Металлорежущий инструмент. Практическое руководство

13/07/2020
автор Контент-менеджер
Металлорежущий инструмент. Практическое руководство

Понятие металлорежущий инструмент включает в себя большое разнообразие инструмента, необходимого для получения металлического изделия путем обрабатывания заготовки, в процессе которого происходит удаление металла (в виде стружки), меняются размеры и формы.

Виды металлорежущих инструментов: резцы, фрезы, свёрла, развёртки, метчики, плашки, зенкера.

Почти весь металлорежущий инструмент можно разделить на две группы:

1. Перетачиваемый, или его еще называют напайной. В таком инструменте корпус и режущая часть соединены неразъёмно. Данный инструмент ранее был незаменим для обработки металлических заготовок, но с появлением сменно неперетачиваемого инструмента его популярность с каждым годом значительно уменьшается.

2. Инструмент со съемно неперетачиваемыми пластинами. В таком инструменте корпус и режущая часть соединены разъёмно.

Сменно неперетачиваемые пластины обладают следующими преимуществами по сравнению с напайными пластинами:
- более низкая стоимость на единицу режущей кромки, по сравнению с цельным инструментом;
- более высокая производительность;
- обладают большей износостойкостью (благодаря отсутствию остаточных напряжений, полученных после пайки);
- возможность использовать твердосплавные пластины с CVD или PVD покрытием;
- сокращение простоев оборудования, связанного с заменой и переточкой инструмента.
Сменно неперетачиваемые пластины используются в следующих металлорежущих инструментах: резцы, фрезы, расточные блоки, свёрла.

Рассмотрим маркировку сменно неперетачиваемых пластин (СНП).
В качестве примера возьмем маркировку 19 – го ромба: CNCG 19 06 16 PF GC 4025, где: 
1.    Первая буква указывает на форму пластины, ниже рассмотрим самые встречаемые формы:
А – параллелограмм с углом 85 градусов;
В – параллелограмм с углом 82 градуса;
С – ромб с углом 80 градусов;
D – ромб с углом 80 градусов;
Е – ромб с углом 75 градусов;
Н – шестигранник;
К – параллелограмм с углом 55 градусов;
L – прямоугольник;
Р – пятигранник;
R – круг;
S – квадрат;
Т – равносторонний треугольник, с углом 60 градусов;
V – ромб с углом 35 градусов;
W – ломанный треугольник у углом 80 градусов;
2.    Вторая буква в маркировке указывает на величину заднего угла пластины, ниже рассмотрим самые распространенные углы:
А – с углом 3 градуса;
В – с углом 5 градусов;
С – с углом 7 градусов;
D – с углом 15 градусов;
E – с углом 20 градусов;
F – с углом 25 градусов;
G – с углом 30 градусов;
N – с углом 0 градусов;
P – с углом 11 градусов.
Ниже на рисунке 1 представлена пластина с задним углом 3 градуса (А)

Рисунок 1 – Изображение заднего угла пластины, соответствующего букве А в маркировке.

3.    Третья буква обозначает класс точности пластины. Класс точности может обозначаться следующими буквами: А, С, Е, F, G, H, J, K, M, U. Где пластины с буквой А грубой точности, а пластины с буквой U – самые точные.
4.    Четвёртая буква обозначает крепление пластины, разновидность стружколома и количество режущих кромок. Ниже рассмотрим наиболее встречаемые обозначения:
М – с одной режущей кромкой на стороне и со стружколомом;
G – с двумя режущими кромками (то есть пластину можно переворачивать) и со стружколомом;
А – пластина без стружколома;
Т – с одной режущей кромкой на стороне и со стружколомом. Пластина крепится винтом под потай.
5. Первая цифра 19 – указывает на габаритный размер пластины в мм, а именно на величину стороны, или на величину радиуса (в том случае, когда пластина имеет круглую форму).
6. Вторая цифра 06 – указывает на габаритный размер пластины в мм, а именно на толщину пластины.
7. Третья цифра 16 – указывает на радиус при вершине пластины, в данном случае он равен 1,6 мм. На рисунке 2 визуально показан радиус при вершине на пластине.

Рисунок 2 – Указание радиуса при вершине на пластине

8. Последующая буква указывает: для обработки какого материала предназначена данная пластина. Ниже рассмотрим все возможные обозначения:
Р – для обработки углеродистых и легированных сталей;
М – для обработки нержавеющей стали;
К – для обработки чугуна;
N – для обработки цветных сплавов;
S – для обработки титана и его сплавов;
H – для обработки жаропрочной стали.
9. Следующая буква обозначает, для каких условий работы предназначена пластина. Ниже рассмотрим все возможные обозначения:
F – для чистовой обработки;
M – для получистовой обработки;
R – для черновой обработки.
Ниже на рисунке 3 указано схематическое удаление материала, в зависимости от условий работы.

Рисунок 3 – Схема удаления материала в зависимости от условий работы, для которых предназначена пластина.

10. Последующие буквы и цифры GC4025 указывают на марку сплава, из которого изготовлена пластина.
Рассмотрим более детально каждый вид металлорежущего инструмента.

Резец – это режущий инструмент, который применяется при строгальных, долбежных, токарных работах на соответствующем оборудовании (станках). Резец сделан из режущей пластины и державки. 
По области работы все резцы можно разделить на следующие виды: проходные, подрезные, для обрабатывания наружных пазов, резьбовые, расточные, канавочные, отрезные.
Проходной резец – создан для высокопроизводительной продольной обточки (работает на высокой подаче) цилиндрической поверхности, без подрезания торцов и уступов. Бывает правый и левый.

Схема работы проходного резца - Рисунок 4

Подрезной резец – разработан для подрезания уступов, торцов, в том числе для продольной обточки цилиндрической поверхности, но значительно на меньшей подаче. Бывает правый и левый.

Схема работы подрезного резца - Рисунок 5

Для обрабатывания наружных пазов – используются для отделки наружных канавок, бывают левые, правые и  нейтральные. Также они делятся для внутренней и наружной отделки.

Схема работы резца для наружной отделки пазов в нейтральном исполнении - Рисунок 6  

Схема работы резца для внутренней отделки пазов в правом исполнении - Рисунок 7

Расточной резец – создан для растачивания внутренних цилиндрических отверстий. Бывает левый и правый.

Схема работы расточного резца для внутреннего обрабатывания цилиндрических отверстий - Рисунок 8  

Резьбовой резец – создан для нарезания резьбы на поверхностях заготовок, в том числе для выполнения канавок. Различают внутренний и наружный. Бывает левый и правый.

Схема работы правого резьбового резца для наружной нарезки резьбы - Рисунок 9

Схема работы правого резьбового резца для внутренней нарезки резьбы - Рисунок 10

Схема работы правого резьбового резца для внутренней нарезки канавок - Рисунок 11

Отрезные резцы – предназначены для отрезки заготовки и для прорезания глубоких канавок.

Схема работы отрезного резца  - Рисунок 12 

Фреза – это вращательный инструмент для фрезерования с одной или несколькими режущими пластинами. Как правило, фрезы устанавливаются на фрезерные и расточные станки. По конструктивным особенностям фрезы бывают: Торцевые, концевые, дисковые, фасочные, плунжерные, спиральные, резьбонарезные. Также к фрезерному инструменту можно отнести расточные блоки и борфрезы.

Торцевые фрезы – предназначены для высокопроизводительного фрезерования плоскостей и уступов. Высокая производительность достигается за счет большого количества металлорежущих пластин и относительно большого диаметра фрезы.

Рисунок 13 – Схема работы торцевой фрезы

Концевые фрезы – предназначены для фрезерования пазов и контурного фрезерования. Отличаются от торцевых меньшим количеством пластин и наружным диаметром.

Рисунок 14 – Схема работы концевой фрезы

Плунжерная фреза – предназначена для высокопроизводительного фрезерования (на большой подаче, благодаря острому углу 10 градусов) отверстий с помощью винтовой интерполяции, а также для фрезерования уступов.

Рисунок 15 – Схемы работы плунжерной фрезы, при обработке уступа и фрезеровании отверстия.

Спиральные фрезы – предназначены для высокопроизводительного фрезерования больших уступов, применяется, когда необходимо удалить с поверхности заготовки большое количество металла за короткое время, благодаря спиральному размещению пластин.

Рисунок 16 – Схема работы спиральной фрезы.

Дисковые фрезы – предназначены для прорезания пазов или для выполнения отрезных операций.

Рисунок 17 – Схема работы дисковой фрезы.

Фасочная фреза – предназначена для фрезерования фасок в отверстиях, расположенных на ровной плоскости.

Рисунок 18 – Схема работы фасочной фрезы.

Резьбовая фреза – предназначена для нарезания резьбы в отверстиях, расположенных на ровной поверхности.

Рисунок 19 – Схема работы резьбовой фрезы.

Расточные блоки – предназначены для растачивания отверстий, расположенных на ровной поверхности. Данный блок может заменить развертку (его преимущество, это высокая производительность) при соотношении длины к диаметру равному 5 (L / D =5). Если соотношение будет больше, то уже необходимо использовать развертку.

Рисунок 20 – Схема работы расточного блока с симметричным расположением кассет.

Рисунок 21 – Схема работы расточного блока с ассиметричным расположением кассет.

На рисунке 20 изображен расточной блок с симметричным расположением кассет. Каждая кассета должна быть установлена на один и тот же диаметр.

На рисунке 21 изображен расточной блок с ассиметричным расположением кассет. К этому прибегают, когда глубина резания очень большая, данная установка позволяет произвести обработку за один проход, вместо двух. Благодаря такому расположению кассет уменьшается нагрузка на оправку и экономится время, связанное с обработкой и заменой инструмента. При таком расположении кассет глубина резания на каждую пластину равняется половине общей глубины резания.

Борфрезы – предназначены для ручной обработки и выполняют следующие задачи: зачистка металлической поверхности в труднодоступных местах. В зависимости от характера технологической задачи выбирается форма борфрезы.

Рисунок 22 – Различные формы борфрез

Рекомендации по применению борфрез:
- рабочая часть борфрезы должна находиться в полном контакте с обрабатываемой поверхностью;
- не следует сильно механически давить на инструмент при работе. Так как это снизит эффективность съема металла и может привести к перегреву и поломке инструмента;
- следует устанавливать высокую скорость вращения фрезы, это предотвратит заклинивание в металле, а также улучшит качество обработки поверхности.

Сверло – это режущий, вращающийся инструмент, предназначенный для получения круглых отверстий. Свёрла по конструкции изготовления разделяются на:
•    спиральные;
•    корончатые;
•    центровочные.

Спиральные свёрла обладают классической конструкцией, которая состоит из рабочей поверхности, режущей части и хвостовика. Режущая часть имеет острую кромку и предназначена для врезания в материал. Рабочая часть представлена спиралью, по которой стружка выводится из отверстия наружу. Хвостовик используется для закрепления сверла в патроне дрели или станка. Спиральные сверла считаются наиболее распространённым видом сверл и применяется как на производстве, так и в домашних условиях. Бывают двух видов: с сменно неперетачиваемыми пластинами и цельные. Сверла с пластинами обладают большей производительностью и, в отличии от цельных, их не нужно затачивать, что также экономит и вспомогательное время.

Рисунок 23 – Цельное спиральное сверло. 

Рисунок 24 – Спиральное сверло с пластинами.

Корончатые сверла – представляют собой пустотелый цилиндр, на торце которого находятся зубья из быстрорежущей стали или с твердосплавными напайками. При работе особенностью и одновременно преимуществом является то, что металл при сверлении снимается только по периферии отверстия, при похожем диаметре сверла объем снимаемого металла значительно меньше, чем у спиральных сверл. Это позволяет увеличить производительность и снизить затраты энергии и времени. Недостатком такого вида сверла является невозможность сверлить глухие отверстия.

Рисунок 25 – Корончатое сверло

Центровочное сверло предназначено для сверления центровых отверстий на токарных, сверлильных и расточных станках.

Рисунок 26 – Центровочное сверло

Развёртка – это специализированный металлорежущий инструмент, который предназначен для доведения предварительно просверленного отверстия до соответствия требуемым параметрам (формы и размера отверстия, шероховатости).

Рисунок 27 – Фото развертки

Метчик – это инструмент, который позволяет нарезать внутреннюю резьбу в сквозных и глухих отверстиях.  В зависимости от формы резьбы метчики разделяются на:
- метрические (маркируются буквой «М»); для левой резьбы маркируются буквами LH;
- трубные (маркируются буквой G);
- конические (маркируются К (конические метрические), Rc (конические трубные).

Нарезание резьбы метчиком может осуществляться как машинным способом, на различных видах станков, обрабатывающих центров, автоматических линиях, гайконарезном и другом оборудовании, так и ручным способом, как слесарная операция в единичном производстве. Машинные метчики бывают с винтовыми и прямыми стружечными канавками. Наиболее распространенными являются метчики с прямыми стружечными канавками. Метчики, имеющие винтовые стружечные канавки, применяются для нарезки резьбы в отверстиях с прерывистой поверхностью (наличие пазов, прорезей и т. д.). А метчики, имеющие правую винтовую стружечную канавку, применяются для  нарезки резьбы в глухих отверстиях, так как выводит стружку наверх, а с левой - для нарезки резьбы в сквозных отверстиях, так как направляет стружку в направлении осевого перемещения метчика.

Рисунок 28 – Фото машинного метчика
Ручные метчики – применяются для нарезки резьбы ручным способом. Для успешного и качественного нарезания резьбы нужно обладать минимальным набором метчиков, который состоит из первого (чернового) и второго (чистового) метчиков. 

Рисунок 29 – Ручные метчики первый (слева) и второй (справа)

Плашка – это инструмент для нарезки наружной резьбы различного вида на шпильках, болтах, винтах, трубах и т. д. Представляет собой гайку, внутри которой режущие кромки (8 - 10 витков, 2 - 3 заборных, остальные служат для доводки резьбы) и отверстия для выхода стружки. 

Рисунок 30 – Фото плашки
Плашки применяются как с ручным инструментом, например, вороток с плашкодержателем, так и машинным способом.

Компания «Золотое Руно, Украина» использует только высококачественный продукт. Больший ассортимент продукции вы можете найти у нас на сайте. Либо обратиться к одному из наших специалистов, мы всегда готовы ответить на все интересующие вас вопросы.