Твердосплавные резцы используют для черновой и чистовой обработки чугуна, стали, цветных металлов и неметаллических материалов с большой скоростью резания на современных мощных, быстроходных токарных станках.

Рис. 7.9. Твердосплавные резцы:

а – с припаянной пластинкой твердого сплава, б – с механическим креплением пластинки твердого сплава

Резцы с минералокерамическими пластинками применяют для получистовой и чистовой обработки чугуна и стали при условии безударной нагрузки.

Алмазные резцы предназначены для тонкого точения и растачивания преимущественно цветных металлов и сплавов.

По способу присоединения режущей части резца к его стержню различают резцы с неразъемным креплением (наварные, напайные) и сборные (с механическим креплением). Резцы из быстрорежущей стали делают не цельными, а наварными: у них пластинка из быстрорежущей стали приваривается к стержню, изготовленному из конструкционной углеродистой стали.

Твердосплавные резцы делают чаще всего напайными.

Рис. 7.10. Резцы с керамическими пластинками:

а – пластинка припаяна, б – пластинка механически прикреплена к державке

У такого резца (рис. 7.9а) к стержню 1, изготовленному из конструкционной углеродистой стали, припаяна электролитической красной медью пластинка 2 твердого сплава. Такие резцы просты в изготовлении, но имеют ряд недостатков. Одним из недостатков такого метода крепления твердосплавной пластинки является образование после напайки мелких трещин в пластинке. Эти трещины снижают прочность пластин и приводят их к выкрашиванию во время работы.

Этих недостатков не имеют сборные резцы с механическим креплением твердосплавной пластинки (рис. 7.9б). Пластинка из твердого сплава 2 крепится к стержню 1 прижимной планкой 3 и болтом 4.

Керамические пластинки, как и твердосплавные, обычно впаивают к стержням резцов (рис. 7.10а) или крепят механически (рис. 7.10б).

Техника и технология выполнения токарных работ

Обработка наружных цилиндрических поверхностей

В зависимости от требований, предъявляемых к точности обработки и шероховатости обработанной поверхности детали, различают следующие виды обработки: черновое обтачивание, получистовое и чистовое точение и тонкое (алмазное) точение.

Черновое обтачивание применяют для предварительной обработки (точность обработки при этом не превышает 12–13-го квалитета, а шероховатость обработанной поверхности Ra = 20–80 мкм).

При получистовом обтачивании припуск на обработку составляет 3–6 мм на диаметр, точность обработки не превышает 11-го квалитета, a Ra = 5– 10 мкм.

Чистовое обтачивание обеспечивает точность размеров до 6-го квалитета и Ra = 2,5–5 мкм.

Тонкое (алмазное) обтачивание производится после чистовой обработки с незначительной глубиной резания (t = 0,05–0,01 мм), малыми подачами (s = 0,1–0,02 мм/об), но большими скоростями резания (v = 50–300 мм/мин).

В зависимости от размеров, конфигурации и материала заготовки применяют следующие способы обтачивания: в патроне; в патроне с поджатым центром; в центрах; в центрах с неподвижным и подвижным люнетом.

Обтачивание в патроне производят, как правило, из прутковой заготовки при соотношении длины заготовки к ее диаметру L/d < 1,5. При большем соотношении обтачивание производится с поджатым центром.

Обтачивание в патроне с неподвижным люнетом производится для нежестких ступенчатых заготовок при L/d > 12. Обтачивание в центрах без люнетов производится при L/d < 12, а при L/d > 12 применяют люнеты.

При наружном обтачивании выполняются: отрезание заготовки; подрезание торцов; обтачивание; прорезание канавок и снятие фасок. Отрезание заготовки и подрезание торцов производятся только при креплении заготовки в патроне. Остальные виды обработки могут производиться как при креплении заготовки в патроне, так и при ее креплении в центрах.

Для расчета диаметра заготовки и ее длины необходимо знать припуск на обработку (по справочным таблицам). При расчете диаметра заготовки необходимо к номинальному диаметру детали прибавить припуск на черновое и чистовое обтачивание. Полученный диаметр заготовки округляют до размера проката, указанного в ГОСТе. Длину заготовки определяют исходя из суммы номинальной длины детали по чертежу, ширины резца и припуска на подрезку торцов.

Установка резцов на станке

От способа установки резцов в резцедержателе зависят точность обработки, качество обработанной поверхности и производительность обработки. Выступающая часть резца (рис. 7.11а, 7.11б) должна быть по возможности короче, и не выступать из резцедержателя более чем на 1,5 высоты Н державки резца. На рис. 7.11(в, г, д) показана неправильная установка резца.

Рис. 7.11. Схема установки резца в резцедержателе

Для совпадения вершины резца с осью центров используют прокладки (рис. 7.11б). Токарь должен иметь набор плоских стальных прокладок (разных по толщине) длиной 150–200 мм. Для проверки совпадения вершины резца с осью центра станка необходимо подвести его вершину к центру задней бабки.

Закрепление резца в резцедержателе производят затяжкой болтами. Болты должны быть затянуты туго. При обработке резец всегда необходимо установить по центровой линии обрабатываемой детали. При черновом точении, когда действует большая сила резания, допускается устанавливать резец выше линии центров на 1/100 диаметра заготовки.

Большое влияние на качество детали при обработке в центрах оказывают центровые отверстия в торцах детали. Центровое отверстие (рис. 7.12а) состоит из цилиндрической и конической частей. Цилиндрическая часть отверстия служит для размещения смазки и разгрузки острия центра. Диаметр цилиндрической части отверстия должен быть в 4–6 раз меньше диаметра заготовки. Коническая часть центрового отверстия служит для опоры заготовки. Она делается под углом 60°. Центровые отверстия делают в деталях, которые не подвергают многократной обработке в центрах.

Центровые отверстия (рис. 7.12б) с предохранительным конусом с углом 120° делают в деталях длительного цикла обработки, подвергающихся дополнительной обработке при эксплуатации.

Рис. 7.12. Центровые отверстия

Центрование заготовок

Конус с углом 120° служит для предохранения основного конуса от повреждений и позволяет подрезать торцы заготовки при работе в центрах. Центровые отверстия с обоих торцов должны быть по форме и размерам одинаковы. Размеры центрового отверстия определяют по наибольшему диаметру заготовки.

На рис. 7.12в показано влияние формы центрового отверстия на центр станка. Центровые отверстия, у которых углы основного конуса отверстия детали не соответствуют углу центра станка, не получают достаточной площади опоры. В этом случае радиальная нагрузка распределяется по узкой полосе поверхностей соприкосновения, что приводит к быстрому изнашиванию центров и снижает точность обработки.

Центрование заготовок производят на токарном станке с креплением заготовки в трехкулачковом патроне или на сверлильных станках по заранее выполненной разметке.

Установка и крепление заготовки в патроне

На токарных станках применяют два вида трехкулачковых самоцентрирующих патронов: с фланцевым креплением на шпинделе и с резьбовым креплением на шпинделе. Прежде чем установить патрон на шпиндель, необходимо ветошью, смоченной в керосине, протереть резьбу на конце шпинделя и в отверстии патрона.

При установке патронов диаметром свыше 320 мм необходимо в отверстие шпинделя вставить оправку. Для этого надо взять патрон двумя руками, надеть его на оправку и, перемещая по оправке к шпинделю, навернуть патрон на шпиндель до упора. Патрон с фланцевым креплением закрепить посредством шпилек и гаек. После установки патрона вынуть из шпинделя оправку. Съем трехкулачкового самоцентрирующего патрона со шпинделя производят в обратном порядке. Не допускаются навертывание и съем патрона при вращении шпинделя.