Технология фрезерования пазов, канавок, уступов, и разрезания заготовок фрезой. Прорезание канавок и отрезание Прорезание пазов и канавок обработку

§ 38. Прорезание канавок и отрезание. Резцы для прорезания наружных канавок. Резцы для отрезных работ.

Резцы для прорезания наружных канавок.

Узкие канавки протачивают прорезными или канавочными резцами. Форма режущей кромки резца соответствует профилю вытачиваемой канавки (рис. 77).

Рис. 77. Формы головок канавочных резцов

Прорезные резцы бывают прямые и отогнутые, которые в свою очередь делятся на правые и левые. Чаще применяют прорезные резцы правые прямые и левые отогнутые (рис. 78).

Рис. 78. Прорезные резцы :

а — прямой левый, б — прямой правый, в — отогнутый левый, г — отогнутый правый

Жесткость детали не всегда позволяет прорезать канавки заданной ширины за один проход резца. Когда необходимо проточить в нежесткой детали канавку шире 5 мм, эту канавку протачивают несколькими проходами канавочного резца с поперечной подачей. При этом на торцах и по диаметру оставляют припуск 0,5—1,0 мм для чистовой обработки. Окончательную обработку выполняют этим же резцом или канавочным резцом с режущей кромкой, равной заданному размеру канавки.

Резцы для отрезных работ.

Заготовки и детали отрезают отрезными резцами (рис. 79). Ширина режущей кромки отрезного резца зависит от диаметра отрезаемой заготовки. Ширину режущей кромки берут равной 3, 4, 5, 6, 8 и 10 мм. Головка отрезного резца делается несколько больше половины диаметра прутка, от которого отрезают заготовку, L>0,5D прутка.

Рис. 79. Отрезные резцы различной конструкции : а, г — для уменьшения трения между резцом и разрезаемым материалом, б — для получения ровного торца у отрезаемой детали, в — для уменьшения шероховатости поверхности, полученной после отрезания

Отрезные резцы делаются цельными, а также с пластинками из быстрорежущей стали или твердого сплава. Для уменьшения трения между резцом и разрезаемым материалом головку резца суживают к стержню на 1—2° с каждой стороны резца, угол λ=0, задний угол α=12° (рис. 79, а, г).

Канавочный и отрезной резцы следует устанавливать под прямым углом к оси обрабатываемой заготовки. Установка резца режущей кромкой даже на 0,1—0,2 мм выше оси обрабатываемой заготовки может привести к его поломке. При установке резца ниже оси заготовки на торце детали остается необработанный выступ. Расстояние от торца приспособления для закрепления прутка до торца после отрезки должно быть минимальным и не больше диаметра отрезаемого прутка.

При отрезании хрупкого материала заготовка отламывается раньше, чем резец подойдет к центру заготовки. В результате на торце заготовки остается выступ (бобышка). Для получения ровного торца у отрезаемой детали режущую кромку резца выполняют под углом 5—10° (рис. 79,б). После отрезки детали поперечная подача не выключается и производится срезание бобышки на заготовке. Для уменьшения шероховатости поверхности, полученной после отрезания, на задних вспомогательных поверхностях резца делают фаски (рис. 79, в) шириной 1—2 мм. Поперечная подача при прорезании канавок — от 0,05 до 0,3 мм/об для стальных деталей диаметром до 100 мм.

Скорость резания при прорезании канавок и при отрезании считается по исходному диаметру обрабатываемой заготовки и берется в пределах 25—30 м/мин, а при применении твердосплавных резцов — 125—150 м/мин.

Резцы для вытачивания канавок . У резцов, предназначенных для вытачивания канавок, форма режущей кромки должна точно воспроизводить профиль канавки. Резцы для вытачивания канавок называют прорезными .

Так как ширина канавок обычно небольшая, то и режущую кромку прорезного резца делают узкой (рис. 147), что создает опасность его поломки. Эта опасность увеличивается еще тем, что головку резца суживают по направлению к стержню на 1-2° с каждой стороны (рис. 148) для уменьшения трения боковых поверхностей о стенки канавки. Для повышения прочности прорезных резцов высоту их головок делают в несколько раз больше ширины режущей кромки. С этой же целью головке придают небольшой передний угол или делают радиусную (криволинейную) заточку.

Отрезные резцы . Для отрезания применяют резцы подобные прорезным, но с более длинной головкой (рис. 149). Чтобы сократить потери материала при отрезании, изготовляют отрезные резцы с возможно узкой режущей кромкой. Длина головки резца должна быть немного больше половины диаметра отрезаемого прутка или заготовки.

Прорезные и отрезные резцы изготовляют обычно составными (см. рис. 149): державка 2 делается из углеродистой стали, пластинка 1, приваренная или припаянная к державке, - из быстрорежущей стали или твердого сплава.

Отрезные резцы новаторов производства . Токари-скоростники успешно применяют отрезные резцы, оснащенные пластинками твердого сплава. На рис. 150 показан твердосплавный отрезной резец конструкции токаря-новатора т. Мехонцева. Резец имеет на передней поверхности выкружку, облегчающую сход стружки: упираясь в уступ, стружка обламывается отдельными полукольцами и вылетает из канавки.

Техник Д. Рыжков разработал токарный отрезной резец с механическим креплением пластинки твердого сплава (рис. 151) для разрезания деталей диаметром до 80 мм.

Корпус резца состоит из призматической державки 4 и узкой головки 5. В головке профрезерован паз, благодаря которому ее верхняя часть пружинит и при завертывании винта 3 прижимает пластинку твердого сплава 1. В головке устанавливается также твердосплавная пластинка 2, служащая для завивания и ломания стружки. Для предохранения пластинки 1 от сдвига в ее нижней поверхности имеются рифления. Такие же рифления имеются в корпусе головки.

Токарь-новатор завода «Красное Сормово» В. Годяев предложил улучшенную конструкцию отрезного твердосплавного резца (рис. 152). В этом резце пластинка твердого сплава получает путем шлифования клиновую форму с углом 60°. Такую же клиновую форму придают путем фрезерования пазу державки. Угловая форма пластинки и паза увеличивает площадь припайки пластинки в 1,5 раза и способствует созданию прочного крепления, препятствующего смещению пластинки под действием боковых сил. Это позволяет вести обработку с более высокими режимами резания. Скорость резания при отрезании достигает 100 м/мин и подача 0,4-0,5 мм/об.

Установка прорезных и отрезных резцов. При отрезании или прорезании глубоких канавок особое внимание надо обращать на точную установку и хорошее закрепление резца в резцедержателе, так как небольшая ошибка при установке (перекос резца) вызывает трение стенок канавок о боковую поверхность резца. В этом случае неизбежен брак и поломка резца.

Для проверки правильности установки резца пользуются уже обработанной цилиндрической частью детали, а при отрезании от заготовки устанавливают в центрах точно обработанный валик. Затем прикладывают угольник с обеих сторон резца. При этом с обеих сторон и по всей длине головки резца должен быть ясно виден угловой зазор не менее 1° (см. рис. 148).

Резцы для вытачивания канавок, а также отрезные резцы нужно устанавливать строго по высоте центров станка; это особенно важно при работе отрезными резцами. Расположение их выше или ниже оси центров может легко привести к поломке резцов.

2. Приемы вытачивания канавок и отрезания

Вытачивание узких канавок. Для вытачивания канавок устанавливают детали в патронах или центрах или же в патроне с поддержкой задним центром.

Место, в котором следует выточить канавку или отрезать деталь, определяется при помощи измерительной линейки. Узкие канавки вытачиваются за один проход резца.

Вытачивание широких канавок. Широкие канавки вытачиваются за несколько проходов. Порядок вытачивания широких канавок следующий:
1. Вначале намечают посредством линейки или шаблона границу правой стенки канавки и подводят резцедержатель с резцом (рис. 153, а). Установив правильно резец, ему дают поперечное перемещение на глубину канавки минус 0,5 мм на чистовой проход.
2. Затем, передвигая резец влево, как показано на рис. 153, б, расширяют канавку, при этом перед последним проходом (рис. 153, в) намечают с помощью линейки границу левой стенки канавки.
3. Окончательный проход резца показан на рис. 153, е: сначала резец подается по лимбу винта поперечной подачи на полную глубину канавки, а затем резцу дают продольное перемещение слева направо и обрабатывают канавку начисто.

Отрезание. При отрезании пруток вставляют в отверстие шпинделя и закрепляют в патроне так, чтобы длина а, остающаяся после отрезания, не превышала диаметра прутка (рис. 154). При отрезании нельзя допускать дрожания резца или детали, так как в этом случае резец может сломаться.

Деталь, установленную в центрах или в патроне с поддержкой ее конца задним центром, нельзя разрезать до конца, если отрезаемый конец не установлен в люнете. В противном случае в месте прореза может образоваться очень тонкий стержень, который под действием давления резца и веса отрезаемой части сломается, резец окажется защемленным и неизбежно произойдет его поломка.

Если режущую кромку отрезного резца заточить параллельно оси центров, то отрезаемая деталь может сломаться в тот момент, когда резец не дошел еще до центра. При этом на отрезанной части останется выступ (в виде бобышечки), который затем необходимо будет срезать. Если же для отрезания использовать отрезной резец, у которого правый угол режущей кромки идет впереди левого (рис. 155), то прорезание будет происходить до самого центра.

Бобышечка, оставшаяся на правой части заготовки, срезается подрезным резцом при последующей обработке.

При отрезании деталей большого диаметра требуется резец с длинной головкой. Чтобы уменьшить дрожание, рекомендуется: 1) производить отрезание при обратном вращении шпинделя, применяя изогнутый отрезной резец, который устанавливается режущей кромкой вниз (рис. 156); 2) производить подтяжку клиньев суппорта и затяжку винта зажима суппорта от продольного смещения; 3) увеличивать подачу до предельно допустимых значений; 4) применять обильное охлаждение.

3. Режимы резания при вытачивании канавок и отрезании

При вытачивании канавок и отрезании за глубину резания t принимают ширину прореза (см. рис. 148), а подачей s считают величину перемещения резца перпендикулярно к оси детали за один ее оборот.

Ввиду малой жесткости резца и плохих условий для отвода тепла при вытачивании канавок и отрезании применяют следующие подачи и скорости резания:

при работе быстрорежущими резцами по стали средней твердости величину подачи берут от 0,07 до 0,2 мм/об, а скорость резания - в пределах 15-30 м/мин;

при работе твердосплавными резцами по стали средней твердости величину подачи берут от 0,07 до 0,1 мм/об, а скорость резания - 150-180 м/мин. Таким образом, производительность твердосплавных прорезных и отрезных резцов в 5-6 раз выше по сравнению с резцами из быстрорежущей стали.

4. Измерение канавок

Вытачивание канавок производят с поперечной подачей, пользуясь лимбом винта поперечной подачи.

Диаметр выточенной канавки измеряют штангенциркулем (рис. 157), конечно, если канавка шире ножек штангенциркуля. Часто измеряют не диаметр канавки, а ее глубину, пользуясь для этого измерительной линейкой, шаблоном (рис. 158), штангенциркулем или штангенглубиномером.

Ширину канавки измеряют линейкой, штангенциркулем, шаблоном, калибром.

5. Брак при вытачивании канавок и отрезании и меры его предупреждения

При вытачивании канавок и отрезании возможны следующие виды брака:
1) неверное расположение канавки по длине детали;
2) неправильная ширина канавки (больше или меньше требуемой);
3) неправильная глубина канавки (больше или меньше требуемой);
4) неправильная длина отрезанной детали;
5) недостаточная чистота поверхности канавки или торца отрезанной детали.

1. Брак первого вида получается при неправильной разметке места под канавку или неверной установке резца и является результатом невнимательности токаря. Брак является неисправимым. Предупредить брак можно внимательной разметкой рисок под канавки, проверкой нанесенных рисок и правильной установкой резца по длине детали.

2. Ширина канавки получается больше или меньше требуемой, если ширина резца выбрана неверно. Брак неисправим, когда ширина канавки получилась больше требуемой; при ширине канавки меньше требуемой исправление возможно дополнительным вытачиванием.

3. Глубина канавки больше требуемой получается при неправильной длине прохода резца. Брак неисправим.

4. Неправильная длина отрезанной детали получается при невнимательной работе рабочего. Брак неисправим, если длина отрезанной детали получилась меньше требуемой.

5. Недостаточная чистота поверхности канавки, а также торца отрезанной детали получается по причинам, указанным выше (стр. 158) для такого же вида брака. Кроме того, причиной может являться неверная установка резца, касающегося боковым краем уже обработанной поверхности.

Контрольные вопросы 1. В чем заключаются особенности конструкции резцов для вытачивания канавок?
2. Для чего головка прорезного резца суживается по направлению к стержню?
3. Чем отличаются отрезные резцы от прорезных?
4. Как устанавливают отрезные и прорезные резцы?
5. Как устроен отрезной резец для отрезания при обратном вращении шпинделя (см. рис. 156)?
6. Как и чем измеряют расположение вытачиваемых канавок на детали?
7. Как проверяют ширину и глубину вытачиваемой канавки?
8. Укажите основные виды и причины брака при вытачивании канавок и отрезании.

ПОДРЕЗАНИЕ ТОРЦОВ И УСТУПОВ Обработка заготовки начинается с подрезания торца. Обработанный торец служит базой, от которой ведётся разметка заготовки и контроль размеров, поэтому торец должен быть плоским, перпендикулярным оси детали, иметь гладкую поверхность. Для подрезания торцов применяют различные резцы: подрезной, проходные: прямой, отогнутый, упорный (рис. 1). Рис.1 Рис. 2 При подрезании торца сразу обнаружится, по центру ли установлен резец. Если подрезной или проходной отогнутый установлены ниже центра, то в середине торца останется несрезанный цилиндрик, который может заскочить на резец. Если резцы установлены выше центра, то они не будут срезать стружку и могут сломаться. Прямолинейность торца проверяют линейкой, приложенной к торцу (рис.2).

Цель занятий: 1.Ознакомить обучающихся с технологиями обработки металла на токарно-винторезном станке: подрезание торцов и уступов; обтачивание цилиндрических поверхностей; отрезание заготовок и готовых деталей; вытачивание канавок. 2.Ознакомить обучающихся с лимбами продольной и поперечной подач и способами применения их при обработке металла резанием на токарно-винторезном станке. 3.Продолжить дальнейшее совершенствование обучающимися приёмов управления токарно- винторезным станком ТВ-6 (7).

Подрезают торец прямым и отогнутым проходными резцами (а, б) следующим образом. Резец подводят к торцу вращающейся заготовки до касания, а затем отводят «на себя» На расстояние 3…5 мм от цилиндрической поверхности заготовки. После этого резец перемещают влево на 1…2 мм (т.е. устанавливают глубину резания). Поперечным перемещением резца снимают с торца слой металла. Для подрезание торца проходным упорным резцом (в) его устанавливают так, чтобы режущая кромка находилась под углом к торцевой поверхности. Обрабатывают торец «от центра». Для этого вершину резца располагают против центра торца и включают станок. Продольным перемещением резца врезают его в торец на глубину 1..2 мм. Затем, двигая резец «на себя», снимают слой металла. Подрезают торец подрезным резцом (г) так же, как и проходными.

При обработке небольших уступов обтачивание и подрезание выполняются одним проходным упорным резцом. При этом главная режущая кромка должна располагаться перпендикулярна оси заготовки. Установку резца проверяют угольником. Для контроля длины обработанного уступа применяют штангенциркуль или линейку.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Какими резцами и способами подрезают торцы? 2. Как проверить прямолинейность торца? 3. Почему при подрезании торцов нужно, чтобы вершина головки резца была точно по центру заготовки? 4. Можно ли при подрезании уступов использовать обычные проходные резцы вместо подрезных? 5. Какие инструменты применяются для контроля длин уступов? 6. При обтачивании прямым проходным резцом образуется фаска (см. рис. 1). Рис. 1 Рис. 2 Как её устранить для получения прямоугольного уступа? (Рис. 2)

Обтачивания цилиндрических поверхностей Одной из наиболее распространённых токарных работ – обработка гладких наружных цилиндрических поверхностей. Они выполняются прямыми и отогнутыми проходными резцами (а, б). При точении заготовок с вылетом более 12 диаметров используют упорные проходные резцы (в), так как они вызывают меньший прогиб заготовки.

При использовании лимба следует помнить, что между винтом и гайкой поперечной подачи есть зазор (люфт). Из-за этого зазора винт не сразу перемещает суппорт, а какую-то часть оборота вращается «вхолостую», не перемещая суппорта. Для движения поперечного суппорта вперёд рукоятка винта поворачивается по часовой стрелке (а) отсчитывая необходимое количество делений на лимбе относительно неподвижной риски на суппорте. Если рукоятка винта повёрнута на несколько делений больше, чем следует, нельзя повернуть её назад на это же делений, пользуясь лимбом (б), т.к. винт в это время будет вращаться «вхолостую». Для того чтобы снова пользоваться лимбом, надо сделать полный оборот в обратную сторону (в) и снова вращать рукоятку винта вправо до совпадения расчётного деления лимба с риской на суппорте.

При точении на токарно-винторезном станке с заготовки срезается стружка, которая в зависимости от свойств обрабатываемого материала может иметь различную форму. Сливная стружка похожа на ленту, закрученная в спираль. Гладкая и блестящая сливная стружка образуется при точении вязких и мягких металлов. Стружка скалывания отличается от сливной тем, что имеет на своей внутренней поверхности зазубрены – следы скалывания отдельных кусочков материала. Она образуется при точении твёрдых металлов резцом с малым передним углом. Стружка надлома – отдельные несоединённые кусочки металла, образующиеся при точении твёрдых и хрупких металлов (например, чугун, бронза).

Технология обтачивания цилиндрических поверхностей При обтачивании цилиндрических поверхностей резец перемещается вдоль станины или с помощью механической продольной подачи. Порядок обтачивания цилиндрических поверхностей: сообщают заготовке вращательное движение; вращением маховика продольной подачи и рукоятки винта поперечной подачи вручную подводят резец к правому торцу заготовки так, чтобы его вершина коснулась поверхности заготовки; вручную отводят резец вправо от заготовки и вращением рукоятки винта поперечной подачи устанавливают его по лимбу на требуемую глубину резания. Затем с ручной подачей протачивают узкий пробный поясок шириной 2-3 мм, отводят резец вправо, не изменяя его установки по глубине резания, останавливают станок и измеряют диаметр обточенной поверхности штангенциркулем. Если диаметр не соответствует заданному, то с помощью лимба корректируют глубину резания и снова производят обтачивание и измерение. Деталь обрабатывают до тех пор, пока не будет получен заданный размер.

Длина, на которую требуется проточить заготовку, предварительно измеряют линейкой или штангенциркулем и отмечают риской на заготовке. Обтачивание заготовки на небольшую длину осуществляется вручную. Для получения чистовой поверхности при ручной подаче следует как можно равномерней вращать маховик продольной подачи. При обтачивании цилиндрических поверхностей на механической подаче не доходя до нужного размера 3-4 мм выключать фартук и оставшийся небольшой отрезок проточить вручную.

Контрольные вопросы 1. Какие резцы применяются для обтачивания цилиндрических поверхностей? 2. Что такое глубина резания? 3. Как пользоваться лимбом поперечного суппорта? 4. Какую цену деления имеют лимбы продольной и поперечной подач? 5. Как устанавливается глубина резания при точении?. 6. На сколько уменьшится диаметр заготовки, если глубину резания установить поворотом лимба на 20 делений? 7. Какие виды стружек вы знаете? Почему стружки имеют разную форму. 8. Какова последовательность обтачивания цилиндрических поверхностей? 9. Почему обтачивание обычно производят за несколько проходов?

Отрезание заготовок и вытачивание канавок Отрезание заготовок и вытачивание прямоугольных канавок выполняют отрезным резцом. Отрезной резец имеет вспомогательные задние углы (рис. 1) равные 1-2. Такое поднутрение боковых граней резца предупреждает заедание резца и его интенсивный нагрев. Длина рабочей части резца для полного разрезания заготовки должна быть несколько больше половина её диаметра. Углы заточки отрезного резца должны обеспечивать его эффективную и продолжительную работу. Резец устанавливается строго перпендикулярно оси заготовки: если режущая кромка ниже оси центров, то при приближении резца к оси на отрезаемой детали образуется стерженёк. Если же режущая кромка установлена выше линии центров, резец, приближаясь к оси заготовки, может упереться задней поверхностью в заготовку (рис. 2) Рис. 1 Рис. 2

Заготовку (деталь), закреплённую в патроне станка, нужно отрезать как можно ближе к кулачкам патрона на расстоянии не более одного диаметра заготовки. Подачу резца при отрезании производить плавно и без больших усилий. Скорость резания должна быть в 2 раза меньше скорости точения торца. При отрезании заготовок большого диаметра резец не доводят до оси заготовки на 2-3 мм и, остановив станок, отламывают отрезаемую часть. Для того, чтобы облегчить процесс резания и предотвратить забивание прорези стружкой, отрезание заготовки (детали) проводят «вразгонку» или «вразбивку». И в том и в другом случаи канавка получается шире головки резца. При отрезании «вразгонку» резец сначала углубляют в заготовку, затем выводят из прорези, перемещают влево на половина длины режущей кромки и снова подают вперёд, снимая стружку. Движение повторяют до полного отрезания детали. Отрезание «вразбивку» осуществляется за счёт поперечной подачи резца с одновременным продольным перемещением его в обе стороны на 1…2 мм. Способы отрезания заготовки: а- «вразгонку»; б – «вразбивку»

Прорезание (вытачивание) наружных канавок производится прорезными (канавочными) резцами. Конструкция их такая же, как и отрезных резцов, толь длина головки меньше. Также как и отрезной резец прорезной резец устанавливается строго по линии центров станка и перпендикулярно оси заготовки. Прорезание осуществляется следующим образом. Станок настраивают на скорость в 2-3 раза меньшую, чем при подрезании торцов и уступов. При выключенном станке резец устанавливают в нужном месте по линейке или глубиномеру штангенциркуля. Включив станок, очень плавно и без больших усилий резец перемещают в поперечном направлении, снимая стружку. Величину перемещения резца отсчитывают по лимбу. Размеры канавки контролируют с помощью штангенциркуля. Широкие канавки вытачивают в несколько проходов. С начала прорезают канавку, предварительно отмерив её положение от торца (а). Затем в несколько проходов резца прорезают канавку на полную ширину (б). И наконец, протачивают продольной подачей нужный диаметр канавки.

При выполнении токарных операций на токарно-винторезном станке строго соблюдайте правила безопасности труда. Дополнительно необходимо учесть следующее: 1.Резец перемещать плавно, не прилагая слишком больших усилий. 2.Измерять деталь, убирать стружку, чистить и смазывать станок только после его полной остановки. 3. Стружку удалять при помощи щётки, а из пазов станка – крючком.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ. 1. Какими резцами производится отрезание заготовки и вытачивания канавок? 2. Каким образом производят вытачивания наружных канавок и отрезания готовой детали от заготовки? 3. Какие существуют способы отрезания деталей? 4. В чём преимущества приёма «отрезания вразгонку» по сравнению с обычным отрезанием? 5. Чем отличается отрезной резец от канавочного? 6. Как учитывается ширина резца при отрезании? 7. Какая подача применяется при отрезании?