Рассмотрим подсистему резцов широкого назначения для обработки на тяжелых и крупных токарных, токарно-карусельных и вальцетокарных станках, в том числе на станках с ЧПУ. Такие резцы могут быть использованы и для другого тяжелого металлорежущего оборудования. В подсистему входят сборные резцы для чернового, получистового и чистового точения заготовок из стали, чугуна и других материалов любой твердости с глубиной резания при обдирке до 50 мм и подачей до 10 мм/об. Резцами выполняют обтачивание, подрезку, растачивание больших диаметров, прорезку и отрезку, обработку переходных поверхностей.

Подсистема состоит из нескольких групп:

ТТО – для тяжелых токарных станков с наибольшим диаметром устанавливаемой заготовки 1250-4000 мм и для карусельных станков с наибольшим диаметром устанавливаемой заготовки 3200-12000 мм, имеющих обычные резцедержатели;

ТТП – для тяжелых токарных станков с пластинчатым резцедержателями станков с ЧПУ;

КТО – для крупных токарных станков с наибольшим диаметром устанавливаемой заготовки 800-1000 мм, имеющих стандартные токарные резцедержатели, и карусельных станков с наибольшим диаметром устанавливаемой заготовки 1600-2800 мм.

В группе ТТО предусмотрено два типа резца до его опорной поверхности. На основном корпусе К1 закрепляют набор быстросменных блоков Б1 (правых и левых проходных, проходных упорных, подрезных и др.). Эти блоки предназначены для обработки с большими глубинами резания (t= 12…40 мм), в том числе при черновой обработке и при прерывистом резании. Вспомогательный корпус К2 предусмотрен для крепления резцов группы КТО (t=10…20 мм), а также стандартных (t£8 мм).

В группе ТТП имеются три типа Г-образных корпусов инструмента различной ширины для пластинчатых резцедержателей, которые обеспечивают минимальный вылет головки резца и высокую жесткость суппорта с резцедержателем. На корпусе К4 крепят блоки Б1 для больших глубин резания, на корпусе К5 – резцы группы КТО для средних глубин резания и на корпусе К6 – блоки Б» для малых глубин резания.

Различные сочленения корпусов, блоков, резцов и пластин позволяют получить только для части подсистемы более 200 видов инструментов для различных переходов с различными главными углами в плане и длинами l лезвий.

В разработанной подсистеме для особо тяжелых условий резания применяют пластины с уступом П1 (ТУ 48-19-373-83). Пластины отличаются некоторым увеличением толщины при соответствующем уменьшении ширины, что приводит к дальнейшему повышению прочности инструмента.

Использование резцов, имеющих пластины с уступом, при рациональном их креплении и базировании обеспечивает увеличение подачи на 20-40% по сравнению с подачей при обработке резцами с напайной пластиной (что на 10-15% выше по сравнению с лучшими сборными резцами зарубежных фирм).

Для получистовой обработки с меньшими глубинами резания применяют утолщенную многогранную пластину П3 с отверстием. Новая конструкция узла крепления обеспечивает надежный прижим этой пластины к опорной и упорной поверхностям.

Инструментальные материалы.

Режущие инструменты изготовляют целиком или частично из инструментальных сталей и твердых сплавов.

Инструментальные стали разделяют на углеродистые, легированные и быстрорежущие. Углеродистые инструментальные стали применяют для изготовления инструмента, работающего при малых скоростях резания. Из углеродистой стали марок У9 и У10А изготовляют ножи, ножницы, пилы, из У11, У11Ф, У12 – слесарные метчики, напильники и др. Буква У в марке стали обозначает, что сталь углеродистая, цифра после буквы указывает на содержание в стали углерода в десятых долях процента, а буква А – на то, что сталь углеродистая высококачественная, так как содержит серы и фосфора не более 0,03% каждого.

Основными свойствами этих сталей является высокая твердость (HRC 62-65) и низкая теплостойкость. Под теплостойкостью понимается температура, при которой инструментальный материал сохраняет высокую твердость (HRC 60) при многократном нагреве. Для сталей У10А – У13А теплостойкость равна 220°С, поэтому рекомендуемая скорость резания инструментом из этих сталей должна быть не более 8-10 м/мин.

Легированные инструментальные стали бывают хромистыми (Х), хромистокремнистыми (ХС) и хромовольфрамомарганцовистыми (ХВГ) и др.

Цифры в марке стали обозначают состав (в процентах) входящих компонентов. Первая цифра слева от буквы определяет содержание углерода в десятых долях процента. Цифры справа от буквы указывают среднее содержание легирующего элемента в процентах. Если содержание легирующего элемента или углерода близко к 1%, цифра не ставится.

Из стали марки Х изготовляют метчики, плашки, резцы; из стали 9ХС, ХГС – сверла, развертки, метчики и плашки; из стали ХВ4, ХВ5 – сверла, метчики, развертки; из стали ХВГ – длинные метчики и развертки, плашки, фасонные резцы.

Теплостойкость легированных инструментальных сталей достигает 250-260°С и поэтому допустимые скорости резания для них в 1,2-1,5 раза выше, чем для углеродистых сталей.

Быстрорежущие (высоколегированные) стали применяют для изготовления различных инструментов, но чаще сверл, зенкеров, метчиков.

Быстрорежущие стали обозначают буквами и цифрами, например Р9, Р6М3 и др. Первая Р (рапид) означает, что сталь быстрорежущая. Цифры после нее указывают среднее содержание вольфрама в процентах. Остальные буквы и цифры обозначают то же, что и в марках легированных сталей.

Эти группы быстрорежущих сталей отличаются по свойствам и областям применения. Стали нормальной производительности, имеющие твердость до HRC65, теплостойкость до 620°С и прочность на изгиб 3000-4000 Мпа, предназначены для обработки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности до 1000 Мпа, серого чугуна и цветных металлов. К сталям нормальной производительности относят вольфрамовые марок Р18, Р12, Р9, Р9Ф5 и вольфрамо-молибденовые марок Р6М3, Р6М5, сохраняющие твердость не ниже HRC 62 до температуры 620°С.

Быстрорежущие стали повышенной производительности, легированные кобальтом или ванадием, с твердостью до YRC 73-70 при теплостойкости 730-650°С и с прочностью на изгиб 250-280 Мпа предназначены для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов с пределом прочности свыше 1000 Мпа, титановых сплавов и др. Улучшение режущих свойств стали достигается повышением содержания в ней углерода с 0,8 до 1%, а также дополнительным легированием цирконием, азотом, ванадием, кремнием и другими элементами. К быстрорежущим сталям повышенной производительности относят 10Р6М5К5, Р2М6Ф2К8АЕ, Р18Ф2, Р14Ф4, Р6М5К5, Р9М4ЕВ, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2, сохраняющие твердость HRC 64 до температуры 630-640°С.

Твердые сплавы делят на металлокерамические и минералокерамические, их выпускаю в виде пластинок разной формы. Инструменты, оснащенные пластинками из твердых сплавов, позволяют применять более высокие скорости резания, чем инструменты из быстрорежущей стали.

Металлокерамические твердые сплавы разделяют на вольфрамовые, титановольфрамовые, титанотантало-вольфрамовые.