Кроме этого, необходимо решить следующие требования, предъявляемые непосредственно к комбинированному инструменту:
1) обеспечение сравнительно равномерного распределения нагрузки от срезания стружки по всей длине режущих лезвий, которые в работе должны взаимно перекрываться;
2) изготовление выступающих наружных режущих частей инструмента, работающих с более высокими скоростями резания, из более износостойких инструментальных материалов;
3) обеспечение нормального размещения или беспрепятственного отвода и исключение встречного движения стружек, образующихся при резании различными участками комбинированного инструмента. Для этой цели инструмент должен иметь стружколомающие устройства, благодаря которым стружка ломается и легко удаляется из зоны резания;
4) создание конструкции комбинированного инструмента, удобного в заточке, регулировке на определенный размер и в установке его в рабочее положение на станке;
5) обязательность проверки наиболее нагруженных участков рабочих и вспомогательных частей инструмента на прочность с учетом суммарных действующих сил и крутящего момента;
6) приемлемость работы комбинированного инструмента на автоматизированном оборудовании.
Методы комбинирования режущих инструментов
Существуют три основных метода комбинирования инструментов. Первым является метод образования фасонного профиля. Он положен в основу разработки конструкции обычных или сборных фасонных резцов и фрез, протяжек сложного профиля, ступенчатых и фасонных зенкеров и т. д. Эти инструменты используются при обработке с одним направлением подачи (фасонные резцы и зенкеры), с двумя направлениями подачи (отогнутый проходной резец, двухлезвийная фреза, сверло-фреза) и с несколькими направлениями подачи (комбинированные резцы для различных обработок). Следует указать, что наиболее простые из указанных комбинированных инструментов — отогнутый проходной резец, цельные фасонные резцы и фрезы несложной формы — следует считать элементарными или обычными инструментами.
Второй метод — метод чередования зубьев применяется при конструировании ступенчатых зенкеров, когда производится чередование зубьев через один или два зуба, а также протяжек и других инструментов, когда осуществляется параллельное соединение двух или более элементарных инструментов.
Третьим является метод последовательного соединения элементарных инструментов (ступеней) в одном корпусе или плите. Он лежит в основе создания таких комбинированных однотипных инструментов, как ступенчатые зенкеры, сборные наружные комбинированные протяжки, комбинированные комплектные фрезы, а также разнотипных инструментов — сверло-зенкер-развертка, сверло-метчик и т. д.
К тому же многократно используется державка. Кроме того, при его работе деталь имеет одностороннее вращение.
Указанные резцы являются комбинацией элементарных проходных, расточных, подрезных и других видов резцов.
Следует отметить, что круглые (дисковые), призматические и стержневые фасонные резцы, применяемые для обработки различных фасонных деталей, представляют собой резцы, полученные методом образования фасонного профиля.
Комбинированные осевые инструменты весьма широко используются для обработки фасонных отверстий в сплошном металле и предварительно прошитых или отлитых отверстий. Они могут быть скомбинированы, как и все другие комбинированные инструменты, методами образования фасонного профиля, чередованием зубьев и последовательным соединением ступеней.
Комбинированные инструменты для отверстий могут быть одно- и разнотипными. Примером однотипного комбинированного инструмента являются ступенчатое сверло, ступенчатый затылованный зенкер, сборная ступенчатая твердосплавная развертка и двухступенчатый метчик . К разнотипным инструментам относятся сверло-зенковка, сверло-развертка с кольцевой заточкой, зенкер-развертка, сверло-метчик и сверло-фреза.
Для обработки на токарных станках отверстий в деталях из стали с повышенными режимами резания могут применяться сборные комбинированные твердосплавные резец-сверло и резец-зенкер. Они закрепляются в суппорте станка, за счет чего обеспечивается высокая жесткость системы СПИД, к тому же резцом-сверлом и особенно резцом-зенкером можно производить черновую и чистовую обработку. В первом случае обработка осуществляется двумя лезвиями, а при чистовом проходе и снятии фасок в отверстии обработка осуществляется только одной из твердосплавных пластин.
Следует указать, что все приведенные осевые комбинированные инструменты, за исключением сверла-фрезы, работают только с осевой подачей и применяются для получения цилиндрическо-конических и ступенчатых отверстий. Наоборот, сверлом-фрезой, работающей с осевой и перпендикулярной оси подачами, можно сверлить цилиндрические отверстия и расфрезеровывать их до любой формы.
При выборе числа и типа ступеней комбинированного осевого инструмента необходимо исходить из обеспечения наибольшей производительности, а также формы, припуска под обработку, точности и чистоты обработанных отверстий. Конструктивное ся применяемым методом комбинирования.
Выбор диаметров промежуточных ступеней комбинированных осевых инструментов зависит от типа ступеней и распределения припуска между ними. Диаметр же последней ступени рассчитывается с учетом допуска на диаметр готового отверстия, величины его разбивки пли усадки и запаса на износ инструмента. Число зубьев комбинированных зенкеров и разверток выбирается в зависимости от величины припуска под обработку, условии отвода стружки, суммарных осевых сил и крутящих моментов, возникающих при резании. С целью удобства измерения диаметров инструмента число зубьев обычно принимается четным.
Комбинированные инструменты средних и больших диаметров чаще всего делаются сборными. Присоединение пластинок из инструментальных материалов осуществляется приваркой или нанайкой и механическим путем.
Форма межзубых стружечных канавок выбирается в зависимости от типа или вида ступеней, метода присоединения пластинок, а также от диаметра ступени. У зенкеров профиль стружечной канавки может быть либо близким по форме к профилю канавки сверла, либо криволинейным параболическим, либо очерченным прямыми линиями. У разверток форма стружечных канавок обычно угловая, очерченная прямыми линиями.
Направление винтовых стружечных канавок и угол их наклона выбирается в зависимости от требований обеспечения направления отвода стружки, что связано с обработкой глухих или сквозных отверстий. Кроме этого, этот угол влияет на величину переднего угла и имеет меньшую величину при обработке твердых и хрупких металлов, когда получается сыпучая стружка надлома.
Форма и размеры канавок для размещения и отвода стружки комбинированных инструментов должны обеспечит!) беспрепятственный отвод стружки, особенно при обработке сталей и других пластичных металлов, когда образуется стружка скалывания или сливная в виде отдельных движущихся стружек. Для обеспечения надежного выхода стружки, образующейся при обработке отверстий комбинированными инструментами, они не должны иметь встречного движения. Для этой цели производится раздел струж-коотводящих каналов в инструменте. Кроме этого, улучшается форма и увеличивается размер и угол наклона стружечных винтовых канавок. Создаются на зубьях или перьях инструментов стружколомающне устройства в виде фасок, лунок, порожков и т. д., а также производится вымывание стружки путем подачи СОЖ под давлением. Для улучшения отвода стружки иногда изменяется структура обрабатываемого материала и обеспечивается при этом перевод стружки сливной в стружку скалывания или элементную, чем создаются нормальные условия дробления и отвода образующейся стружки.
Комбинированные фрезы обычно включают указанные выше методы комбинирования. Хорошим примером наиболее простых комбинированных фрез являются торцовые двухлезвийные и ступенчатые фрезы, наличие участка режущего лезвия, параллельного обработанной поверхности, позволяет работать этой фрезой с увеличенными в 2—5 раз подачами.
Заслуживает также внимания конструкция комбинированных дисковых ступенчатых, торцово-цилиндрических и торцово-угловых фрез, применяемых для одновременной обработки двух и более поверхностей.
Комбинированные протяжки используются для обработки внутренних и наружных поверхностей различного профиля. Они конструируются путем сочетания двух или более элементарных протяжек любым из методов комбинирования. Комбинированные протяжки, как и элементарные, бывают профильной, генераторной и групповой схем резания. Примером комбинированной протяжки является протяжка, применяемая для одновременной обработки цилиндрического отверстия и шпоночного паза, так-же обычная групповая шлицевая протяжка, у которой в зависимости от конструктивного использования могут быть секции для обработки цилиндрического отверстия, фасок шлицев н шлицевых канавок. Сборной наружной комбинированной протяжкой, имеющей секции чередующихся зубьев различной формы, можно обработать пазы хвостовиков лопаток турбин и других наружных деталей сложного профиля. Однако следует отметить, что указанные наружные сборные протяжки, хотя и являются комбинированными инструментами с последовательным соединением ступеней, однако их можно отнести к режущим инструментам в сборе с вспомогательными.
К комбинированным резьбообразующим и зуборезным инструментам можно отнести комбинированные накатные ролики, комбинированные долбяки и червячные фрезы-шеверы.
По материалам: Жигалка Н. И., Киселев В. В. проектирование и производство режущих инструментов.
