Конструкция режущих инструментов

Эффективность рационального использования компози­тов в конструкциях режущих инструментов зависит от со­вершенства самих конструкций.

На первом этапе развития лезвийных инструментов, осна­щённых композитами, создана и освоена металлообрабатыва­ющей промышленностью серия инструментов цельной и сбор­ной конструкций. У цельных резцов заготовка поликристал­ла крепится непосредственно в тело резца. В сборных конст­рукциях крепление поликристалла производится в переход­ной вставке, устанавливаемой в корпусе инструмента.

Дальнейшее развитие конструкций инструментов, оснащён­ных искусственными сверхтвёрдыми материалами, осуществ­ляется по двум основным направлениям: создание инструмен­тов с механическим креплением цельных, многослойных круг­лых и многогранных пластин, а также применение перетачи­ваемых режущих элементов, когда конструкция с механиче­ским креплением пластин практически невозможна.

Во ВНИИинструмент разработана широкая номенклатура инструментов из композитов нового поколения с повышенными эксплуатационными свойствами для высокоскоростного резания. Это токарные проходные, расточные, канавочные, резьбовые резцы, в том числе со ступенчатой частью для снятия повышенных припусков; торцовые, червячные и дисковые фрезы; свёрла, зенкера, развёртки, в том числе регулируемые и переналаживаемые.

Номенклатура режущих элементов инструментов из композитов
Номенклатура режущих элементов инструментов из композитов.
Номенклатура режущих элементов инструментов из композитов продолжение
Номенклатура режущих элементов инструментов из композитов для резцов.

Технология, существующая в нашей стране и за рубежом, даёт возможность промышленного выпуска композиционных инструментальных материалов в виде заготовок, размеры которых позволяют обеспечить их надёжное крепление в любом лезвийном инструменте (табл. 1.4).

Резцы являются наиболее распространённым видом режущего инструмента, оснащённого композитами.

Заводом «Композит» г. Санкт-Петербург и рядом других предприятий инструментальной отрасли освоено про­мышленное производство широкой номенклатуры инст­рументов и режущих вставок (до 100 типоразмеров), включая сборные конструкции с механическим креплением ре­жущих элементов, а также цельные конструкции с постоянным (неразъёмным) креплением режущего элемента (рис. 1.4). Они используются для наружного точения, растачивания и различных специальных операций (резьбонарезание, обработка канавок и т.п.).

Резец токарный сборный расточной со вставкой композита
Резец токарный сборный расточной со вставкой композита.
Обозначение L В И h, f Doбp

мм

РЭО 94.00.00 125 16 16 9,5 9,7 19
РЭО 81.00.00 170 20 25 14,2 12,0 24
РЭО 242.00.00 125 16 16 9,5 9.4 19
Резец токарный сборный расточной с круглой неперетачиваемой пластиной композита
Резец токарный сборный расточной с круглой неперетачиваемой пластиной композита.
Обозна­чение Обозначе­ние по ISO L Н D h1 f Doбp Обозначение сменных пластин

мм

РЭО

334.00.00

S25R-

CRFNR6

200 23 25 11.5 17 36 RNGN 080308

Инструмент может оснащаться как напаянными режущими элементами (цилиндрическими и прямоугольными вставками, твердосплавными многогранными пластинами с напаянным в одной из вершин композитом), так и сменными круглыми или многогранными пластинами цельной или двухслойной конструкции, обеспечивающей высокую твёрдость режущего слоя (28…30 ГПа), высокую термостойкость (более 1200 °С) и стабильность качества, с разнообразной геометрией режущей части, шлифованные по всем поверхностям, классов допусков U, M, G.

На рисунке 1.5 показана система условных обозначе­ний токарных резцов, оснащённых композитами, разрабо­танная на основе стандарта ISO 5608 (ГОСТ 26476-85).

При обозначении резцов, оснащённых ПСТМ, указывают способ крепления режущего элемента, форму пластин, главный угол в плане, задний угол, тип резца, высоту и ширину державки, общую длину резца и длину режущей кромки.

Различают следующие способы крепления режущих элементов из ПСТМ: крепление пластин прихватом сверху (способ С), крепление режущих элементов через центральное отверстие (способ Р), через отверстие и прихватом (способ М), центральным винтом (способ S), крепление режущих элементов без отверстия по боковым поверхностям (способ D), крепление режущих элементов неразъёмными методами (способ В).

Условное обозначение резца CSBNR2525M10 расшиф­ровывается следующим образом: способ крепления — при­хватом сверху; форма пластины — квадратная: главный угол в плане — 75°; пластина без заднего угла; тип резца — правый проходной; сечение державки — 25 х 25 мм; длина резца — 150 мм; длина режущей кромки — 10 мм.

Для расточных резцов порядок условных обозначении несколько изменяется: тип державки, диаметр державки, длина резца, способ крепления режущего элемента, форма пластин, главный угол в плане, задний угол режущего элемента, тип резца, длина режущей кромки.

Система условных обозначений резцов из композитов
Система условных обозначений резцов из композитов.

Условное обозначение резца S25R-CSBNR10 читается так: тип державки — цельная стальная; диаметр державки — 25 мм; длина резца — 200 мм; способ крепления — прихватом сверху; пластина — трёхгранная; главный угол в плане — 75°; пластина без заднего угла; тип резца — правый проходной; длина режущей кромки — 10 мм.

Фрезы, оснащённые композитом, являются вторым по применяемости типом инструмента после резцов. По назна­чению различают торцовые, концевые, дисковые и червячные фрезы с режущей частью из композита.

Торцовые фрезы — наиболее распространённый вид фрезерного инструмента. Выпускаются насадные (однорядные и ступенчатые) фрезы диаметром 100…800 мм с механическим креплением пластин, регулируемые и нерегули­руемые, оснащённые композитом 01, 05, 10 и 10Д.

На рисунке 1.6 показаны наиболее распространённые конструкции торцовых фрез с механическим креплением вставок (а, в), круглых (г) и многогранных режущих плас­тин (б, д, е, ж) «прямые» (а, б, г-ж) и «обратные» (в); насадные (а, г ж) и хвостовые (б, в); фрезы для обработки открытых (I), полузакрытых (II) и закрытых (III) поверхнотей (з).

Конструкции торцовых фрез, оснащённых композитом

Конструкции торцовых фрез, оснащённых композитом продолжение
Рис. 1.6. Конструкции торцовых фрез, оснащённых композитом.

Свёрла, зенкеры, развёртки

Наиболее распространены напайные свёрла однокромочные (рис. 1.7, а. б) и спиральные (рис. 1.7, в, г), оснащён­ные разнообразными марками композитов.

Типаж свёрл, оснащённых композитом
Рис. 1.7. Типаж свёрл, оснащённых композитом.

На рисунке 1.8 показаны зенкеры, оснащённые композитом в виде сменных многокристальных ножей (поз. 1, рис. 1.8, а) и с механическим креплением сменных вставок (поз. 1, рис. 1.8, б).

Зенкеры, оснащённые композитом
Рис. 1.8. Зенкеры, оснащённые композитом.

Наиболее распространённые развёртки из композитов: с коническим (рис. 1.9, а) и цилиндрическим (рис. 1.9, б-г) хвостовиком; прямозубые (рис. 1.9, а в) и спиральные (рис. 1.9, г); без направляющих (рис. 1.9, а, б) и с направляющеми поясками (рис. 1.9, в, г); с отверстием для подво­да СОЖ (рис. 1.9, г).

Типаж развёрток, оснащённых композитом
Рис. 1.9. Типаж развёрток, оснащённых композитом.
Исполнение d d1 L l
Рисунок 1.9, а 10…18 7,5…15 130…240 65… 100
Рисунок 1.9, б 6…20 5.6… 16 93… 195 26…50
Рисунок 1.9. в 4…12 4…16 45… 150 22…70
Рисунок 1.9, г 8…20 8…18 140…240 40…80