Назначение и особенности чернового обтачивания
Для чернового точения характерны большие глубины резания и повышенные подачи, что приводит к образованию стружки значительного сечения. Вследствие этого в зоне резания возникают крупные силы, воздействующие как на инструмент, так и на заготовку, станок и зажимное приспособление. Поэтому черновое обтачивание предъявляет повышенные требования к жесткости всей технологической системы.
Закрепление детали при черновом обтачивании
Общие требования к закреплению
Способ установки и закрепления детали при черновой обработке выбирается с учетом её формы, габаритов, массы, назначения и условий дальнейшей обработки. Основным требованием является максимальная надежность закрепления, так как под действием значительных сил резания плохо зажатая деталь может сместиться или быть вырвана из патрона, что опасно и недопустимо.
Наиболее часто при черновом обтачивании применяются:
-
закрепление коротких и средних по длине деталей в трех- или четырехкулачковых патронах;
-
установка длинных валов в центрах с применением поводковых устройств;
-
использование заднего центра или люнета для повышения жесткости детали.
При недостаточной жесткости закрепления возможны вибрации, ухудшение качества поверхности и даже аварийные ситуации.
Резцы для чернового обтачивания
Общие требования к резцам
Резцы, предназначенные для чернового точения, работают в тяжелых условиях — при большом тепловыделении, высоких нагрузках и иногда при значительных скоростях резания. Поэтому такие резцы должны:
-
обладать высокой прочностью и жесткостью;
-
эффективно отводить тепло из зоны резания;
-
сохранять твердость режущей кромки при нагреве;
-
иметь форму передней поверхности, обеспечивающую лёгкое отделение и отвод стружки.
Основные виды проходных резцов
Для чернового обтачивания применяются проходные резцы, которые могут быть:
-
прямыми;
-
отогнутыми;
-
упорными.
Прямые проходные резцы просты по конструкции и широко используются при продольном точении. Отогнутые резцы удобны при обработке труднодоступных участков и позволяют выполнять как продольное, так и поперечное точение. Упорные проходные резцы особенно эффективны при обработке уступов и коротких поверхностей, так как их главный угол в плане, равный 90°, способствует снижению вибраций, что важно при обработке нежестких деталей.
Правые и левые резцы
По направлению рабочей подачи проходные резцы подразделяются на правые и левые.
Правый резец работает при подаче от задней бабки к передней, а левый — в противоположном направлении. Такое разделение необходимо учитывать при выборе инструмента, так как неправильный подбор резца приведет к невозможности выполнения обработки или к ухудшению условий резания.
Материалы режущих частей резцов
Твердосплавные резцы
Наиболее распространены твердосплавные резцы, оснащенные пластинками из карбидных сплавов. Они позволяют вести обработку с высокими скоростями резания и обеспечивают высокую производительность. Выбор марки твердого сплава зависит от:
-
материала заготовки (сталь, чугун, легированные сплавы);
-
прочности и твердости материала;
-
условий резания и жесткости системы СПИД.
Быстрорежущие резцы
Резцы из быстрорежущей стали по форме аналогичны твердосплавным, однако имеют иные значения углов и меньшую допустимую скорость резания. Их применяют при менее интенсивных режимах или при отсутствии твердосплавного инструмента.
Геометрия резцов для чернового точения
Передняя поверхность и передний угол
Форма передней поверхности резца выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и характера резания. Она может быть плоской, с лункой или со специальными элементами для завивания и дробления стружки. Передний угол оказывает существенное влияние на силы резания и процесс схода стружки.
Задний угол
Задний угол у резцов для чернового точения должен быть достаточным для исключения трения задней поверхности о деталь, но не чрезмерным, чтобы не ослаблять режущую кромку. Для твердосплавных резцов обычно принимают задний угол около 8°.
Углы в плане
Главный угол в плане подбирается в зависимости от жесткости системы:
-
при недостаточной жесткости — около 90°;
-
при средней жесткости — 60–75°;
-
при высокой жесткости — около 45°.
Вспомогательный угол в плане обычно выбирается в пределах 5–20°.
Вершина резца
Для повышения стойкости и уменьшения концентрации напряжений вершину резца закругляют радиусом 0,5–1,5 мм. Часто дополнительно формируют фаску на режущей кромке.
Установка резца относительно линии центров
Положение вершины резца по высоте существенно влияет на процесс резания:
-
установка на уровне линии центров обеспечивает нормальные условия работы;
-
установка немного выше центра облегчает сход стружки, но уменьшает задний угол;
-
установка ниже центра ухудшает условия резания и увеличивает силы резания.
При черновом обтачивании наружных поверхностей резец рекомендуется устанавливать на уровне линии центров или немного выше, но не ниже. Исключение составляет обработка очень твердых материалов, когда допустима установка резца на уровне центра или немного ниже для предотвращения втягивания резца в материал.
Общие правила установки резца в резцедержателе
Для устойчивой работы резца необходимо:
-
минимизировать вылет резца из резцедержателя;
-
использовать минимальное количество подкладок, предпочтительно одну цельную;
-
располагать подкладки правильно, обеспечивая плотный контакт;
-
устанавливать резец перпендикулярно оси детали.
Нарушение этих правил приводит к вибрациям, выкрашиванию режущей кромки и ухудшению качества обработки.
Особенности работы резцами с отрицательными передними углами
Применение резцов с отрицательными передними углами позволяет повысить режимы резания, однако требует:
-
высокой жесткости станка;
-
надежного закрепления детали;
-
исправного состояния механизмов станка;
-
применения вращающегося или твердосплавного заднего центра;
-
строгого соблюдения правил врезания и отвода резца.
Режимы резания при черновом обтачивании
Глубина резания при черновом точении обычно несколько меньше полного припуска. Оставшийся слой предназначен для последующей обработки. Подача и скорость резания выбираются по справочным таблицам с учетом:
-
материала заготовки;
-
материала резца;
-
жесткости системы;
-
требуемой стойкости инструмента.
Табличные значения скоростей резания корректируются поправочными коэффициентами, учитывающими реальные условия обработки.
Измерения при черновом обтачивании
Контроль размеров при черновом точении выполняется приблизительными измерительными средствами, так как высокая точность на этом этапе не требуется.
Для измерения диаметров применяются:
-
простые и пружинные кронциркули;
-
измерительные линейки;
-
штангенциркули с ценой деления 0,1 мм.
Кронциркуль позволяет быстро оценить размер, однако его точность ограничена. Более точные измерения выполняют штангенциркулем. Также для ускорения работы используют лимбы винтов суппорта, по которым можно контролировать изменение диаметра детали.
Точность и шероховатость при черновом обтачивании
При черновом обтачивании наружных цилиндрических поверхностей:
-
достигается 4–5-й класс точности размеров;
-
шероховатость поверхности соответствует 3–4-му классу чистоты.
Эти показатели считаются достаточными для подготовки поверхности к последующим операциям на токарном станке.
