Один из самых востребованных видов обработки металла – резание. Этот вид обработки применяют и при создании авиационно-космической техники, и для детских колясок. Для обтачивания металла применяют режущий инструмент и специальную технологическую оснастку.
Основные металлорежущие инструменты
Инструмент для обработки металла классифицируют по конструкции и типу обрабатываемой поверхности. Кроме этого, необходимо помнить о том, что каждый класс разделяют на разновидности.
По конструкции лезвийный инструмент разделяют на:
- Резцы, применяемые для обтачивания тел вращения (токарные), строгальные, используемые для обработки плоских заготовок, например, для снятия слоя металла при капитальном ремонте станочного оборудования. В ходе формирования заготовки резец перемещаются вдоль оси ее вращения. Основные характеристики токарных резцов – это размер державки. То есть, той составной части, на которой закрепляется режущая пластина, функционального назначения. Не последнюю роль играет и марка материала из которой изготовлена режущая часть. Об этом чуть ниже.
Токарные резцы разделяют на проходные, отрезные, резьбовые, канавочные. Кроме этого, производят левые и правые. Одни применяют при нормальной подаче суппорта с закрепленным на нем резце, другие при обратной.
- Сверла представляют собой инструмент осевого типа. Они могут быть изготовлены с одной или несколькими лезвийными кромками. Их применяют для формирования отверстий в заготовке. Они образуются при вращении сверла вокруг своей оси и его подачи в тело заготовки. Сверла различают на правые и левые; последние используют в механизированном сверлении деталей. Например, при подготовке отверстий в корпусах автомобильных двигателей. К этому же классу можно отнести развертки, зенкеры, цековки и пр. Они предназначены для обработки отверстий после сверления. Например, с помощью разверток выполняют чистовую обработку полученных отверстий, то есть доводят его до требуемого размера и шероховатости поверхности.
- Напильники, представляют собой инструмент в форме стержней или пластин, на поверхности которых образовано большое количество режущих зубьев. Предназначаются для ручной работы с металлом. С их помощью удаляют заусенцы, неровности с изделия.
- Протяжки – это стержни, с нанесенными на поверхность лезвиями. Их применяют для получения фасонных отверстий, например, шпоночных или шлицевых пазов в шкивах или зубчатых колесах. Протяжка представляет собой стержень, диаметр которого постепенно увеличивается по направлению к его хвостовой части.
- Фрезы – этот лезвийный осевой инструмент, предназначенный для обтачивания заготовок, которые зафиксированы на рабочем столе и перемещаются вместе с ним относительно вращающейся фрезы. Их разделяют на фрезы общего применения, червячные, для получения зубчатых колес, гравировальные, шпоночные и пр. Их используют для получения сложных поверхностей, например, при производстве пресс-форм или штампов, предназначенных для обработки металлов давлением.
- Для получения наружной и внутренней резьбы применяют два основных типа режущего инструмента – метчики и плашки (лерки). Метчик представляет собой стальной стержень на поверхности которого присутствуют продольные лыски и канавки, образующие режущие кромки. Плашка представляет собой диск, внутри которого сформированы режущие лезвия. С помощью плашек получают внешнюю резьбу. Выпускают два вида метчиков - ручные и машинные. Первые применяют для ручной обработки. Вторые устанавливают в станочное оборудование. Следует отметить, что машинные метчики можно использовать и для ручной обработки отверстий.
- Для производства зубчатых колес применяют долбяки, зуборезные фрезы, шеверы.
- Для грубой и финишной обработки металла применяют абразивные и шлифовальные круги. Этот инструмент, представляет собой круг, изготовленный из абразивного материала, например, карбида кремния. Небольшие частицы абразива снимают заданный слой металла. Такие круги используют для зачистки поверхности от следов коррозии и обработки изделий после термической обработки.
Выше приведена общая классификация режущего инструмента. Между тем весь выпускаемый в стране инструмент должен соответствовать требованиям ГОСТ, имеются нормативы для токарных резцов, для метчиков и плашек.
Один из основных нормативных документов, который определяет некоторые параметры режущего инструмента - ГОСТ 25751-83. В нем определены термины, применяемые в промышленности, технике, которые являются общими для всех видов лезвийного режущего инструмента, кроме этого, он определяет термины и понятия, относящиеся к металлорежущему инструменту.
Все представленные инструменты отвечают нормам точности, которые определены в ГОСТ и ТУ. Кроме них, на некоторых производствах применяют инструмент, изготовленный на основании отраслевых стандартов.
Материалы для изготовления инструмента
Надо понимать, что инструмент работает в довольно жестких условиях. Тут и высокая сила трения, и повышенные температуры, и другие не самые благоприятные условия.
Именно поэтому для производства этой продукции используют специальные инструментальные стали и другие материалы.
При подборе материала для изготовления режущей части инструмента требуется учитывать следующие критерии:
- конструкцию инструмента;
- технологию производства режущего инструмента;
- частоту использования.
Режущий инструмент изготавливают как цельный, так и сборный. Как пример цельного инструмента можно назвать сверла, метчики, фрезы и некоторые другие.
Для производства инструмента применяют специальные инструментальные стали. К сталям этого типа предъявляются особые требования. Это вызвано тем, что в процессе резания возникают контактные напряжения, высокое удельное давление. В ходе резания инструмент подвергается нагреву и износу. Стали этого класса отличаются достаточной прочностью, твердостью.
В частности, для изготовления применяют следующие марки – углеродистые типа У8, У8ГА и некоторые другие. Для изготовления режущего инструмента применяют такие стали как ХВ5, 9ХС, ХВГ, В1 и ХВСГ.
Существует отдельный класс сталей, которые называют быстрорезами – Р9, Р12 и пр. Их применяют для производства сверл, причем, как по металлу, так и по дереву.
Для изготовления режущего инструмента, точнее его режущей части, применяют и так называемые твердые сплавы. Они представляют собой сплавы вольфрама, титана, различных карбидов. Их выполняют в виде напаек или сменных неперетачиваемых пластин.
Эти пластины устанавливают на резцы, фрезы, сверла. Инструменты с напайными пластинами применяют при обработке деталей на станках с ручным управлением, например, на 16К25 или 6Р72. Инструмент со сменными напайками используют при работе на станках, оборудованных ЧПУ.
Отличие напайного инструмента от инструмента со сменными режущими кромками заключено в том, что по мере износа режущие кромки можно заточить по новой. В инструменте со сменной режущей кромкой режущую пластину проворачивают. При ее поломке ее просто заменяют, а сломанную отправляют в утилизацию.