Насадные инструменты. 
Резание материалов. 
Режущий инструмент

В корпусе насадных инструментов имеются отверстия цилиндрической (рис 18.1, а) или конической формы, с помощью которых инструменты насаживаются на оправки. Сами же инструменты представляют собой тела вращения, на цилиндрической или конической поверхности которых находятся режущие зубья. Цилиндрические посадочные отверстия диаметрами 8—100 мм стандартизованы, их выполняют с высокой точностью — по Нб и Н7, а для передачи крутящего момента делают продольную шпоночную канавку шириной Ьк = 2-^25 мм. Базирование инструмента осуществляется, но отверстию и его торцам. Однако в связи с тем, что данная посадка подвижная и всегда имеется зазор между инструментом п оправкой, это вызывает нежелательное биение режущей кромки.

Более точную посадку обеспечивают конические отверстия с конусностью 1: 30 (рис. 18.1, б), используемые, например, у разверток и зенкеров. Чтобы не ослаблять стенки корпуса инструмента, шпоночные пазы, служащие для передачи крутящего момента, выполняют на торце корпуса.

Рис. 18.1. Крепежная часть насадных режущих инструментов с цилиндрическим (а) и коническим (б) отверстиями.

С обоих торцов цилиндрических и конических посадочных отверстий снимают фаски /_ф, а в середине отверстий делают выточку глубиной 1 мм и длиной 1/3—¼ от длины отверстия. Выточка уменьшает длину посадочной поверхности, сокращает трудоемкость ее изготовления, а также уменьшает изнашивание шлифовального круга. У инструментов дискового типа (фрезы, долбяки) таких выточек не делают.

Диаметры оправок для насадных инструментов определяют расчетом из условия допустимой прочности на кручение и изгиб.

Концевые инструменты изготавливают с цилиндрическими или коническими хвостовиками, которые входят в отверстия шпинделей станков непосредственно или через переходные втулки, оправки и патроны.

Достоинствами цилиндрических хвостовиков (рис. 18.2, а) являются простота при высокой точности изготовления, возможность регулирования вылета инструмента в осевом направлении. Недостаток — наличие зазора при подвижной посадке.

Для передачи крутящего момента некоторые типы хвостовиков имеют поводки в виде квадратов, лысок или вырезов для крепления винтами. Гладкие цилиндрические хвостовики применяют у инструментов малых диаметров, закрепляемых в цанговых или кулачковых патронах.

Лучшее центрирование с посадкой без зазора обеспечивает крепление с помощью конических хвостовиков. Чаще всего используют самотормозя;

Рис. 18.2. Хвостовики:

а — типы цилиндрических хвостовиков режущих инструментов; б, в — конические хвостовики Морзе; г — схема выбивания клином конического хвостовика из шпинделя станка щие хвостовики с конусом Морзе (№ 0—6) и метрические с конусностью 1: 20 (угол конуса 2а = 2°50'). Достоинством этих конусов является возможность передачи крутящих моментов без дополнительных элементов и только благодаря силам трения на поверхностях контакта конуса с гнездом. При этом, например, у сверл момент трения увеличивается при возрастании осевой составляющей силы резания.

На рис. 18.2, б показаны конические хвостовики с лапкой, а на рис. 18.2, в — с затяжкой в гнезде болтом. При этом следует иметь в виду, что лапка не должна передавать крутящий момент, а предназначена только для выбивания инструмента из гнезда с помощью клина (рис. 18.2, г). Для увеличения силы трения хвостовики обычно термически не обрабатывают за исключением лапки, которую закаливают для предохранения от смятия. Чтобы не повредить клином центровое отверстие, торец лапки обрабатывают по радиусу.

У хвостовиков без лапок (см. рис. 18.2, в) для создания осевого усилия и предотвращения выпадения хвостовика из гнезда на торце делают резьбовое отверстие, в которое ввертывается болт-тяга (штревель). Такие хвостовики применяют на фрезах при малых осевых составляющих силы резания.

Для уменьшения габаритных размеров хвостовиков в некоторых инструментах используют укороченные хвостовики с конусом Морзе (№ 1—4) с сохранением наибольшего диаметра D и уменьшением длины конуса.

Широкое применение в быстросменных инструментах нашли также хвостовики (рис. 18.3, а) с конусностью 7: 24 (2а = 16°35'). Они обеспечивают хорошее центрирование, но не являются самотормозящими. Поэтому для передачи крутящего момента на торце хвостовиков предусмотрены шпоночные пазы. Крепление в шпинделе осуществляется путем затяжки штрсвелем или специальным захватом за цилиндрическую выточку на конце хвостовика. Раньше такие конусы применялись на фрезерных станках для крепления фрез в шпинделе непосредственно или через оправку, однако в последние годы их стали широко применять для крепления режущих и вспомогательных инструментов на станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

ГОСТ Р 51 547—2000 на полые конические хвостовики типа HSK (HohlschaJte Kegel) обеспечивает надежное базирование и закрепление режущих инструментов при сверхскоростной обработке (с частотами вращения более 8000 об/мин). В отличие от хвостовиков с конусностью 7: 24 они имеют значительно меньшие габаритные размеры, а крепление инструмента в них осуществляется по посадке с натягом Н7/р6, Н7/п6. Действие та;

Рис. 183. Конический хвостовик с конусностью 7: 24 (а) и крепление по посадке с натягом сверла в патроне типа HSK для сверхскоростной обработки (б)

ких патронов основано на том, что при нагреве в специальных устройствах посадочное отверстие патрона увеличивается в диаметре, и хвостовик закрепляемого инструмента вставляется в это расширенное отверстие (рис. 18.3, 6). После охлаждения патрона до температуры в помещении диаметр посадочного отверстия возвращается к исходному размеру, что и обеспечивает очень большие усилия зажима.

У всех концевых инструментов на торцах предусматривают центровые отверстия, необходимые для их изготовления и переточки. Они, как правило, имеют предохранительные выточки или фаски, так как при повреждении конической опорной поверхности центровых отверстий увеличивается биение режущих кромок. У инструментов малых диаметров вместо отверстий делают прямые конусы.

Контрольные вопросы

• 1. Как классифицируются инструменты, но способу крепления на станках?
• 2. Каковы правила базирования насадных инструментов?
• 3. В чем заключаются преимущества и недостатки цилиндрических и конических хвостовиков?
• 4. В каких случаях применяются цилиндрические и конические хвостовики?