Расточной резец: отверстие, материал изготовления и область применения

Расточной резец: разновидности и основное назначение

Чтобы получить точное отверстие с соответствующей чистотой, в машиностроении деталь проходит дополнительную обработку. Для этого расточные станки используют специальную оснастку. Чаще всего для обработки различных отверстий устанавливают расточной резец разной конструкции. Такие приспособления применяются на фрезерных, а также токарных станках.

Разновидности резцов

Расточные резцы разбиты на несколько подгрупп, в зависимости от основных параметров. Подача на станке может иметь несколько направлений. Учитывая этот факт, резцы могут быть: левыми; правыми.

Для каждого вида отверстия подбирается нужная конструкция оснастки. От этого зависит точность обработки и время операции. В зависимости от своей конструкции инструмент подразделяется на несколько видов:

• Прямые. Ось державки совпадает с линией режущей головки. Иногда выдерживается параллельность осей.
• Отогнутые. У инструмента ось головки может отклоняться в определённую сторону от оси державки.
• Изогнутые. Державка отличается изогнутой осью.
• Оттянутые. Державка шире головки инструмента.

Надо сказать, что иногда таких форм недостаточно. Особенно когда деталь отличается сложной формой. Специально для подобных случаев конструкторами разрабатываются уникальные виды расточного инструмента.

Форма державки подразделяет резцы на несколько видов:

На классификацию инструмента влияет также метод изготовления. Оснастка подразделяется на группы:

• Цельные. Инструмент сделан из однородного материала.
• Составные. Для изготовления режущей части используется твердосплавная пластина. Она может закрепляться на державке обычным болтом или припаиваться.

Основное назначение инструмента

Этот режущий инструмент применяется в машиностроении на самых разных станках: фрезерных; строгальных; долбёжных; токарных.

С помощью этого инструмента происходит обработка самых разных деталей, с определённой точностью. Чтобы получить изделие нужной формы, с детали снимается несколько слоёв металла. Для этого его прочно закрепляют в резцедержателе.

Рабочая поверхность инструмента имеет очень острую кромку, напоминающую клин. Он врезается в заготовку, деформирует её наружную поверхность. В результате она начинает скалываться. Передняя поверхность инструмента сдвигает её, превращая в стружку.

Поступательное движение продолжается, процесс скалывания не останавливается, продолжается образование стружки. Её внешний вид сильно зависит от нескольких факторов:

В зависимости от вида операции, оснастка подразделяется на несколько типов:

Для перемещения заготовки совместно с инструментом в горизонтальном направлении, устанавливается строгальный резец. Если резание происходит вертикально, пользуются долбёжным приспособлением. Оба приспособления работают по одному принципу. Они отличаются от аналогичной токарной оснастки, так как на этом станке процесс резания происходит непрерывно. Когда выполняется строгание или долбление, врезание происходит только во время рабочего хода.

Согласно технологическому процессу, обработка заготовки может иметь несколько операций:

• Черновую.
• Получистовую. Резец имеет режущую пластину с закруглённой режущей кромкой. В результате улучшается шероховатость поверхности.
• Чистовую.
• Тонкое точение.

Обработка глухих отверстий

Очень часто встречаются конструкции, где детали не имеют сквозных отверстий. Чтобы их расточить, применяется специальный, расточной резец для глухих отверстий. Все типы такого инструмента стандартизованы. В ГОСТе можно посмотреть размеры резца, а также его конструкцию.

Когда приходится обрабатывать глухие отверстия, устанавливается режущая пластина в виде треугольника. Для удобства работы, рабочая часть державки имеет небольшой изгиб. По диаметру отверстия, подбирается соответствующий габарит державки.

Растачивание сквозных отверстий

Чтобы использовать изогнутый резец, в детали предварительно сверлят отверстие. Его глубина находится в прямой зависимости от размера державки. Чем она длиннее, тем больше глубина отверстия. Толщина слоя снимаемого металла, при такой обработке примерно равна величине загиба режущей части.

Расточной инструмент для работы на токарном станке

Токарная обработка деталей считается одной из важнейших операции машиностроения. При помощи расточного инструмента выполняется обработка глухих или сквозных отверстий.

Использование расточного инструмента даёт возможность получить высокую точность обработки и отличную шероховатость поверхности. Расточные операции выполняются только в определённых ситуациях:

• Когда сверление не даёт точных размеров и нужной чистоты поверхности.
• Отсутствует нужный инструмент для получения требуемого диаметра.
• Необходимо получить прямолинейное отверстие с точным расположением оси. Диаметр обрабатываемого отверстия намного больше стандартного размера сверла.
• Очень маленькая длина отверстия.

Для обработки цветных металлов, пластмассы и других лёгких материалов, применяют резцы, для изготовления которых используется инструментальная сталь. Если в рабочую головку установлена твердосплавная пластина, используют прочную нержавеющую сталь.

Во время работы режущая часть начинает изнашиваться, происходит выкрашивание твердосплавной пластины. Резцы приходится перетачивать.

Крепление режущих элементов резца

На станке имеется специальный резцедержатель. В нём можно одновременно закрепить несколько различных резцов. Фиксация резца выполняется специальными болтами. Инструмент должен быть расположен параллельно центровочной оси станка. Режущая головку инструмента должна смотреть на шпиндель.

Токарь, устанавливая резец, выставляет его вершину. Она должна совпадать с осью центров станка (допускается немного выше центра). Если установить вершину ниже оси центров, задняя часть инструмента будет задевать заготовку.

Для контроля точности, резец подводят прямо к вершине любой бабки. Регулировка осуществляется с помощью подкладок, имеющих разную толщину. Причём их должно быть только две. В противном случае начнётся вибрация инструмента.

Выступание резца из резцедержателя должно быть минимальным. Если вылет будет слишком большим, прочность резца станет намного меньше. Во время расточки может появиться вибрация. Крепление резца должно быть очень надёжным. Обязательно двумя болтами.

Резец расточной токарный

Существует ряд инструментов для обработки заготовок на токарных станках. Далее рассмотрен резец расточной: виды данных инструментов, их конструкция, способы работ и принципы выбора.

Данные инструменты рассчитаны на обработку отверстий (как сквозных, так и глухих). Принцип их функционирования состоит в расширении углублений путем послойного удаления материала. Такие резцы применяют на токарных станках с целью повышения точности и производительности работ.

Геометрические характеристики

Расточной токарный резец включает державку, служащую для монтажа инструмента в станке, и рабочую поверхность. Рабочая поверхность для врезания в материал имеет клинообразную форму. Она сформирована тремя углами, суммарно образующими 90°.

• Основной задний угол, разделяющий заднюю поверхность и режущую плоскость, сокращает трение обрабатываемого предмета и задней поверхности. Твердость материалов связана обратной зависимостью с величиной этого угла и прямой с их шероховатостью.
• Угол заострения, разделяющий заднюю и переднюю поверхности, определяет прочность резца.
• Основной передний угол, разделяющий переднюю поверхность и перпендикулярную режущей поверхности плоскость, определяет степень деформации удаляемого материала.

Размеры определяются ГОСТ. Так, ГОСТ 18882-73 описывает токарные расточные резцы с твердосплавными пластинами для сквозных отверстий. ГОСТ 18883-73 определяет параметры аналогичных инструментов с пластинами из твердых сплавов, рассчитанных на создание глухих отверстий.

Скачать ГОСТ 18882-73

Скачать ГОСТ 18883-73

В ГОСТ 9795-83 описаны державочные резцы для сквозных отверстий, рассчитанные на косое и прямое крепление.

Скачать ГОСТ 9795-83

Классификация

Расточные резцы по возможности обработки материалов классифицируют на два вида:

• Быстрорежущие модели рассчитаны на легкие материалы, такие как фторопласт, алюминий, текстолит.
• На более прочные и тяжелые материалы рассчитаны монолитный и твердосплавный варианты. Так, они подходят для стали (сырой, каленой, нержавеющей), бронзы и др.

Кроме того, существуют модели с механически закрепленным либо напаянным алмазом. Для данных вариантов материал режущей части представлен алмазом, а стержень состоит из стали.

Еще два типа рассматриваемых инструментов выделяют по назначению:

• Расточной резец для глухих отверстий помимо обработки внутренних стенок отверстий рассчитан на проточку и шлифовку дна. К тому же данные модели называемые упорными, подходят для расточки ступенчатых отверстий.
• Проходные варианты представлены расточными резцами для работ со сквозными отверстиями и цилиндрическими деталями.

Наконец, рассматриваемые инструменты дифференцируют по форме державки на квадратные, прямоугольные и круглые. Наиболее оптимальными считают варианты второго типа ввиду простой установки и удобной заточки.

Следует отметить, что существуют модели со сменными пластинами. Они укомплектованы запасными частями для смены изношенных пластин.

Принципы выбора

К основным критериям выбора расточных резцов относятся типы отверстий и целевых материалов. Например, при работах с бронзой и каленой и нержавеющей сталью модели из быстрорежущей стали быстро износятся. Помимо этого, нужно сопоставить размеры инструмента и отверстий. Так, для глухих отверстий требуются резцы, меньшие вдвое по диаметру. Для регулярных работ целесообразно приобрести универсальный вариант со сменными пластинами либо набор обычных расточных резцов.

Рабочие режимы

Режим резания определяется несколькими факторами, основные среди которых – расточка инструмента, тип материала, диаметр углубления. Так, на основе диаметра резец для расточки цилиндров монтируют выше центра либо ниже. Резец для глухих отверстий во избежание образования в торце бобышек располагают по центру.

Незакрепленная часть инструмента, представленная расстоянием между пластиной и хвостовиком, определяет глубину растачивания.

Однако чрезмерно большой вылет сказывается на качестве поверхности, так как вызывает вибрации и упругие деформации, а также ведет к быстрому износу пластины. В большинстве случаев оптимальна расточная оправка с наибольшей жесткостью. Под ней понимают способность к сопротивлению деформациям под внешним влиянием. Данный показатель дифференцируют на два типа. Статистическая жесткость относится к упругим деформациям, динамическая – к вибрациям. В целом она определяется материалом, размерами, формой и методом установки предмета. Жесткость имеет значение для режимов и частоты обработки, а также стойкости инструмента.

Для растачивания используется консольный способ крепления инструмента, характеризующийся малой жесткостью, вследствие чего наблюдаются вибрации. С целью улучшения виброустойчивости необходимо сократить вылет расточного резца. Однако, как было отмечено, это снизит глубину расточки. Оптимальным значением вылета, обеспечивающим виброустойчивость, считают равное четырем диаметрам оправки.

В процессе работ следует создать минимальную силу резания. Для этого подбирают геометрию расточного резца. Так, рекомендуется применять варианты с формами СМП типа V и D. К тому же следует выбирать модели с положительной геометрией передней поверхности пластин и радиусом при вершине заднего угла равным 90°. При эксплуатации для задней поверхности допустим износ до 0,3 мм. Наконец, лучшую виброустойчивость обеспечивают твердые сплавы с износостойкими покрытиями.

Величина прогиба определяется также моментом инерции поперечного сечения державки, который зависит от его формы и размеров.

Современные модели оснащены державками круглой формы. При этом существуют варианты с квадратным сечением державок. Например, расточные резцы Семинского, консольная часть державки которых закручена относительно оси на 45°.

Ввиду этого жесткость таких моделей выше, чем у вариантов с круглой державкой. Это позволяет значительно повысить скорость резания в отсутствии вибраций даже при большом вылете. К тому же допустимо повышение сечения стружки до 5 раз. Наконец, в изготовлении такие расточные резцы проще, чем обычные.

Угол заточки расточного внутреннего резца определяется типом работ (черновые, чистовые). Задний угол связан обратной зависимостью с диаметром отверстия.

Маркировка

Для расточных резцов применяется система маркировки с буквенными и цифровыми символами. Первые отражают геометрические параметры (2140-0043), вторые — тип материала (т15к6 для варианта для глухих отверстий). Например, 2140-0042 ВК6.

В магазинах вместо цифровой маркировки используют значения геометрических параметров, приводя размеры (например, 20×20×170 для твердосплавной модели для сквозных отверстий) и угол заточки (10×10×40 ВК8 (YG8) 60°, 10×10×40 мм Т5К10 (YT5) 90°). К тому же в маркировках отражают тип и исполнение инструмента.

Расточной резец

Вы здесь

Оглавление

Расточной резец широко применяется в машиностроении и производстве. Их используют для обработки сквозных и глухих отверстий на токарной группе станков. Резцы расточные токарные помогают достичь более точных результатов в работе, а также создают высокую частоту обработки. Инструментом последовательно снимаются слои металла, что помогает расширить обрабатываемое отверстие до нужных размеров. Благодаря точному оборудованию, результат можно регулировать в пределах десятых долей миллиметра. Если резец для расточки хорошо заточен и находится в исправном состоянии, то он может работать с различными металлами, так как он всегда должен быть более жестким, чем деталь. Для надежности, всегда требуется проверять его закрепление, так как неправильное положение может привести к поломке самого инструмента или браку обработки детали.

Основной упор в данном резце сделан на высокую производительность в работе. Как правило, расточной резец снимает относительно небольшие слои, которые помогают расширить отверстие, так что здесь важна скорость и точность, что в свою очередь отображается на геометрии изделия. Рабочая поверхность сделана клинообразной формы, так как это помогает лучше врезаться в слой материала и деформировать его, снимая стружку должной толщины. Постепенное скалывание верхнего слоя материала доводит заготовку до необходимого состояния. Действующим стандартом, по которому изготавливается резец расточной, является ГОСТ 18872-73, что предназначен для изделий из быстрорежущей стали, наименьший диаметр которых достигает 14 мм. Если же инструмент предназначается для глухих отверстий, диаметр которых составляет до 6 мм, то это уже будет ГОСТ 18873-72. Если расточной резец изготавливается из твердосплавного состава, то здесь будет актуальным ГОСТ 18882-73 для сквозных отверстий и ГОСТ 18883-72 – для глухих, соответственно.

фото:расточные токарные резцы по металлу

Виды расточных резцов

Расточной резец может быть выполнен в нескольких вариантах. Быстрорежущий вид служит для обработки различных легких материалов и соответствующих сплавов, куда можно отнести алюминий, фторопласт, текстолит и другие материалы.

Для более крепких и тяжелых составов применяются монолитные, резец расточной твердосплавный или со вставками пластин из твердых сплавов. Такие изделия уже могут работать с бронзой, сырой сталью, нержавейкой, калеными сортами стали и другими материалами.

Все эти разновидности в свою очередь разделяются и по виду державки, которая может быть квадратной или круглой. Помимо этого, есть еще разделение по назначению. Согласно выполняемым функциям выпускают расточной резец для глухих отверстий, которые применяется не только для обработки внутренних стенок отверстия, но и занимается проточкой дна, вместе с последующей его шлифовкой. Также встречается резец расточной проходной, который используется для сквозных отверстий. Он работает с деталями цилиндрической формы, или имеющими сквозные дырки.

Сейчас оказываются весьма популярной такая разновидность как расточной резец со сменными пластинками. Они имеют различные профили и формы, а главное, что в комплекте к ним идет набор запасных частей, которые могут использоваться для крепежа рабочих пластин и державок. Износившиеся пластины можно быстро заменить.

Основные размеры

Расточные резцы для токарных станков, которые предназначены для работы со сквозными и глухими отверстиями, изготовляются согласно определенным стандартам размеров.

Расточной резец – для точной и качественной обработки отверстий

В промышленности, машиностроении для получения требуемой точности и чистоты поверхности изготовленные отверстия подвергают дополнительной обработке. Достигают нужных показателей, используя расточной резец.

1 Токарный инструмент для растачивания – назначение и конструкция резцов

Резе́ц – режущий инструмент, который предназначен для обработки деталей или заготовок из различных материалов, а также разных форм, размеров, показателей точности. Является основным, наиболее часто применяемым инструментом при строгальных, долбежных и токарных работах (на станках соответствующего типа).

Чтобы придать изделию требуемые форму, размеры и точность изготовления с заготовки резцом снимают (срезают последовательно) слои материала. При этом инструмент и деталь, закрепленные жестко в станке, перемещаются относительно друг друга и взаимно контактируют. В результате этого рабочая часть резца врезается в слой материала, а затем срезает его в виде стружки.

У инструмента рабочий элемент представляет собой клин (острую кромку), который врезается в материал и деформирует его слой, вследствие чего сжатый фрагмент заготовки скалывается и сдвигается кромкой схода стружки (передней поверхностью) резца. Инструмент двигается дальше, что сопровождается повторением процесса скалывания и образованием из отдельных срезанных элементов стружки, вид которой зависит от скорости вращения материала заготовки, подачи станка, относительного расположения детали и резца, применения СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) и ряда других причин.

По виду работ и применяемости инструмент делят на:

Инструмент, снимающий стружку в результате взаимного прямолинейного перемещения резца и заготовки, называют строгальным (когда резание горизонтальное) или долбежным (вертикальное). Принцип работы обоих этих резцов идентичен и отличается от токарных, где резание непрерывно. При строгании и долблении инструмент режет исключительно при рабочем ходе.

В процессе токарной обработки заготовка вращается, в то время как осуществляется продольная и поперечная подача неподвижного резца, либо деталь стационарна, а инструмент вращается и подается (на расточных станках). Расточной токарный резец предназначен для расточки глухих и сквозных уже готовых отверстий, которые могут быть предварительно получены сверлением, штамповкой, в процессе отливки заготовки.

Основные элементы расточного токарного резца:

• головка (рабочая часть);
• державка (стержень) – используется для закрепления инструмента на станке.

Головка состоит из поверхностей:

• передней – по ней во время резки сходит стружка;
• главной задней – обращена к поверхности резания материала;
• вспомогательной задней – обращена к обработанной поверхности детали;
• главной режущей кромки – пересечение главной задней поверхности с передней;
• вспомогательной режущей кромки – пересечение вспомогательной задней и передней поверхностей;
• вершины – точка пересечения вспомогательной и главной режущих кромок.

Важными характеристиками резцов также являются углы, образуемые между поверхностями инструмента, плоскостями их проекций и касательными к ним, а также направлениями подачи. Инструмент для глухих и сквозных отверстий отличается формой головки.

2 Классификация и виды резцов для растачивания

Резцы для растачивания классифицируют по следующим основным параметрам. По направлению подачи делят на:

• прямые – осевая линия головки резца продолжает ось державки или параллельна ей;
• отогнутые – ось головки отклонена влево или вправо от осевой державки;
• изогнутые – ось державки изогнута;
• оттянутые – головка инструмента уже державки;
• разработки конструкторов и токарей-новаторов, другие.

По сечению стержня:

По способу изготовления:

• Цельные – материал изготовления державки и головки идентичен.
• Составные – режущая часть выполнена в виде пластины, прикрепляемой определенным образом к державке из углеродистой конструкционной стали. Пластинки из рапида (быстрорежущей стали) и твердого сплава крепятся механически или припаиваются.

По роду материала:

• из инструментальной стали:
  • углеродистой – для малых скоростей обработки, обозначение начинается с буквы У;
  • легированной – допустимо резать в 1,2–1,5 раза быстрее, чем инструментом из углеродистой, так как выше теплостойкость;
  • высоколегированной (быстрорежущей) – повышенной производительности, обозначение с буквы Р (Рапид);
• из твердого сплава – скорости резания более высокие, чем у резцов из рапида, оснащены пластинами из твердых сплавов:
• металлокерамическими:
  • вольфрамовыми – группы ВК из карбида вольфрама, который сцементирован кобальтом;
  • титановольфрамовыми – группы ТК из карбидов титана и вольфрама, сцементированных кобальтом;
  • титанотанталовольфрамовыми – группы ТТК из карбидов титана, тантала и вольфрама, сцементированных кобальтом;
• минералокерамическими – характеризуются высокой теплостойкостью и одновременно очень хрупкие, что ограничивает их массовое применение, состоят из материалов, в основе которых технический глинозем (Аl₂O₃);
• керметовыми – материалы на основе минералокерамики с металлами и их карбидами, вводимыми для снижения хрупкости;
• эльборовые – в основе материала режущих пластин кубический нитрид бора;
• алмазные – с алмазными пластинами.

По типу установки относительно заготовки:

• Радиальные – устанавливают перпендикулярно оси детали. Широко используются в промышленности, благодаря простоте крепления и удобному выбору геометрических характеристик режущей части.
• Тангенциальные – параллельно оси обрабатываемой детали. При работе усилие резца направлено вдоль его оси, благодаря этому он не подвергается изгибу. В основном применяются на токарных полуавтоматах и автоматах, где главным критерием обработки является чистота.

По виду обработки:

• черновые (обдирочные);
• получистовые – отличаются от обдирочных вершиной, радиус закругления которой увеличен, благодаря чему шероховатость поверхности после обработки уменьшается;
• чистовые;
• для тонкого точения.

Также выделяют резцы для растачивания глубоких отверстий и двусторонние. Основные типы инструмента стандартизованы. На каждый вид такого изделия, как расточной резец, ГОСТ регламентирует соответствующие конструкцию и размеры.

3 Применение расточных токарных резцов

Расточной токарный инструмент широко применяют в машиностроении, производстве для обрабатывания сквозных и глухих отверстий в деталях или корпусах приборов, оборудования, различных механизмов, автомобилей, другой техники. Его использование позволяет достигать большей точности, высокой чистоты поверхности отверстий. Растачивание производят в следующих случаях:

1. Сверление, зенкерование (обработка готового отверстия зенкером) или рассверливание не обеспечивают требуемой размерной точности и чистоты поверхности обработанного отверстия.
2. При отсутствии зенкера или сверла для рассверливания необходимого диаметра.
3. Когда требуется обеспечить необходимые прямолинейность и точность положения оси отверстия.
4. Когда диаметр обрабатываемого отверстия превышает наибольший стандартный диаметр сверл, зенкеров.
5. При малой длине отверстия.

Расточной инструмент применяют на специальных расточных, токарно-револьверных, токарных, фрезерных станках и автоматах, оборудовании для алмазной (тонкой) расточки. Закрепляют в специальных патронах, переходных втулках или державках.

Резцы из инструментальной стали обычно используют при работах с легкими сплавами и материалами (фторопластом, текстолитом, алюминием и подобными), а оснащенные твердосплавными пластинами – с более прочными и твердыми (нержавеющая или закаленная сталь, бронза и другие). В процессе работы режущий инструмент подвержен износу (притупляется режущая кромка, а у изделий с твердосплавными пластинами выкрашивается), поэтому делают его переточку.