Для чего служит стружка ломатель
Стружколоматель: виды и особенности
Для завивания и ломания стружки применяют следующие способы:
1) образование на передней поверхности инструмента канавок;
2) образование на передней поверхности инструмента уступов;
3) пайка на переднюю поверхность инструмента специальных пластинок из твердого сплава или из инструментальных сталей;
4) применение накладных стружкозавивателей и стружколомателей.
Рис. 13. Накладной стружколоматель
Пайка на переднюю поверхность специальных пластинок из твердого сплава может производиться в двух положениях. При параллельном расположении специальной пластинки относительно режущей кромки будет происходить завивание стружки в виде длинных спиралей (рис. 13, а), а при расположении специальной пластинки относительно режущей кромки под углом 10° – стружколомание (рис. 13, б). Расстояния b от режущей кромки до специальной пластинки рекомендуются такие же, как и ширина уступа при абразивной заточке, а толщина с специальных пластинок обычно принимается равной 6… 8 мм.
Для завивания и ломания стружки применяются также накладные стружкозавиватели различных конструкций. К накладным стружкозавивателям и стружколомателям относятся и прижимные (крепежные) детали в резцах с механическим креплением режущих твердосплавных пластинок.
В связи с современным уровнем развития промышленности большое значение имеет применение различных конструкций инструмента с механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин и монолитного твердосплавного инструмента, особенно мелкоразмерного монолитного инструмента с вышлифовкой по целому.
Рис. 11. Форма канавки для стружкозавивания
Стружколомы
В этой статье мы рассмотрим инструмент, который имеет вид стального паза, имеющего прямоугольное сечение, служащего для ломки непрерывной стружки. Называется этот инструмент стружколомом.
Итак, нам нужно разобраться, зачем же нужен стружколом. Ну для начала, вспомним то, что форма стружки должна быть удобной для удаления и безопасной для человека, который работает с инструментом. Стружка может представлять отдельные кусочки, короткие завитки, имеющие спиральную или плоскую пружину.
Для того, чтобы получить такую стружку необходимо применять специальные способы по завиванию или дроблению стружки. А именно, для получения стружки способствуют:
— определенная геометрия режущей части резца;
— передняя поверхность резца должна обладать уступами и лунками;
Стружколом с припаянной пластиной
Итак, стружколоматель, имеющий припаянную пластину, используется в широких пределах режимов резания. Конечно же, без недостатков этот инструмент не обошелся. Значительным минусом является то, что стружколом достаточно сложен в изготовлении и, также, возникают сложности при переточке. Да и к тому же, происходит увеличение расхода твердого сплава. Недостаточная универсальность.
Накладной стружколом
Подбор стружколома для конкретных условий
Конечно же, существуют разные стружколомы. Их различают: геометрия пластин с углами отрицательными или положительными, и форма. Для подборки правильного инструмента нужно отталкиваться от обрабатываемого материала и от вида токарной операции.
Так, допустим, если идет чистовая обработка материала, то контроль за стружкой должен быть строгим. И, безусловно, для этого существуют отделочные стружколомы, которые применимы для небольшой глубины резания (обычно, 1,5 миллиметра) и низкой скорости подачи (0,08-0,03 мм/об).
Передняя часть такого стружколома сужена, имеется углубление. Ко всему этому, обработка производится благодаря большому главному переднему углу. А вот черновая обработка предполагает отрицательный угол. И это позволяет обеспечивать необходимые свойства. А именно, увеличивается прочность кромки. Появляется возможность дробить стружку при большой глубине резания.
В заключении можно сказать, что в принципе, не так важен вид обработки, как сочетание различных качеств и параметров. Так, очень важны: геометрия рабочей поверхности, сплав, покрытие и смазочно-охлаждающая жидкость.
Оборудование для отделения от отливок элементов литниковых систем
Первым этапом обработки отливок после выбивки является освобождение их от элементов литниковой системы. Эти операции выполняются различными методами в зависимости от вида сплава.
Отбивка или отламывание литников и выпоров у чугунных отливок является сравнительно простой операцией, так как чугун хрупок, а литниковая система обычно держится на отливке питателями, сечение которых мало. Часто эта операция выполняется вручную при помощи кувалды.
В условиях крупносерийного производства применяется устройство «гидроклин», в котором физический труд по обламыванию литников заменен гидравликой.
Для потока разнообразных отливок небольшого веса используются отбивные барабаны, в которых во времени могут быть совмещены три операции: отбивка литников, выбивка стержней и очистка отливок. Барабан такого типа сходен с барабаном непрерывного действия и отличается от него наличием специальных порогов (рис. 12.1). При крупносерийном и массовом производстве стальных отливок для ломки прибылей используют механические и гидравлические прессы. На рис. 12.2 показан гидропресс для ломки прибылей ступицы 4. После выбивки и полного охлаждения ступицы подъемником укладываются в магазин 2, представляющий собой наклонный склиз, по которому они скатываются на рабочий стол 1 пресса. Здесь ступица закрепляется зажимами 3, 5 и прибыль 7 отламывается давлением пуансона 6. Аналогичные установки используются для ломки прибылей и других стальных отливок.
Удаление прибылей и других элементов литниковых систем выполняют резкой абразивными кругами с помощью ручного механизированного инструмента и на специальных абразивных отрезных станках. Резка абразивными кругами получила широкое распространение благодаря следующим преимуществам: большой скорости резания, не зависящей от материала отливки; неизменному положению плоскости резания; хорошему качеству поверхности среза; отсутствием необходимости в дополнительной обработке; постоянством свойств материала отливки; малым потерям металла; незначительному нагреву материала.
При большом разнообразии конструкций отрезных станков их кинематика может быть или с перемещением оси вращения отрезного круга на рычаге L вокруг центра M (рис. 12.3, а), или с неподвижной осью шпинделя с перемещением отливок (рис. 12.3, б).
Находят применение специальные абразивные станки, например, для отливок, изготовленных литьем по выплавленным моделям (рис. 12.4). На станке куст отливок типа «елочка» подается в зажимное устройство с пневмоприводом. По просьбе заказчика станок комплектуется зажимом, представляющим собой пневматические тиски. Станок позволяет обрабатывать отливки длиною 500 мм, диаметром 250 мм со скоростью резания 80 м/с при круге 500 мм.
К недостаткам резки абразивными кругами следует отнести значительное выделение абразивной и металлической пыли (необходимы специальные пылеулавливающие устройства) и малые диаметры абразивных отрезных кругов. Так, даже новым, не изношенным кругом можно отрезать элемент литниковой системы диаметром:
где d1 – диаметр абразивного круга, мм;
d2 – диаметр фланца, мм;
b – сумма величин выхода абразивного диска за обрабатываемое изделие и предохранительного расстояния от перерезаемого изделия до фланца, мм.
Для отрезки прибыльных частей небольших стальных и чугунных слитков и болванок используют ножовочные станки. Для отрезки литников и питателей отливок, главным образом из алюминиевых и магниевых сплавов, используются ленточные пилы.
В целях повышения производительности применяют станки с бесконечной лентой. Такие станки весьма производительны. Так, для отрезки алюминиевого литника диаметром 50 мм требуется лишь 6-8 с; для магниевых сплавов это время на 10% меньше.
Для резки чугуна и стали применяются две группы пильных дисковых станков с медленно вращающимися и быстро вращающимися дисками. У станков с медленно вращающимся диском в качестве рабочего инструмента используется стальной диск, на который посажены сегменты из быстрорежущей стали. Станки имеют пилы диаметром 300-1500 мм, что позволяет резать материал толщиной до 1/3 диаметра пилы (100-500 мм). Скорость подачи пилы при отрезке неотожженных стальных отливок равна 10-20 мм/мин. Быстро вращающийся станок типа «Марс» снабжен тонким стальным диском (рис. 12.5), который давит на металл в месте реза, при этом вследствие трения выделяется большое количество теплоты. Материал отливки, нагретый до высокой температуры, становится пластичным и прорезается диском. На режущей поверхности диска выступающие части чередуются с углублениями. Окружная скорость диска равна 100-200 м/с. Предусмотрено водяное охлаждение диска. Применяют диски диаметром 500-1500 мм, что обеспечивает резание на глубину 30-120 мм.
Основное преимущество станков типа «Марс» – высокая производительность. Недостаток – небольшая глубина резания. К примеру, для круглопильных станков отношение наибольшего диаметра отрезаемого изделия к диаметру диска составляет 30-35%, у станков типа «Марс» – 6-8%.
Для отделения элементов литниковых систем главным образом у крупных отливок широко применяют ацетилено-кислородную (газовую) и воздушно-дуговую резку. Ацетилено-кислородную резку используют, в основном, для резки стальных отливок и отливок из высокопрочного чугуна со сфероидальным графитом, воздушно-дуговую резку – для высоколегированных сталей, чугуна и цветных металлов.
Процесс газовой резки основан на интенсивном окислении металла в струе кислорода при высокой температуре. Скорость резания зависит от толщины материала, его свойств, а также от температуры пламени, давления кислорода, формы режущей струи, скорости истечения ее из сопла, чистоты кислорода. Примеси в кислороде уменьшают скорость резания примерно с 225 мм/мин при чистоте кислорода 99% до 65 мм/мин при чистоте кислорода 81%. Предварительный нагрев отливки повышает скорость резки. При нагреве стали до 200-370°С скорость резания повышается на 50-100%. При оптимальных режимах резания колебание давления кислорода ±10 5 Па дает повышение или понижение скорости резки на 25-50%.
Скорость υ, (м/с) ацетилено-кислородной резки может быть определена по формуле:
где t – продолжительность резки (мин на 1 м):
где δ – толщина разрезаемого металла, мм.
На рис. 12.6 показана горелка для газовой резки металла. Сущность воздушно-дуговой резки заключается в следующем: возбуждается сварочная дуга обратной полярности между угольным электродом и отливкой. Параллельно электроду из держателя подается струя сжатого воздуха, выдувающая расплавленный металл из сварочной ванны. Ширина реза на 1-2 мм превышает диаметр электрода. Отрезка прибылей толщиной более 40 мм за один проход затруднительна. Для воздушно-дуговой резки необходимо иметь резак, источник электрической энергии, сжатый воздух и графитовые электроды. Рекомендуемая длина электродов – 250-300 мм.
Характеристики электродов круглого сечения приведены в табл. 12.1.
Применение электродов диаметром более 19 мм значительно усложняет труд рабочего из-за большой массы резака, кабелей (учитывая и массу охлаждающей воды). Ширина реза (мм) зависит от диаметра электрода (см. табл. 12.1).
Для выполнения работ по заварке дефектов чугунного литья применяют электросварочные полуавтоматы с механической подачей специальной порошковой проволоки и специальные горелки с двойной инжекцией.
Для чего служит стружколоматель
Для завивания и ломания стружки применяют следующие способы:
1) образование на передней поверхности инструмента канавок;
2) образование на передней поверхности инструмента уступов;
3) пайка на переднюю поверхность инструмента специальных пластинок из твердого сплава или из инструментальных сталей;
4) применение накладных стружкозавивателей и стружколомателей.
Рис. 13. Накладной стружколоматель
Пайка на переднюю поверхность специальных пластинок из твердого сплава может производиться в двух положениях. При параллельном расположении специальной пластинки относительно режущей кромки будет происходить завивание стружки в виде длинных спиралей (рис. 13, а), а при расположении специальной пластинки относительно режущей кромки под углом 10° – стружколомание (рис. 13, б). Расстояния b от режущей кромки до специальной пластинки рекомендуются такие же, как и ширина уступа при абразивной заточке, а толщина с специальных пластинок обычно принимается равной 6… 8 мм.
Для завивания и ломания стружки применяются также накладные стружкозавиватели различных конструкций. К накладным стружкозавивателям и стружколомателям относятся и прижимные (крепежные) детали в резцах с механическим креплением режущих твердосплавных пластинок.
В связи с современным уровнем развития промышленности большое значение имеет применение различных конструкций инструмента с механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин и монолитного твердосплавного инструмента, особенно мелкоразмерного монолитного инструмента с вышлифовкой по целому.
Рис. 11. Форма канавки для стружкозавивания
5. Настройка рубанков, фуганков и шерхебелей.
Перед строганием производят настройку струга: рубанка, фуганка или шерхебеля. Для этого струг (рис. 4) переворачивают подошвой 4 вверх и с передней стороны (по стрелке А) смотрят, на какую величину и без перекоса ли выставлена режущая кромка 5 ножа.
У рубанка и фуганка режущая кромка должна располагаться над подошвой без перекоса (параллельно плоскости
подошвы) на величину 0,3. 0,5 мм, а у шерхебеля — до 3 мм. Высоту расположения режущей кромки над подошвой рубанка ориентировочно можно измерить линейкой, как показано на рис. 14. Более точно расположение режущей кромки измеряют с помощью специального индикаторного приспособления.
Перекос режущей кромки устраняют ударами молотка с боков ножа.
У ножей со стружколомателем расстояние от режущей кромки ножа до кромки стружколомателя должно быть 1.0..4,0 мм в зависимости от толщины стружки и твердости древесины.
Засорившийся леток (отверстие на подошве) очищают, вытягивая стружку вверх или проталкивая ее тонкой щепкой.
При невозможности прочистить леток разберите струг, прочистите леток и вновь соберите.
Не выталкивать засорившуюся стружку со стороны режущей кромки. Это может привести к порезу руки.
1. Разберите один из видов стругов (шерхебель, рубанок, фуганок)
3. Проверьте правильность и высоту расположения режущей кромки ножа. Выполненную работу сдайте на проверку учителю
Новые термины: Подошва струга, режущая кромка, перекос, стружколоматель, кромка стружколомателя, леток.
1. Как должна распологаться режущая кромка относительно подошвы струга?
4. Для чего служит стружколоматель?
5. Как прочищают засорившийся леток?
6. Перечислите правила безопасности при чистке летка.
Заслуживает внимания универсальный стружколоматель, устанавливаемый на резцедержатель станка (рис. 59). Он может быть использован для резца с различными геометрическими элементами благодаря возможности осуществления поворота головки стружколомателя в широких пределах и быстрой смены требуемой вставки. Поворот в различных плоскостях обеспечивает плотное прилегание вставки к передней поверхности резца и устраняет попадание стружки под вставку. Геометрические параметры τ, ε, к выбираются такими же, как и для накладных стружколомателей. Размеры вставок приведены на рис. 59.
Рисунок 59 – Универсальный стружколоматель
В практике нашел применение стружколоматель экранного типа (рис. 60). Он основан па следующем принципе. Сторона стружки, обращенная к резцу, обладает более высокими механическими свойствами по сравнению с внешней шероховатой стороной (рис. 60, а). При ломании стружки при помощи экрана, в противоположность стружколомателям другого типа, излом ее осуществляется от наружной шероховатой стороны к гладкой, на что требуется затрата меньшей силы. Далее, стружка не дает дополнительного усилия на режущую часть резца, так как она ломается при наталкивании на экран уже после прохождения передней поверхности резца. Ломание стружки осуществляется без дополнительной деформации не завивание. Режущая кромка не страдает от ударов сходящей стружки. Стружка после прохода через экран опускается вниз и безопасна для рабочего. Получающаяся в процессе резания стружка упирается в сферический экран в точке А (рис. 60, б), при дальнейшем отделении стружка выпучивается и ломается точке В на мелкие изогнутые куски пли падает в виде нескольких надломленных частей. Недостатком экранного стружколомателя является его громоздкость и неуниверсальность. Он показывает хорошие результаты при обработке среднеуглеродистых и малоуглеродистых сталей при подаче 0,35-0,85мм/об, толщине среза 3-12 мм и скорости резания 50-180 м/мин.
Помимо приведенных, предложен ряд новых методов и конструкций стружколомателей, основанных на других принципах. Из них следует отметить:
Первые два способа нуждаются еще в дальнейшем изучении, тогда как третий нашел удачное применение на автоматической линии роликоподшипников.
Рисунок 60 – Стружколоматель экранного типа
В результате рассмотрения методов стружколомания следует установить, что каждый стружколоматель может надежно работать только при определенных режимах резания, поэтому ни одна конструкция не может претендовать на универсальность. Геометрические параметры стружколомателя также зависят от выбранного режима резания и от рода обрабатываемого материала. Выбор той или иной конструкции стружколомателя обусловлен характером производства и конкретными условиями работы. Целесообразно во всех случаях, где это допустимо, пользоваться накладными сменными стружколомателями как регулируемыми, так и нерегулируемыми.
Первые – при мелкосерийном или индивидуальном производстве, когда требуется часто менять геометрические параметры стружколомателя, приспосабливая к каждой конкретной операции. Вторые – при массовом производстве, когда инструмент работает с постоянным режимом резания и на одних и тех же деталях. Нерегулируемые накладные стружколомателя целесообразно применять также и для крупных сечений стружки, когда ломание различной по величине стружки вполне обеспечивается одними и теми же геометрическими параметрами. Это, например, принято для резцов, предназначенных для тяжелого машиностроения. По возможности не следует применять накладные стружколомателя, припаянные пли приваренные непосредственно к твердосплавной пластинке или к державке. Все резцы сборной конструкции должны быть снабжены накладными сменными стружколомателями. Уступы и лунки, выполняемые непосредственно на пластинках твердого сплава, приводят к нерациональному его использованию из-за больших потерь. Поэтому их следует применять только в тех случаях, когда накладные стружколоматели не могут быть использованы, например, при расточных работах или при обработке деталей сложной конфигурации.
Стружколоматели
Стружкозавивание с помощью лунок
При резании сталей на высоких скоростях большое значение приобретает стружколомание (стружкозавивание). Применяют методы стружколомания (стружкозавивания) с помощью лунок, образуемых на передней поверхности резца, уступов, затачиваемых на передней поверхности; накладных стружколомателей, а также кинематический метод стружколомания.
Для устранения отмеченных недостатков в промышленности находят применение резцы с мелкой лункой, получаемой на передней поверхности твердосплавных пластинок притиркой их бронзовым или чугунным диском, шаржированным карбидом бора (рис. 143, а). Такие лунки хорошо зарекомендовали себя при точении, растачивании и подрезании заготовок из конструкционных и легированных сталей с s≥ 0,25 мм/об при угле ϕ = 45° и s≥ 0,2 мм/об при ϕ = 90° глубина резания t = 0,5 ÷ 15 мм. Ширина фаски f (рис. 143, а) при s ≤0,6 мм/об на 0,1—0,2 мм меньше величины подачи; при s > 0,6 мм/об f = s; расстояние К = 0,1 ÷ 0,6 мм. Длина лунки l больше ширины стружки на 0,5—1,5 мм. Схема заточки (доводки) мелкой лунки показана на рис. 143, б. Скорость вращения диска 60—90 мм/мин; время доводки 15—30 с. Так как оптимальные размеры лунки во многом зависят от элементов режима резания, то наиболее целесообразно их применять в крупносерийном и массовом производстве при постоянстве элементов режима резания и централизованной заточке резцов.
Стружкозавивание с помощью уступов. Уступы на передней поверхности (см. рис. 141) получают шлифованием или электроискровым методом. Стружка, упираясь в такой уступ, завивается в спираль малого радиуса и ломается на небольшие кусочки, особенно интенсивно при s≥ 0,25 мм/об. Стружколоматель с уступом усложняет изготовление резца, повышает расход твердого сплава и обеспечивает надежное стружколомание только при вполне определенных размерах, соответствующих конкретным элементам режима резания, а потому в настоящее время применяется редко.
Накладные стружколоматели
Накладные стружколоматели позволяют легко регулировать основные размеры для надежного стружкозавивания, при этом сама твердосплавная пластинка никаким дополнительным заточкам не подвергается.
У резцов с механическим закреплением пластин и вставок роль регулируемого стружколомателя выполняет прижим с впаянной в него пластинкой твердого сплава.
Простым, но в то же время надежным, является накладной стружколоматель конструкции МАИ (рис. 144). На переднюю поверхность 1 резца кладется пластина-стружколоматель 2, сделанная из стали 45 и имеющая криволинейный профиль. На рабочую поверхность этого профиля для повышения износостойкости стружколомателя наплавляется слой стеллита (ВЗК) толщиной 2—3 мм. Стружколоматель имеет профрезерованный паз, через который проходит крепежный болт 3. Стружколоматель обеспечивает устойчивое стружколомание, при обработке вязких сталей с глубиной резания t = 1 ÷ 10 мм, подачей s = 0,08 ÷ 2 мм/об и υ = 50 ÷ 600 м/мин. Завивание и ломание стружки на мелкие куски происходит не в плоскости, нормальной к передней поверхности резца, а в плоскости, параллельной направлению подачи. Стружколоматель, показанный на рис. 144, успешно применяется не только при продольном точении, но и при подрезке торцов.
Во избежание попадания стружки под стружколоматель он должен плотно прилегать по всей передней поверхности резца.
Рассмотренные выше накладные регулируемые стружколоматели имеют тот недостаток, что не дают возможности устанавливать их под различным углом λ. Этот недостаток устранен в универсальном стружколомателе конструкции ВНИИ (рис. 145), устанавливаемом на резцедержателе станка. Наряду с поворотом вокруг вертикальной оси головка 1, вставленная в стержень 2, может поворачиваться вокруг горизонтальной оси (при отвертывании винта 3), что и позволяет устанавливать головку на передней поверхности резца под различным углом λ. При износе головки-вставки 1 или при ее повреждении она легко может быть заменена новой.
Надежное стружколомание осуществляется при соответствующей комбинации углов γ, λ, ϕ. Для резцов с углом ϕ = 90° стружкозавивание наблюдается при следующих геометрических элементах режущей части: λ = +15°; γ = + 5 ÷ +10°; f = 1 мм: γf = —5° (форма II); r = 1 мм: α = α1 = 8°.
Кинематический метод стружколомания
При дополнительном возвратно-поступательном перемещении инструмента в направлении движения подачи стружка будет иметь различную толщину, что и будет вызывать ее легкое разрушение в наиболее тонких местах. Кинематический способ обеспечивает гарантированное дробление стружки независимо от обрабатываемого материала, геометрии инструмента, его износа и изменения условий резания. 
При этом стружка дробится на отдельные куски, длина которых зависит от соотношения скорости резания и числа циклов движения инструментов. Этот метод осуществляется:
На автоматах с кулачковым приводом дробление стружки по методу дискретного резания осуществляется соответствующим профилированием кулачков. При осциллирующем точении наряду с постоянной подачей осуществляется дополнительное движение инструмента по гармоническому колебательному закону. На рис. 146 представлены принципиальные схемы устройств для осциллирующего точения. Каретка 1 с резцом приводится от синусоидального кулачка 2, соединенного кинематической цепью со шпинделем станка или с индивидуальным приводом 3.
Рассмотренные конструкции стружколомателей способствуют уменьшению возможности получения травмы рабочим от стальной стружки. Для защиты от чугунной и бронзовой стружки применяют отсасывающие устройства, специальные ограждения (кожухи, экраны) и индивидуальные средства защиты (очки, козырьки). Для удобства наблюдения за работой в ограждениях предусматривается смотровое окно, в которое вставляется высокопрочное стекло.