3. Методы крепления пластинок на державки резцов
Существует множество конструкций резцов, различающихся по способу крепления СМП, часть которых с целью удобства крепления изготавливают с отверстиями. Анализ многочисленных конструктивных решений крепления пластин позволил свести их к следующим схемам крепления (по ИСО):
а) прихватом сверху;
б) рычагом через отверстие с прижатием к боковым стенкам гнезда;
в) винтом с конической головкой;
г) штифтом через отверстие и прихватом сверху.
Некоторые примеры конструктивного исполнения этих схем на резцах приведены на рис. 2.5.
Пластины негативные и негативно-позитивные крепятся чаще всего прихватом сверху (схема а) или по схеме г. Последняя обеспечивает более надежное крепление. Крепление винтом (схема в) используется для малонагруженных пластин и является простым и компактным.
У резцов наибольшее распространение получили пластины с отверстием. Благодаря этому обеспечиваются свободный сход стружки по передней поверхности и значительно меньшие габариты элементов крепления, размещаемых в корпусе державки.
Возможны нестандартные схемы крепления твердосплавных пластин нестандартной формы. Примером этому являются отрезные резцы (рис. 2.5, д), разработанные фирмой «Sandvik Coromant» (Швеция). Здесь крепление пластины осуществляется силами упругой деформации стенки паза державки.
Резцы, оснащенные керамикой и синтетическими сверхтвердыми материалами.
Указанные материалы обладают высокими твердостью, износо- и теплостойкостью, благодаря чему обеспечивают значительное повышение производительности и стойкости, высокие точность и качество обработанной поверхности. Их недостатком является низкая прочность режущего клина, которая ограничивает область их применения. Наибольшую эффективность они показали при чистовом точении сталей, особенно закаленных, чугунов различной твердости и даже твердых сплавов с содержанием кобальта выше 25 %. При этом обработка должна проводиться на высокоточных, жестких, скоростных и мощных станках с ЧПУ последнего поколения.
Поставляется режущая керамика в виде неперетачиваемых многогранных пластин (ГОСТ 25003-81) круглой, квадратной, треугольной и ромбической форм различных размеров. Негативные керамические пластины крепятся в основном в тех же державках, что и твердосплавные, -прихватом сверху (рис. 2.6, а).
К группе сверхтвердых материалов, как уже отмечалось, относят алмазы (природные и синтетические) и композиты на основе поликристаллов кубического нитрида бора (эльбора).
Так как алмазы имеют очень малые размеры, то их крепление осуществляется пайкой, зачеканкой или механическим путем. Крепление алмаза пайкой осуществляется либо непосредственно в державку (рис. 2.6, б), либо с применением промежуточных вставок (рис. 2.6, в). На последнем варианте вставка прессуется и спекается вместе с алмазом методом порошковой металлургии. Механическое крепление алмаза показано на рис. 2.6, г.
Геометрические параметры заточки алмазных резцов: ? = 0…-50, ? – 8… 12°, ? = 15…45°.
Вершина резца в плане выполняется со скругленном г = 0,2.. .0,8 мм или с несколькими фасками (фасетками) (рис. 2.6, д). В сечении, нормальном к режущей кромке, радиус скругления режущего клина достигает величины ? < 1 мкм. Благодаря этому алмазное точение позволяет снизить шероховатость обработанной поверхности до Ка = 0,08… 0,32 мкм и повысить точность обработки до JT 5…7.
При точении и растачивании цветных металлов, пластмасс и композиционных материалов стойкость алмазных резцов во много раз выше стойкости твердосплавных резцов. Алмазные резцы могут работать более 200…300 часов без подналадок и смены инструмента, что особенно важно для автоматизированного производства, при этом алмазы массой 0,5…0,6 карата допускают 6… 10 переточек.
При точении деталей из закаленных углеродистых сталей, легиророванных коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, а также высокопрочных чугунов применяются резцы, оснащенные поликристаллическими сверхтвердыми материалами (ПСТМ) из кубического нитридa бора. В настоящее время промышленностью освоен выпуск таких пластин трехгранной, круглой, квадратной и ромбической форм небольших размеров с диаметром вписанной окружности d = 4… 12,7мм, толщиной 3…5 мм (? = 0, ? = 0…110). Крепление таких пластин осуществляется прихватом сверху.
В последние годы стали применяться двухслойные пластины, которые представляют собой твердосплавную пластину с нанесенным слоем поликристаллов кубического нитрида бора на ее наружной поверхности мин с напайками по ее уголкам (рис. 2.6, е). Такие пластины имеют более крупные размеры и их можно крепить механическим путем в державках, применяемых для крепления твердосплавных пластин.