; призматическими изделиями обрабатываются исключительно наружные поверхности. Устанавливается по отношению к заготовке в резцедержатель так, чтобы обеспечить поперечную подачу – ось заготовки в этом случае пересекается в нескольких или в одной точке с режущей кромкой изделия.
Тангенциальный
Тангенциальный резец применяют для обработки заготовок, плохо сопротивляющихся прогибу, и при выполнении неглубоких профилей. Устанавливается режущий инструмент в резцедержателе так, чтобы оказаться по касательной к внутреннему профилю заготовки. Это позволяет последовательно в работу вводить режущие кромки инструмента.
Подаваться на заготовку инструмент может в нескольких направлениях:
Резцы с положительным передним углом режущей плоскости улучшают процесс резания. Их вкупе с изделиями, имеющими еще и угол наклона режущей кромки, применяют для изготовления особо точных деталей.
Режимы резания
Для тангенциальных фасонных моделей (обычно призматические) возможна обработка предмета несколькими кромками, причем с разных сторон или нескольких профильных участков. В некоторых случаях они расположены на различных уровнях глубины для обеспечения раздельной последовательной обработки. С целью обработки нескольких предметов по шаблону инструмент монтируют в одном положении и осуществляют продольные и поперечные подачи заготовок. При этом каждая точка режущей кромки начинает и заканчивает работу в различных точках, не продолжая резание за пределами данного интервала. Тангенциальные резцы также могут применяться с вращательным движением подачи. Такие модели подходят для тонких заготовок и неглубоких профилей.
Радиальные (радиусные) варианты (обычно призматические либо круглые) рассчитаны на вращательную подачу. Кромка при обработке фасонным резцом данного типа описывает рабочую поверхность радиально. При этом движение подачи для кромки пересекает ось предмета. Это позволяет осуществлять обработку с разной глубиной и создавать сложные формы. Ввиду большой площади контакта оборудование подвергается значительным нагрузкам. К тому же при работах с длинными предметами малого сечения возможна их деформация. Ввиду этого используют пониженные режимы.
Фасонный инструмент осевой подачи служит для обработки торцевых фасонных поверхностей и односторонних профилей без выступов и канавок.
В сравнении с радиальными моделями они подходят для работ со ступенчатыми заготовками меньшей жесткости ввиду срезания меньших сечений и меньших режущих сил.
Для поверхностей вращения резец осуществляет подачу (чаще поступательную, иногда радиальную), а заготовка – вращательное движение.
Помимо токарных станков возможно применение фасонных резцов на строгальных, долбежных и специальных для цилиндрических предметов. В таких случаях используются модели радиальной конструкции с поступательной подачей, перпендикулярной оси детали. Например, элементы зубодолбежных головок, служащие для работы с зубчатыми колесами цилиндрической конфигурации.
В случае вращательной подачи используют тангенциальную конструкцию. Кромка таких моделей описывает поверхность вращения, касаясь предмета. При этом каждая точка кромки в конкретный момент удаляет фрагмент заготовки и отходит от нее.
Винтовое движение подачи применяется для заготовок соответствующей конфигурации. При этом резец совершает резание не на одном уровне, а углубляясь после каждого прохода. Таким способом нарезают резьбу.
Особенности геометрии изделий
Геометрия фасонного резца зависит от его конструкции, а она в свою очередь отталкивается от размеров и профиля детали. Основными из них являются углы резания, заострения, главные передний и задний, а также у некоторых изделий в конструкцию вводят дополнительные углы. Параметры могут быть самыми разными. Получить качественную деталь из заготовки помогут грамотное конструирование формы инструмента и правильный подбор марки стали/сталей для его изготовления. Расчет профиля будущего изделия выполняют специалисты 2 способами: аналитическим и графическим, – каждый из которых требует определенных навыков и умения пользоваться конкретными справочниками и литературой. Немаловажное значение имеет и опыт работы.
Контроль фасонной поверхности
Контроль качества обработки поверхности производится при помощи шаблона или специального протектора посредством наложения профиля обработанной детали в увеличенном масштабе на чертеж. Выбор метода контроля зависит от масштаба производственных работ, необходимой точности обработки и выбора конструктивной базы. Выделяют следующие методы контроля точности обработки:
Более точные результаты измерения точности заточки деталей можно получить при использовании оптических устройств. В этом случае производится фиксация базовых точек обработанного изделия при помощи наведения на них сетки оптического прицела.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Советы по выбору фасонного резца
Как указывалось ранее, инструмент изготавливается под конкретную деталь. Работы по изготовлению начинаются с проектирования. Этапы проектирования следующие:
Исходя из этого подбирают материал и способ изготовления, а также делают чертеж будущего изделия. Кроме того, определяются с державкой для крепления на станке конкретной модели. При необходимости ее тоже изготавливают. В большинстве случаев первоначально выполняют шаблон, а для контроля размеров в процессе эксплуатации изделия – контршаблон.
Вывод: изготавливается изделие по известному профилю детали, которая будет точиться с помощью инструмента. Профиль определяют в плоскости передней грани и в той, которая перпендикулярна задней поверхности.
Заточка резцов
Заточка токарных резцов производится как при их изготовлении, так и при износе. Процесс заточки проходит на точильно-шлифовальных станках с непрерывным охлаждением. Сначала затачивается главная поверхность, затем задняя и вспомогательная. После этого обрабатывают переднюю поверхность резца до получения ровной режущей кромки.
На каждом станке для заточки резцов имеется два шлифовальных круга: из электрокорунда и из зеленого карбида кремния. Первый применяется для обработки резцов из быстрорежущей стали, второй используется для заточки твердосплавных резцов. Для проверки правильности заточки резца существуют специальные шаблоны.
Как выбрать способ заточки в зависимости от вида резца?
Основная часть состоит их режущей части по металлу или дереву — конструктивное сходство. Присутствует крепление. Но контролируемое удаление части детали возможно различными способами, от этого зависит вид инструментария.
Вид резца определяется количеством поверхностей (можно быть две и более). Поверхностные характеристики определяются шириной лезвия и его формой, так же различаются вариации в зависимости от возможности регулировки (направление выбирается произвольно). Кромка — неотъемлемая конструктивная особенность.
Выбор вида резца, то есть определенной модели с техническими характеристиками зависит от того, какой предстоит тип работ. Например, для простейшей обработки внешней формы деревянной детали понадобится один вариант, но для стандартизированной схемы изготовления резьбы по металлу — совершенно другой. Меняется не только вид резца, но и способ его заточки.
Плоские прямые
В зависимости от того, используется или металл, или дерево меняются особенности создания плоских прямых резцов. Основное предназначение — обработка поверхности. Но используются данные вариации для создания небольших несложных отверстии, выемок и пазов в изделиях. Плоские прямые резцы отличаются следующими характеристиками:
Фасонный токарный резец
Для работ с предметами сложной конфигурации на токарных и револьверных станках используется фасонный резец. Это инструмент с кромкой, совпадающей с профилем заготовок, представленных прутками проката.
Поверхности сложной конфигурации, сформированные криволинейными, прямолинейными составляющими под углом и их сочетаниями, называют фасонными. Формировать их возможно и без специализированного оборудования с применением обычного резца путем ручной его подачи, однако это требует большого опыта и навыков. Несколько упрощает такие работы копировальное приспособление.
По сравнению с обычными резцами по металлу фасонные обладают следующими достоинствами:
К недостаткам относят:
Рассматриваемые инструменты создают в основном по индивидуальному проекту, ориентированному на конкретную деталь. Этим определяется сложность производства и высокая стоимость. Следовательно, они целесообразны для применения только в серийном производстве. Существуют и более универсальные модели. В любом случае ввиду сложности замены им обеспечивают наибольший срок службы, используя качественные материалы при производстве. Некоторые варианты рассчитаны на одновременную обработку нескольких участков детали для повышения производительности. Особенности рассматриваемых инструментов регламентированы ГОСТ 18875-73.
Основная классификация фасонных резцов, приведенная далее, основана на конфигурации задней поверхности и особенностях конструкции.
Помимо этого, в систематике используются такие параметры, как:
Стержневые
По конструкции фасонные стержневые резцы во многом сходны с токарными, однако отличаются кромкой, соответствующей конфигурации целевой поверхности заготовки. Они рассчитаны на короткие фасонные поверхности и отличаются малой высотой рабочей части. Это обуславливает малое количество переточек, в чем состоит основной недостаток стержневых резцов. Поэтому они редко применяются в производстве. Имеют стандартный способ закрепления в суппорте станка.
Круглые
Модели круглой конфигурации выполняют вращение. Для формирования передней поверхности и обеспечения схода стружки они имеют угловой паз. Ввиду установки оси резца выше оси заготовки на кромке получаются положительные задние углы. У вариантов с осью, параллельной оси заготовки, кромки перпендикулярны ей, а их углы равны нулю. Формирующаяся при вращении кромки относительно оси инструмента задняя поверхность является торцевой плоскостью. При работах она контактирует с предметом. Вследствие этого отсутствует зазор между ними, что сокращает режущую способность. Это свойственно и для призматических фасонных резцов при стандартном монтаже. Для формирования положительных задних углов кромок, перпендикулярных оси заготовки, используют резцы круглые с наклонной осью относительно предмета, а также призматические с наклонной крепежной базой. Такие варианты способны обрабатывать поднутрения при наклонной подаче.
Другой вариант формирования положительных задних углов – использование винтовой задней поверхности.
Эти инструменты наиболее подходят для создания ступенчатых каналов при осевой подаче. Возможно наличие хвостовика для установки.
Служат для работ с внешними и внутренними поверхностями. Отличаются наибольшим количеством переточек среди всех типов фасонных резцов, следовательно, это самый технологичный вариант.
Дисковые модели проще в производстве и могут иметь много переточек, однако характеризуются меньшей жесткостью крепления в сравнении с призматическими. Они актуальны для предметов с меньшей глубиной профиля.
Призматические
Выполнены в соответствующей названию конфигурации. Боковая грань с цилиндрической поверхностью выполняет роль задней поверхности, а плоская торцевая – передней. Задние углы кромки создают путем наклонного монтажа. Резцы данного типа имеют много переточек. Они рассчитаны на обработку сложных, длинных фасонных поверхностей. Относительно круглых отличаются большей прочностью кромки, обширным диапазоном заднего угла, более надежным креплением, лучшим теплоотводом, большей точностью работ. Однако не подходят для внутренней обработки.
Геометрические параметры
Среди всех видов резцов фасонные характеризуются наиболее разнообразной геометрией. Это обусловлено сложной и индивидуальной во многих случаях конструкцией данных инструментов. Тем не менее присутствуют основные узлы, представленные углом заострения, главными передним и задним углами, углом резания. По конструкции фасонные резцы значительно отличаются между собой. Например, могут присутствовать углы, не используемые в стандартных схемах. Ввиду этого отсутствует их геометрическая классификация.
Передняя поверхность у рассматриваемых инструментов обычно представлена плоскостью. Во многих случаях характеризуется двойным наклоном, включающим угол кромки и передний угол, однако может иметь угол, параллельный оси заготовки. Такие резцы обеспечивают большую точность обработки конических поверхностей.
Для фиксации в держателе станка обычно используется крепление типа «ласточкин хвост». В случае нестандартной установки геометрия резца изменяется.
Особенности выбора
Выбор фасонных резцов определяется тремя основными критериями:
Режимы резания
Для тангенциальных фасонных моделей (обычно призматические) возможна обработка предмета несколькими кромками, причем с разных сторон или нескольких профильных участков. В некоторых случаях они расположены на различных уровнях глубины для обеспечения раздельной последовательной обработки. С целью обработки нескольких предметов по шаблону инструмент монтируют в одном положении и осуществляют продольные и поперечные подачи заготовок. При этом каждая точка режущей кромки начинает и заканчивает работу в различных точках, не продолжая резание за пределами данного интервала. Тангенциальные резцы также могут применяться с вращательным движением подачи. Такие модели подходят для тонких заготовок и неглубоких профилей.
Радиальные (радиусные) варианты (обычно призматические либо круглые) рассчитаны на вращательную подачу. Кромка при обработке фасонным резцом данного типа описывает рабочую поверхность радиально. При этом движение подачи для кромки пересекает ось предмета. Это позволяет осуществлять обработку с разной глубиной и создавать сложные формы. Ввиду большой площади контакта оборудование подвергается значительным нагрузкам. К тому же при работах с длинными предметами малого сечения возможна их деформация. Ввиду этого используют пониженные режимы.
Фасонный инструмент осевой подачи служит для обработки торцевых фасонных поверхностей и односторонних профилей без выступов и канавок.
В сравнении с радиальными моделями они подходят для работ со ступенчатыми заготовками меньшей жесткости ввиду срезания меньших сечений и меньших режущих сил.
Для поверхностей вращения резец осуществляет подачу (чаще поступательную, иногда радиальную), а заготовка – вращательное движение.
Помимо токарных станков возможно применение фасонных резцов на строгальных, долбежных и специальных для цилиндрических предметов. В таких случаях используются модели радиальной конструкции с поступательной подачей, перпендикулярной оси детали. Например, элементы зубодолбежных головок, служащие для работы с зубчатыми колесами цилиндрической конфигурации.
В случае вращательной подачи используют тангенциальную конструкцию. Кромка таких моделей описывает поверхность вращения, касаясь предмета. При этом каждая точка кромки в конкретный момент удаляет фрагмент заготовки и отходит от нее.
Винтовое движение подачи применяется для заготовок соответствующей конфигурации. При этом резец совершает резание не на одном уровне, а углубляясь после каждого прохода. Таким способом нарезают резьбу.
Маркировка
Буквенно-цифровые обозначения фасонных резцов, помимо марки стали, отражают геометрические параметры. Ввиду наличия нескольких режущих частей для большинства моделей промаркирована каждая из них. На основе этого осуществляют обработку, подбирая соответствующую по материалу заготовку по маркировке.
Фасонный резец для токарного станка
Конструкция токарного резца
Конструктивные элементы токарного резца – режущая часть или головка и державка, с помощью которой оснастка фиксируется в резцедержателе станка. Резец и державка могут иметь квадратную или прямоугольную форму. Размер резца должен соответствовать стандартному ряду в пределах от 160х100 до 630х500 мм для прямоугольной конфигурации и от 40х40 до 400х400 мм для квадратной.
Главной рабочей частью резца является головка, режущие свойства которой определяют углы кромок. Именно углы токарного резца определяют характер съёма металла с заготовки. Основные углы:
Все элементы конструкции токарного резца выполняются из одной марки стали. Рекомендуются металлокерамические твердые сплавы Т5К10 или сходные с ним.
Требования к инструментам
На токарном станке могут использовать самые разные режущие инструменты, каждый из которых будет работать в более тяжелых условиях по сравнению с любыми деталями машин. По этой причине к материалу, из которого они изготовляются, предъявляются повышенные требования.
Твердость инструмента всегда должна оказываться выше, чем она же у обрабатываемой заготовки. Если это не соблюдать, то вместо резания будет наблюдаться смятие режущей кромки.
Высокая износостойкость наиважнейшая требование, предъявляемое к металлорежущему инструменту от которого зависит время на обработку до последующей переточки.
Высокая теплостойкость подразумевает такое качество инструмента, при котором он способен выполнять обработку без потери режущих свойств не смотря на высокую температуру.
Высокая механическая прочность влияет на устойчивость инструмента к воздействию силы резания, которая в процессе обработки достигает высоких значений. Материал, из которого изготавливается режущий инструмент, должен хорошо работать, как на изгиб, так и на сжатие.
Читать также: Строгальный станок для дома
Фасонные резцы применяются для обработки деталей с фасонным профилем. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают:
На рис. 76 приведена схема обработки при помощи десяти простых и двух фасонных резцов. В первом случае время обработки
Рисунок 76 — Схема работы фасонных резцов
Из-за большой стоимости фасонные резцы применяются при крупносерийном и массовом производствах.
Типы фасонных резцов
В практике встречаются разнообразные фасонные резцы, которые делятся па следующие типы (рис. 77):
Рисунок 77 — Типы фасонных резцов
Круглый резец насаживается на оправку и предохраняется от проворачивания при помощи зубьев или рифлений, сделанных на одном из его торцов (рис. 78). Призматический резец закрепляется в державке при помощи ласточкина хвоста и винтов.
Рисунок 78 — Крепление фасонных резцов
Радиальный фасонный резец
Радиальные резцы обладают круглой или призматической формой, тангенциальные чаще всего — призматической. Круглые резцы применяются для наружной и внутренней обработки, тогда как призматические — только для наружной.
Радиальный резец устанавливается по отношению к заготовке таким образом, чтобы обеспечить поперечную подачу по радиусу. В процессе резания ось детали пересекается одной или несколькими точками режущей кромки резца. Из-за широкого фронта работы радиальный резец работает в тяжелых условиях, вследствие чего приходится применять пониженные режимы резания. При обработке длинной заготовки малою сечения возникает опасность прогиба его от усилия резания.
Тангенциальный фасонный резец
Тангенциальный резец устанавливается по касательной к внутренней окружности профиля изделия. Режущая кромка снабжена скосом под углом φ (см. рис. 77, в). Это позволяет ему работать не сразу всем профилем, а с последовательным вводом в работу всех точек режущей кромки. Обработка профиля заканчивается тогда, когда последняя точка кромки пройдет через ось заготовки.
Тангенциальные резцы рекомендуется применять для обработки малоустойчивых к прогибу заготовок и неглубоких профилей.
В практике получили распространение резцы с параллельным расположением оси отверстия (для круглых) или базы крепления (для призматических) относительно оси заготовки. Наклонное расположение оси отверстия или базы крепления применяется в исключительных случаях, когда конфигурация детали на отдельных участках профиля не обеспечивает получения оптимальных задних углов при параллельном расположении.
Читать также: Проволока для изготовления пружин
Для улучшения процесса резания фасонные резцы необходимо снабжать положительным передним углом (см. рис. 77, а, б). Резцы с положительным углом у и углом наклона режущей кромки λ, (см. рис. 77, ё) применяются при повышенных требованиях в отношении соблюдения формы детали и точности заданных ее размеров (например, на ответственном участке 1-2 длиной l).
Круглые фасонные резцы
Круглые резцы обычно выполняются с кольцевыми образующими фасонных поверхностей.
Призматические резцы обладают по сравнению с круглыми надежностью крепления, широким выбором заднего угла, большой прочностью режущей кромки, лучшим отводом тепла, а также обеспечивают большую точность обработки детали.
Однако в практике круглые резцы получили более широкое распространение, что объясняется в основном простотой их изготовления как тел вращения.
Режущий инструмент — инструмент, предназначенный для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки путём удаления части материала в виде стружки или шлама с целью получения готовой детали или полуфабриката. Подразделяется:
по чистоте обработанной повехности — черновая обработка, получерновая обработка, чистовая обработка, получистовая обработка, суперчистовая обработка.
Классификация резцов
Существует несколько характеристик для классификации резцов. В первую очередь это конструктивные особенности:
В зависимости от назначения резцов они подразделяются на черновые и чистовые, соответственно, для снятия большей или меньшей толщины металла при увеличенных или уменьшенных оборотах. Также инструмент подразделяется и по направлению подачи на правый и левый.
В основном виды резцов для токарного станка определяются по их функциональному назначению и подразделяются на:
В зависимости от расположения режущей кромки относительно державки инструмент подразделяется на прямой, отогнутый и оттянутый. В прямых форма режущей кромки прямая, в отогнутых имеет изогнутую форму и в оттянутых её ширина меньше чем у стержня.
Получение фасонных поверхностей. Виды резцов
Фасонную поверхность можно получить путем следующих манипуляций:
Простейший инструмент стержневого типа показан на рисунке 1.
Читать также: Как правильно нарезать стекло
Рекомендации по подбору резца
При выборе инструмента необходимо руководствоваться функциональным назначением резцов. Что же касается материала, углов заточки и прочих параметров необходимо учесть твердость материала обрабатываемой заготовки. Также необходимо определиться с тем, что является наиболее приоритетным фактором при проведении работ – качество, производительность, стойкость инструмента.
Рекомендуемый минимальный набор резцов состоит из:
Данный базовый комплект достаточен для выполнения большей части типовых операций, но конечно для более сложных работ понадобится расширенный набор инструмента, в том числе фасонные и резьбовые резцы. Для профессиональных работ в большом объёме разумным вариантом будет приобретение набора резцов со сменными пластинами. Это позволит впоследствии тратить меньше средств на приобретение расходных материалов, по мере износа производя только замену пластин, а не резцов целиком.