Токарные резцедержатели

Резцедержатель представляет собой узел токарного станка, который предназначен для крепления режущего инструмента. От его точности в значительной мере зависит качество обработки детали.

Поэтому было разработано несколько вариантов конструкции этого устройства, подходящие для разных условий. Помимо токарных станков, резцедержатели используются в строгальных и некоторых других металлорежущих станках, но там они имеют другую конструкцию.

Условное деление

По исполнению:
- с осью вращения
- со сменными блоками

Деление резцедержателей с осью вращения:
- с горизонтальной осью вращения (параллельно оси шпинделя)
-с вертикальной осью вращения (перпендикулярно оси шпинделя)

по источнику смены позиций:
- механические (вручную) - электромеханические
- гидравлические
- серво

По креплению инструмента
- клиновым блоком - резцы 16х16, 20х20, 25х25 и 32х25 мм
- VDI - крепление в круглом отверстии позиции торцевой поверхности диска резцедержателя одним болтом с клином. направление оси Чаще всего используются VDI30, VDI40. Размеры VDI20, VDI50 и VDI60 используются относительно редко. Может использоваться для статичного и приводного инструмента
- BMT - крепление в круглом отверстии на периферийном диаметре диска резцедержателя. Крепление четырьмя болтами. Наиболее распространены BMT-45, BMT-55, реже используются BMT-65, BMT-75. Может использоваться для статичного и приводного инструмента

На универсальном токарном станке резцедержатель располагается на верхних салазках суппорта. На суппорте также размещаются поперечные и поворотные салазки, а сам суппорт находится на продольных салазках станины. Комбинация этих узлов позволяет перемещать резец по всем трем координатам и поворачивать относительно продольной оси, что и обеспечивает большое количество доступных операций универсальному токарному станку.

У тяжелых обдирочных станков конструкция суппорта несколько отличается, поскольку на него приходится значительная нагрузка. В таких станках резцедержатель располагается на дополнительных салазках. Это требуется по той причине, что у станков этого типа поперечные салазки имеют слишком массивную конструкцию и их перемещение вручную затруднительно.

Использование резцедержателя

Резцедержатель является отдельным узлом станка, закрепленным болтами. Он существенно облегчает обработку деталей. Особенно важно применение резцедержателя при точной расточке отверстий. Конструкции резцедержателей отличаются высокой прочностью и надежностью, поскольку даже от небольшого люфта точность обработки может значительно снизиться.

Токарный резцедержатель предназначается для размещения резца по высоте и в горизонтальной плоскости. Установка резцедержателя по высоте имеет большое значение для процесса обработки. Если выполняется обточка, то резец устанавливается так, чтобы режущая кромка инструмента была выше, чем линия центров станка. Для расточки резец размещается ниже линии центров.

Простой резцедержатель

Самую простую конструкцию имеет резцедержатель, называемый «солдатиком». Это устройство имеет сферическую подкладку, которая позволяет быстро закрепить резец. Путем поворота сферической прокладки регулируется угол резки и положение по высоте. Закрепление резца выполняется при помощи одного болта.

С одной стороны, это устройство резцедержателя токарного станка дает возможность установить резец за минимальное время, а с другой — вся нагрузка приходится на один болт, поэтому он должен быть плотно затянут. Однако, пытаясь обеспечить достаточный прижим, этот болт часто затягивается с избыточным усилием, отчего резьба быстро приходит в негодность. В результате происходит обрыв болта или срезание внутренней резьбы. Ремонт такого резцедержателя заключается в замене болтов и расточке отверстия на больший размер. Также возможна установка втулки с резьбой в отверстие. Для повышения стойкости болтов их изготавливают из прочных сталей, таких как 12ХН3А, подвергают цементации на глубину 0,6-0,8 мм и закалке, что позволяет добиться твердости поверхности 50-60 HRС. Благодаря этому стойкость болтов возрастает в 10-15 раз относительно сырых, изготовленных из стали 45, однако, повышается и их цена. Для большей части деталей резцедержателя используется сталь 45, у которой твердость находится в интервале 220—260 НВ.

Резцедержатель этой конструкции широко использовался на советских станках. Сейчас такая конструкция резцедержателя токарного станка считается устаревшей и используется только для некоторых легких станков. В этом резцедержателе можно закрепить только один инструмент, что требует частой замены резца. В промышленной металлообработке это приводит к большим потерям времени.

Поворотные резцедержатели

Большое распространение получил кассетный резцедержатель для токарного станка, в котором можно одновременно закрепить четыре инструмента. Таким образом можно подготовить станок к четырем последовательным операциям без смены инструмента. Наибольший эффект от этого резцедержателя достигается при обработке деталей сложных форм.

Резцедержатель имеет строение, сходное с револьвером. Главным элементом является крупный диск, в котором просверлены сквозные отверстия на равном расстоянии друг от друга. В отверстия вставляются разрезные втулки, в которые и крепятся резцы. Использование втулок позволяет установить резцы по высоте без использования прокладок, поэтому такая операция выполняется весьма быстро. Также устройство для фиксации резцов имеет жесткие пружинные державки, что дает возможность вести растачивание глубоких отверстий, нарезание внутренней резьбы и другие точные работы.

В современных станках используются еще более эффективные резцедержатели, в которых одновременно можно закрепить до 12 инструментов. Особенно эффективны такие резцедержатели для токарных станков с ЧПУ, их применение позволяет значительно повысить производительность. Электромеханический привод резцедержателя обеспечивает быстрое и надежное крепление инструмента.

В токарных станках, например станки серии ТС16К20, конструкция поворотных резцедержателей имеет свои особенности. Зажим резца производится закаленными планками при помощи рычажно-клинового механизма, что значительно повышает усилие.

Гидравлические револьверные головки

Одним из перспективных направлений развития резцов и резцедержателей выступает разработка гидравлических устройств для закрепления резцов. Такие резцедержатели амортизируют вибрацию, возникающую при обработке заготовки. Благодаря этому снижается вероятность выхода из строя инструмента. При черновой обработке, когда резец испытывает значительную нагрузку, использование гидравлических резцедержателей снижает затраты на инструменты на величину до 40%.

Такими резцедержками оснащены например токарные станки серии ТС17. 

Гидравлические резцедержатели имеют точность, сравнимую с этим показателем у электромеханических устройств, а в некоторых режимах и более высокую. Имеют большее количество позиций, меньшее время смены инструмента, направление поиска инструмента по кратчайшему направлению. Требуют наличия гидростанции на станке.