Штефан І.М., Тур І.М.,студент, наук.кер. Мельник О.О., к.т.н., доц.

Національно технічний університет «КПІ», м. Київ, Україна

Методи кріплення пластин на різці

В процесі різання в результаті тертя стружки по передній поверхні різця, робоча частина різця зношується, різальне лезо затуплюється з подальшим руйнуванням. Подальше оброблення таким різцем є не прийнятним, так як погіршується точність оброблення та якість обробленої поверхні, знижується продуктивність праці і може призвести до браку. Існують конструкції різців в яких пластини припаюють до головки різця, вони можуть бути повторно переточені, але внаслідок цього, поперечні розміри пластини зменшуються, а разом з ними і міцність, адже виникають дотичні напруження, що можуть викликати один з недоліків, такий, як розтріскування. Тому,передові фірми постійно розробляють конструкції, які б були альтернативою напаюванню. Один із методів подолання цієї проблеми є пластини з механічним кріпленням, такий метод є більш на сьогодні прогресивним і розповсюдженим. При такому методі кріплення, застосовують багатогранні пластини, що не підлягають переточуванню. Після затуплення, пластини повертають іншою гранню.

Розгляне конструкції декількох пердових, успішних та відомих фірм-виробників, а саме : “Seco” та “Canela”. Це фірми - виробники, котрі мають широку гаму інструментів для металооброблення.

Фірмою “Seco” розроблено декілька варіантів кріплення пластин для токарних різців, як для зовнішнього, так і для внутрішнього оброблення поверхонь. Особливості кріплення будуть розглянуті на базі ряду методів : D, P, M, S, C (рис.1.) . Кожен з методів має не лише оригінальне кріплення, але і тип державки.

пластини з центральним отвором	клин чи важіль	штифт, прижим	гвинт	прижим
а	б	в	г	д
Рис.1. Методи кріплення пластин фірми “Seco”

Система кріплення D (рис.2.) є основним варіантом для загального зовнішнього токарного оброблення. Застосовується для негативних пластин з отвором. Пластина закріплюється за допомогою прижиму, що затискає її на посадочне місце. Перевагою такого способу, є жорсткість та надійність конструкції . Недоліком є те, що застосовується лише для пластин з отвором, а також використовується досить масивна конструкція. Також, певним недоліком є те, що буде зношуватись «носик» прижимного пристрою, що забезпечить відносний хід пластини по вертикальній вісі. Проблема визве неточність в обробленні, а також збільшення шорсткості поверхні, що є недопустимими факторами при чистовому обробленні. Варіантом вирішення проблеми, є заміна прижимного елемента. Якщо дану систему неможливо використовувати в деяких умовах, через нестачу місця, то використовують закріплення М (рис.3.), як заміну.

Рис.2. Система кріплення D (“Seco”)	Рис.3. Система кріплення М(“Seco”)

Державки типу М з таким типом закріплення пластини, застосовується для великих негативних пластин. Конструкцією передбачено подвійна фіксація, що підвищує надійність інструмента. Пластина і підкладка фіксується за допомогою штифта, як і в державці Р (рис.4.). Додатково можна використовувати прижим, щоб піджимати пластину зверху. Негативною стороною є складність конструкції, і похідні від неї проблеми з точністю оброблення, адже при певному зносі системи, пластина буде отримувати рух відносно державки, тому необхідно враховувати при проектуванні ТП, а тобто в підрахунку похибки оброблення.

Закріплення на державці типу P, проходить за схожою схемою що і на державці М, але без використання додаткового прижиму зверху, що забезпечує вільний вихід стружки з зони оброблення. При затисканні гвинтом, колінчастий важіль закріплює пластину в її посадочному гнізді. В порівнянні з попереднім методом кріплення, має перевагу, адже зменшується масивність різця, але відсутність подвійної фіксації зумовлює також негативний ефект, а тобто меншу надійність.

В процесі експлуатації можливе виникнення люфтів між пластиною та гвинтом, що приведе до меншої віддачі колінчастого важіля, який в свою чергу буде погано утримувати пластину в посадочному гнізді, що призведе похибок оброблення. Вирішенням проблеми, як і в минулому прикладі, може стати періодична заміна складових конструкції.

Рис.4. Система кріплення P(“Seco”)	Рис.5. Система кріплення C(“Seco”)

Система кріплення C (Рис.5.) розроблена для негативних пластин без отвору. Закріплення відбувається лише прижимом, що має в своїй основі пластину з твердого сплаву. Перевагою цього методу є надійність самого прижиму, а також більша силу затиску, яку може витримати кріплення. Вирішена проблема зносу «носика» прижиму, що є великим плюсом даної конструкції. Як недолік, можна зважати на те, що передбачене використання лише пластини без отвору.

Останнім методом кріплення, з розглянутого ряду фірми “Seco” є тип S (рис.6.).

Використовується стандартна схема, що використовує гвинт, як закріплюючий елемент. Передбачений для позитивних пластин з отвором. Перевагою є простота конструкції, а також порівняно невеликі габарити. Зважаючи на це, різець можна використовувати як для зовнішнього, так і для внутрішнього оброблення. Проблемою є відносний знос гвинта та втулки, що зумовлює люфт між пластиною та пристроєм, тоді виникає похибка інструмента.

Рис.6. Система кріплення S(“Seco”)

Фірмою “Canela” розроблено шість методів кріплень для токарного зовнішнього оброблення. Кожен з методів має своє маркування, а тобто : С, D, M, M-K, P, S. Системи кріплень багато в чому схожі до аналогічного ряду інструментів фірми “Seco”, але звісно мають і свої відмінності. Більшість проблем, що виникають під час експлуатації інструментів, можна трактувати і відносно інструментального ряду “Canela”.

Метод закріплення під назвою «Верхній зажим» марковано як С (Рис.7.) . Класична схема кріплення позитивних пластин без отвору. Затиск відбувається за рахунок важільного механізму, що фіксує пластину в її гнізді. Перевагою є простота конструкції , а також використання пластин зі стружколамачами. Функціональним недоліком є використання лише пластин без отворів.

Рис.7. Система кріплення C (“Canela”)	Рис.8. Система кріплення D (“Canela”)

Метод кріплення D (рис.8.) носить назву «Замикання отвору», адже має особливість в порівнянні з попередньою системою, а саме затиск пластини за допомогою важіля по центральному отвору пластини. Такий метод має велику перевагу, адже запобігає переміщення пластини під час великої подачі чи змінних темпах оброблення, завдяки додатковій вставці , що надійно фіксує пластину в гнізді.

Наступний метод кріплення M (рис.9.) , під назвою «Клиновий зажим», розроблений для негативних пластин. Така система закріплення, дозволяє використовувати різець при чорновому обробленні, адже клиновидний зажим витримує великі навантаження і затримує пластину в гнізді, навіть при дуже важких умовах оброблення. В посадочному місці, пластина зцентрована штифтом, що виключає можливість переміщення пластини під час оброблення.

Рис.9. Система кріплення M(“Canela”)	Рис.10. Система кріплення M-K (“Canela”)

Метод закріплення «Подвійне блокування», що маркується як M-K (рис.10.), забезпечує жорстке закріплення негативних пластин в посадочному гнізді. Є найкращим вибором, при використанні керамічних чи металокерамічних пластин з центральним отвором. Закріплення забезпечується штифтом в центральному отворі та важільним зажимом, який затискує пластину в сідло.

Більш класичною схемою кріплення є «Блокування важелем», під маркуванням Р (рис.11.). Має аналогічну структуру з методом P від “Seco”. Така система є одним з перших варіантів для державок загального призначення, адже виділяється своєю простотою та надійністю.

Рис.11. Система кріплення P(“Canela”)	Рис.12. Система кріплення S(“Canela”)

Останнім методом, з розглянутого ряду токарних різців фірми “Canela”, є система «Центрального гвинта», під маркуванням S(Рис.12.). Закріплення пластини проводиться за рахунок затиску гвинта по центральному отвору, який утримує її в посадочному гнізді. Схема схожа до аналогічного типу закріплення від “Seco”. Така система кріплення є найбільш простою у використанні, але не найбільш надійною, адже не може витримувати такі навантаження, як системи подвійної фіксації, що кожен з представлених варіантів має свої переваги, як і недоліки, але кожен по-своєму. Системи подвійної фіксації, або важільні механізми клинової форми можуть витримувати значно більші навантаження, і приймати участь в тяжких умовах оброблення, але в той же час, є складнішими по своїй структурі, масивнішими та дорожчими, в порівнянні з гвинтовим чи важільним закріпленням. Загальним недоліком для всіх розглянутих систем кріплення – є використання порівняно складних механічних закріплень, що свою чергу дають пластині певну ступінь свободи, на відміну від напаяних пластин. Таким чином, інструмент з механічним кріпленням в будь-якому випадку дає похибку інструмента, що враховується при обробленні деталей. При закріплення гвинтом, або штифтом, пластина кріпиться жорстко, і тому похибкою інструмента можна знехтувати, але виникає проблема під час використання, а тобто уже під час певного зносу механізму, коли з’являються мікро-люфти між отвором пластини та центрувальною складовою. Тому, окрім методів кріплення, перед провідними фірмами-виробниками, мають поставати дані проблеми, з вирішенням яких, може прийти нова ера в металообробці.

Список використаних джерел:

1. https://www.secotools.com/ru Токарная обработка. Каталог и техническое руководство Seco.

2. http://pkf-technology.ru/catalogues/Canela Державки для обработки фаски с регулируемым углом