Общая классификация режущих инструментов

При обработке деталей машин и приборов применяются различные типы режущих инструментов.

Одну и ту же поверхность детали можно получить инструментами различных подгрупп. Например, отверстия высокой точности (Н7—Н8) и шероховатостью с 1—0,5 мкм получают сверлением с последующим развертыванием, сверлением и растачиванием эльборовым или алмазным резцом, сверлением и протягиванием. Наружную резьбу можно нарезать плашкой, резьбонарезной и накатной головками и т. д.

Применяемые режущие инструменты подразделяются, как правило, по конструкции и по виду обрабатываемых поверхностей.

По конструкции инструменты классифицируются на следующие подгруппы

Резцы общего назначения и фасонные. Они чаще всего имеют призматическую или дисковую форму и предназначаются для различных работ на станках токарной, строгальной и других групп.

Сверла — одно- и двухлезвийные режущие инструменты, применяемые для получения отверстий в сплошном материале и для рассверливания отверстий 11-го, 12-го квалитетов с Ra = 20—5 мкм.

Зенкеры 2—8 лезвийные инструменты, используемые для увеличения отверстий и получения фасонных отверстий 9—11-го квалитетов с Ra = 10—2,5 мкм.

Развертки — инструменты, применяемые для чистовой обработки отверстий до 7—8-го квалитетов при Rа = 1,0—0,32 мкм.

Напильники, рашпили и надфили — инструменты разнообразной формы в виде стержней и дисков с множеством мелких режущих зубьев.

Протяжки и прошивки — многолезвийные инструменты в виде стержня или плиты с поперечными зубьями, размеры которых увеличиваются по направлению к заднему хвостовику. Они используются для обработки внутренних и наружных поверхностей самой различной формы.

Фрезы общего назначения и специальные (борфрезы, гравировальные, червячные и др.) чаще всего представляют собой тела вращения с множеством зубьев на образующей, а также на торцевой поверхности.

Метчики в форме винта с продольными лысками и канавками, образующими режущие лезвия. Применяются для получения резьбы в отверстиях.

Плашки, резьбообразующие ролики и головки, предназначенные для нарезания и накатывания наружной резьбы.

Долбяки и обкаточные резцы — инструменты для зубодолбления или зуботочения зубчатых колес, шлицев валов и т. д.

Шеверы — режущие инструменты чаще всего в виде колеса, предназначающиеся для чистовой обработки колес малых модулей (3—4 мм) методом «скобления».

Комбинированные инструменты, представляющие сочетание нескольких одно- или разнотипных инструментов.

Инструменты для автоматизированного оборудования и для станков с ЧПУ, включающие режущие, бесподналадочные и быстросменные инструменты, а также приспособления для настройки и контроля работы режущих инструментов.

Абразивные, алмазные, эльборовые и другие инструменты из синтетических материалов, используемые в виде кругов, брусков, хонов, а также порошок и отдельные крупные зерна или кристаллы для чистовой обработки деталей.

По видам обрабатываемых поверхностей различают режущие инструменты

для обработки плоскостей и наружных фасонных поверхностей и тел вращения. К ним относятся: резцы, фрезы, протяжки, напильники, шлифовальные круги и т. д.;

для обработки отверстий — сверла, расточные резцы, зенкеры, развертки, комбинированные осевые инструменты, протяжки и т. д.;

для получения резьбы. К ним относятся резьбовые фрезы и резцы, метчики, резьбонарезные и резьбонакатные плашки и головки, накатные ролики и т. д.;

для обработки поверхностей зубьев колес или шлицевых валов и звездочек. Для обработки цилиндрических колес методом копирования применяются дисковые и пальцевые фрезы, а методом обкатки — червячные фрезы, долбяки, обкаточные резцы, шеверы и шлифовальные круги. Конические прямозубые колеса нарезаются зубострогальными резцами, сдвоенными головками-фрезами, протяжками, а конические колеса со спиральными круговыми зубьями — червячными коническими фрезами, а также зубострогальными головками и протяжками.

Режущие инструменты можно подразделить по принципу взаимодействия инструмента с обрабатываемым материалом на обычные и ротационные с непрерывно обновляющимся круговым лезвием режущей чашки. Кроме того, инструменты подразделяются на цельные и составные (с неподвижным присоединением пластинок и с механическим креплением), а также (по виду соединения со станком) на хвостовые, насадные и призматические. Различают, кроме того, стандартные и специальные инструменты.

Режущий инструмент

Резцы

При работе на токарных станках применяют различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, фасонный инструмент и др.

Токарные резцы являются наиболее распространенным инструментом, они применяются для обработки плоскостей, цилиндрических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и т. д. Элементы резца показаны на рисунке.

Резец состоит из головки (рабочей части) и стержня, служащего для закрепления резца в резцедержателе. Передней поверхностью резца называют поверхность, по которой сходит стружка. Задними (главной и вспомогательной) называют поверхности, обращенные к обрабатываемой детали. Главная режущая кромка выполняет основную работу резания. Она образуется пересечением передней и главной задней поверхностей резца. Вспомогательная режущая кромка образуется пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей. Вершиной резца является место пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Для определения углов резца установлены понятия: плоскость резания и основная плоскость. Плоскостью резания называют плоскость, касательную к поверхности резания и проходящую через главную режущую кромку резца (смотри рисунок). Основной плоскостью называют плоскость, параллельную направлению продольной и поперечной подач; она совпадает с нижней опорной поверхностью резца.

Углы резца разделяют на главные и вспомогательные (смотри рисунок). Главные углы резца измеряют в главной секущей плоскости, т. е. плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Главным задним углом a называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Углом заострения b называется угол между передней и главной задней поверхностями резца. Главным передним углом g называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания и проходящей через главную режущую кромку резца. Сумма углов a+b+g=90 градусов. Углом резания d называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания. Главным углом в плане j называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Вспомогательным углом в плане j1 называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Углом при вершине в плане e называется угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость. Вспомогательным задним углом a1 называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости. Углом наклона главной режущей кромки l называется угол между главной режущей кромкой и плоскостью, проходящей через вершину резца параллельно основной плоскости.

Резцы классифицируются: по направлению подачи - на правые и левые (правые резцы на токарном стане работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к передней бабке станка); по конструкции головки - на прямые, отогнутые и оттянутые

по роду материала - из быстрорежущей стали, твердого сплава и т. д.; по способу изготовления - на цельные и составные (при использовании дорогостоящих режущих материалов резцы изготовляют составными: головка - из инструментального материала, а стержень - из конструкционной углеродистой стали; наибольшее распространение получили составные резцы с пластинами из твердого сплава, которые припаиваются или крепятся механически); по сечению стержня - на прямоугольные, круглые и квадратные; по виду обработки - на проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные и др. (смотри рисунок).

Токарные резцы для различных видов обработки:

а - наружное обтачивание проходным отогнутым резцом, б - наружное обтачивание прямым проходным резцом, в - обтачивание с подрезанием уступа под прямым углом, г - прорезание канавки, д - обтачивание радиусной галтели, е - растачивание отверстия, ж, з, и - нарезание резьбы наружной, внутренней и специальной

Режущий инструмент

Сверла

Сверла. Сверление является одним из распространенных методов предварительной обработки отверстий на токарных станках. В зависимости от конструкции и назначения различают сверла: спиральные, перовые, для глубокого сверления, центровочные, эжекторные и др. Наибольшее распространение получили спиральные сверла (На рисунке сверла: а - спиральное с коническим хвостовиком, б - спиральное с цилиндрическим хвостовиком, в - для глубокого сверления).

Сверло имеет: две главные режущие кромки, образованные пересечением передних винтовых поверхностей канавок, по которым сходит стружка, с задними поверхностями, обращенными к поверхности резания; поперечную режущую кромку (перемычку), образованную пересечением обеих задних поверхностей; две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей с поверхностью ленточки. Ленточка сверла - узкая полоска на его цилиндрической поверхности, расположенная вдоль винтовой канавки и обеспечивающая направление сверла при резании. Угол наклона винтовой канавки v угол между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла (v=20-30 градусам). Угол наклона поперечной режущей кромки (перемычки) j - острый угол между проекциями поперечной и главной режущих кромок на плоскость, перпендикулярную оси сверла (j=50-55 градусам). Угол режущей части (угол при вершине) 2j - угол между главными режущими кромками при вершине сверла (2j=118 градусам). Передний угол g - угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью в той же точке к поверхности вращения режущей кромки вокруг оси сверла. По длине режущей кромки передний угол g является величиной переменной. Задний угол a - угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Задний угол сверла - величина переменная: a=8-14 градусов на периферии сверла и a=20-26 градусов - ближе к центру сверла.

Элементы спирального сверла:

1 - режущая кромка, 2 - передняя поверхность, 3 - задняя поверхность, 4 - поперечная кромка, 5 - канавка, 6 – ленточка

Классификация режущих инструментов

05.04.2012

Металлорежущее оборудование, которое в наши дни используется в самых разных отраслях промышленности, а также в быту, допускает использование различных видов режущего инструмента. Перечень этих видов весьма обширен, благодаря чему существует возможность подобрать металлорежущий инструмент, наилучшим образом соответствующий особенностям выполняемых операций.

Критерии классификации описываемого инструмента весьма многочисленны, их рассмотрению посвящена настоящая статья.

Одним из основных классификационных критериев является особенность конструкции режущего инструмента. По нему выделяют такие виды, как:

Резцы: инструмент однолезвийного типа, позволяющий выполнять металлообработку с возможностью разнонаправленного движения подачи;

Фрезы: инструмент, при использовании которого обработка выполняется вращательным движением с траекторией, имеющей неизменный радиус, и движением подачи, которое по направлению не совпадает с осью вращения;

Сверла: режущий инструмент осевого типа, который используется для создания отверстий в материале или увеличении диаметра уже имеющихся отверстий. Обработка сверлами осуществляется вращательным движением, дополненным движением подачи, направление которого совпадает с осью вращения;

Зенкеры: инструмент осевого типа, с помощью которого корректируются размеры и форма имеющихся отверстий, а также увеличивается их диаметр;

Развертки: осевой инструмент, который применяется для чистовой обработки стенок отверстий (уменьшения их шероховатости);

Цековки: металлорежущий инструмент, также относящийся к категории осевых и используемый для обработки торцовых или цилиндрических участков отверстий;

Плашки: используются для нарезания наружной резьбы на заготовках;

Метчики: также применяются для нарезания резьбы – но, в отличие от плашек, не на цилиндрических заготовках, а внутри отверстий;

Ножовочные полотна: инструмент многолезвийного типа, имеющий форму металлической полосы с множеством зубьев, высота которых одинакова. Ножовочные полотна используются для отрезания части заготовки или создания в ней пазов, при этом главное движение резания является поступательным;

Долбяки: применяются для зуботочения или зубодолбления шлицев валов, зубчатых колес, других деталей;

Шеверы: инструмент, название которого происходит от английского слова «shaver» (в переводе – «бритва»). Он предназначен для чистовой обработки зубчатых колес, которая выполняется методом «скобления»;

Абразивный инструмент: бруски, круги, кристаллы, крупные зерна или порошок абразивного материала. Инструмент, входящий в данную группу, применяется для чистовой обработки различных деталей.

Следующим классификационным критерием является вид поверхности, обработка которой осуществляется с помощью металлорежущего инструмента. По нему выделяют следующие инструменты:

Применяемые для обработки тел вращения, наружных фасонных, а также плоских поверхностей: в данную группу включаются описанные выше резцы и фрезы, абразивные круги и некоторые другие изделия;

Используемые для обработки отверстий: речь идет о зенкерах и сверлах, расточных резцах и протяжках;

Инструменты, с помощью которых выполняется нарезка резьбы: в эту группу входят плашки, метчики, накатные ролики, ряд других изделий;

Применяемые для обработки поверхностей звездочек, шлицевых валов, зубьев колес: эти операции выполняются с помощью пальцевых и дисковых фрез, обкаточных резцов и долбяков, шлифовальных кругов и шеверов. Нельзя не упомянуть протяжки, сдвоенные головки-фрезы и зубострогальные резцы (они предназначены для нарезания прямозубых колес конического типа), а также конические фрезы червячного типа и зубострогальные головки (с помощью этих инструментов нарезаются колеса конического типа со спиральными зубьями).

Еще одним критерием классификации металлорежущего инструмента является принцип его взаимодействия с материалом. По нему выделяют такие инструменты, как:

Обычные;

Ротационные, круговое лезвие которых непрерывно обновляется.

Кроме того, специалисты указывают на такой классификационный критерий, как тип изготовления, выделяя при этом:

Цельный режущий инструмент;

Составной инструмент, конструкция которого представляет собой неразъемное соединение нескольких элементов;

Сборный инструмент, отличающийся разъемным характером соединения элементов, которые его образуют.

По способу соединения со станком выделяют насадной, хвостовый и призматический инструмент.

Наконец, по такому критерию, как способ применения, выделяют ручной, машинный, а также машинно-ручной металлорежущий инструмент.

Лекция 3