Инструмент с механическим креплением пластин

Инструмент  с механическим креплением пластин

 

При механическом креплении  пластинок сокращаются расходы  на эксплуатацию резцов, повышается их стойкость (на 30% и более), уменьшается  число переточек (в случаях применения резцов с неперетачиваемыми пластинками).  
При выборе способа базирования пластинок с механическим креплением следует учитывать, что силы резания должны восприниматься жесткими опорами державки, а направление усилия зажима должно совпадать с основным направлением силы резания. В конструкциях резцов рекомендуется базирование пластинок на твердосплавную подкладку, которая предохраняет корпус державки от повреждения в случае поломки пластинки.  
Резцы с многогранными неперетачиваемыми пластинками из твердых сплавов марок Т14К6, Т15К6, ВК6, ВК8 применяют для токарной обработки деталей на автоматических линиях и станках-автоматах.

 

Резцы с механическим креплением пластин

 

Состоят из корпуса (державки), сменной многогранной пластины(СМП), узла базирования и механического крепления. Широко распространены вследствие их существенных преимуществ по сравнению с напайными.

Преимущества инструмента  с механическим креплением:

1. Повышение прочности пластины, благодаря отсутствию внутренних напряжений возникающих при пайке.
2. Экономия конструкционной стали вследствие многократного использования корпуса резца.
3. Сокращение расходов на эксплуатацию инструмента:

- Исключение дорогостоящих  повторных заточек;

- Сокращение простоев  в связи с заменой и подналадкой инструмента;

1. Использование более теплостойких инструментальных материалов дающих возможность повысить скорость резания.
2. Сокращение потерь твердых сплавов и легирующих элементов примерно в 6 раз.

Недостатки инструмента  с механическим креплением:

1. Увеличенные габаритные размеры вследствие необходимости размещения элементов крепления.
2. Низкая жесткость.
3. Сложность изготовления державки и элементов крепления.

 

 

Основные типы механического  крепления МРП.

 

 

Обозначение по ИСО и тип  крепления	Вариант конструктивного  решения	Обозначения на схеме	Назначение
С		1 — корпус; 2 — опорная  пластина; 3 — режущая пластина; 4 — стружколом; 5 — прихват; 6 — винт	Для крепления гладких  пластин; для большинства операций наружного точения
М		1 — корпус; 2 — опорная  пла стина; 3—режущая пластина; 4 — штифт; 5 — прихват; 6 — винт	Для крепления МРП, имеющих центральное отверстие; для черновой и получистовой обработки
Р		1 — корпус; 2— опорная  пластина; 3 — режущая пластина; 4 — штифт; 5 — клин; 6 — винт	В резцах для черновой, получистовой и чистовой обработки
S		1 — корпус; 2 — Режущая  пластина; 3 — винт с конической  головкой	Для операций внутренней и  наружной обработки в труднодоступных  местах

 
 

 Эксплуатационные  свойства резца во многом зависят  от конструкции узла крепления  пластины и схемы ее базирования.  В настоящее время рекомендуется  использовать 4 боровых узла закрепления пластины – C, P,S, M. 

 Пластины без отверстия закрепляются по методу С. Пластину устанавливают в закрытый паз и базируют по опорной и боковой поверхностям. При этом достигается высокая точность базирования. Пластина удерживается в гнезде за счет силы трения, создаваемой усилием прижима. Эти конструкции применяются для крепления пластин, работающих при небольших усилиях резания, то есть для чистовой и получистовой обработке. Большие усилия резания могут привести к смещению пластины. Эти конструкции используются для крепления пластин из твердых сплавов(ТВ), минералокерамики и сверхтвердых материалов. 

 На универсальном  оборудовании широко применяются  конструкции с креплением прихватом  сверху и базированием по отверстию.

Схема М.

Такие конструкции  надежны в работе и на грубых режимах  обработки, так как обеспечивают достаточную жесткость крепления, в том числе динамическую. Однако точность базирования пластин ниже чем у всех других схем. При повороте и замене пластины вершина ее занимает произвольное положение так как базирование производится по поверхностям отверстий и подвижного упора прихвата. Вместе с тем конструкция оставляет открытой вспомогательную режущую кромку, что повышает универсальность резца. 

 Наиболее распространены  выпускаемые большинством инструментальных  заводов России и зарубежных  фирм конструкции с креплением  по схеме Р. Например крепление так называемым L-образным рычагом, обеспечивающим хороший отвод стружки с открытой передней поверхности. Достоинства и недостатки:

 

 

• Эта конструкция надежна при условии качественного изготовления.
• Размещение крепежного механизма возможно лишь при размерах головки резца.
• Метод обеспечивает высокую точность базирования, однако не гарантирует точного примыкания опорной поверхности пластины и опорной поверхности на корпусе. Поэтому применяются в основном на получистовых и чистовых режимах обработки.
• В данной конструкции отсутствуют выступающие детали крепления.

 

 

  На резцах малых  сечений, когда недостаточно места  для размещения деталей крепления,  применяют конструкцию крепления  винтом через центральное отверстие  – метод S. Такое крепление  возможно только для специальных  пластин, имеющих коническую или тороидальную форму отверстия.

Преимущества:

• Компактность узла закрепления;
• Хороший отвод стружки;

 

Недостатки:

• Существенные затраты времени при смене пластины (требуется вывернуть винт).
• Высокая точность изготовления специальной формы отверстия пластины (трудно изготовить).

 

  Для закрепления пластин  на корпусе выполняются гнезда. Форма гнезда соответствует форме  пластины, а размеры рассчитывают  в зависимости от размеров  пластин. Для инструментов, оснащенных МНП без задних углов гнезда изготавливают под углы и опоры поверхности резца.

 

Сменные многогранные пластины

Рис. 4

 

С целью унификации деталей резцов и освоения их централизованного  производства во ВНИИинструменте созданы системы сборных резцов. В разработанной системе резцы по назначению подразделяются на следующие подсистемы:

• Для точения;
• Для растачивания;
• Для нарезания резьб и канавок;
• Для работ на тяжелых токарных и карусельных станках;
• Для специальных работ;

В этой системе конструктивные параметры державок и пластин  стандартизованы, а способы крепления  пластин сведены к ограниченному  числу базовых способов крепления.   

 Для эффективного  использования системы резцов  разработаны общемашиностроительные  нормативы.

 

 

 

 

 

 

 

Механическое  крепление режущих пластинок  твердого сплава имеет большие преимущества перед цельной напайной конструкцией резцов. При механическом креплении  упрощается инструментальное хозяйство  и уменьшается расход конструкционной  стали на изготовление державок, так  как при этом способе в отличие  от способа напайки корпус державки можно многократно использовать после полного износа режущих  пластинок. Кроме того, в одной  и той же державке можно закреплять режущие пластинки различных  твердых сплавов; это во много  раз сокращает количество употребляемых  в производстве державок. 
* Применение резцов с механическим креплением режущих пластинок создает благоприятные условия для централизованной заточки и доводки инструмента. Уменьшается также расход абразивов, поскольку при заточке режущих пластинок нет необходимости затачивать державки резцов. Наконец, отпадает сама операция припаивания режущих пластинок и исключается возможный при этом брак последних вследствие образования трещин. 
Широкое применение в промышленности нашли резцы с многогранными неперетачиваемыми пластинками. Удельный вес этих резцов в 1965 г. превысил 40% всех твердосплавных резцов, изготовляемых централизованно инструментальными заводами. «Заточка» новых пластинок производится только по фаскам (вдоль режущих кромок, по верхнему торцу) на доводочном чугунном диске с применением пасты карбида бора. После затупления всех режущих кромок пластинки не перетачиваются и возвращаются в переработку. 
Наиболее удачная конструкция механического закрепления неперетачиваемой твердосплавной пластинки разработана ВНИИ. Здесь пластинка устанавливается на подкладку 2 и свободно насаживается на штифт 6, запрессованный в державку 3. Закрепление пластинки осуществляется заклиниванием ее между штифтом 6 и державкой с помощью клина 4 и болта 5; пластинка при этом прочно прижимается к опоре 2. 
Применяются и другие конструкции узла крепления пластинки к державке. 
На базе твердосплавных неперетачиваемых пластинок Минский, Харьковский, Киржачский, Храпуновский и другие инструментальные заводы выпускают широкую номенклатуру резцов общего назначения. Такие резцы с успехом заменяют стандартные конструкции проходных, подрезных и других резцов с напаянными твердосплавными пластинками. 
Если вначале многогранные неперетачиваемые пластинки применялись в наиболее простых видах инструмента — проходных резцах, то в настоящее время они успешно применяются и в конструкциях более сложных резцов: копировальных, расточных, резьбовых, а также инструментальных для автоматов и автоматических линий. 
На универсальных токарных станках и станках с программным управлением широкое применение должны найти новые отрезные и канавочные резцы с перетачиваемой пластинкой. 
Резцы с механическим закреплением пластинок, хотя и исключают трудоемкую операцию припайки, вместе с тем имеют свои недостатки. 
По сравнению с цельными напайными резцами у резцов этого типа резко увеличивается неиспользуемая часть пластинки твердого сплава, которая у большинства резцов складывается из длины части пластинки, необходимой для ее закрепления в державке, и расстояния от режущей кромки до рабочего уступа стружколомателя. Например, 
а) при чистовом точении стали на крупных станках это расстояние достигает 20—25 мм и в основном определяет длину неиспользуемой части пластинки твердого сплава. 
Приведенное обстоятельство способствует повышению расхода твердых сплавов и часто вызывает необходимость использования нестандартных твердосплавных пластинок. 
Недостатком механического крепления пластинок твердого сплава является, кроме того, небольшой срок службы державки резца или подкладки под пластинку, так как при первой же поломке сменной режущей пластинки обычно повреждается и ее опорная плоскость на державке. 
Наконец, недостатком также является не универсальность механического крепления режущей пластинки, т. е. невозможность в большинстве случаев создания по единой схеме ряда типоразмеров проходных, подрезных и других видов резцов. 
Поэтому в промышленности находят применение разработанные ВНИИ сборные резцы с механическим закреплением сменного ножа-вставки, оснащенной пластинкой твердого сплава. 
Резцы с механическим креплением вставки с напаянной пластинкой. У резцов этого типа сокращается расход материала на изготовление державок, так как количество громоздких державок, обращающихся в производстве, уменьшается. „ 
Твердосплавный сборный резец с ножами-вставками конструкции ВНИИ, особенно пригоден для тяжелых условий обработки при снятии больших припусков на токарных и карусельных станках. 
На универсальных станках с высотой центров 160— 400 мм эффективно используются резцы конструкции 
И. Г. Смирнова, обладающие высокой жесткостью и прочностью. 
Для тяжелого и уникального оборудования можно рекомендовать резцы с клиновым креплением литых вкладышей. Силы резания заклинивают вкладыш в пазу, а дополнительное крепление болтом и гайкой только предохраняет вкладыш от выпадения. 
Резцы с креплением пластинок при помощи сил, действующих при резании. При обработке больших партий деталей и в станках автоматических линий находят применение резцы, в которых пластинка закрепляется на державке силами резания. Эти резцы удобны тем, что при их использовании становится возможной быстрая замена затупленных пластинок и заметно упрощается наладка инструмента на необходимый размер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

1.Дальский А.М.  Технология конструкционных материалов, 1985.

2.Малов А.Н. Краткий  справочник металлиста, 1972.

3.Вульф А.М. Резание  металлов, 1963.