Резцы расточные D/T-типа широко задействованы при обработке внутренних поверхностей, где требуется точность, чистота и стабильность геометрии. Классификация основана на угле при вершине: 55° для D-типа, 60° для T-типа. Правильный выбор обеспечивает надежный заход инструмента в отверстие, снижает радиальную нагрузку и увеличивает ресурс пластины. Диапазон стандартных диаметров охватывает 8–125 мм, при этом допустимый вылет достигает 10d при условии виброизоляции державки.
Конструкция резцов
Державка из легированной стали либо твердосплавного сплава служит носителем пластины. Твердосплавная монолитная конструкция уменьшает вибрацию, однако стоимость выше. Стальные державки комплектуются припаянной или механически зафиксированной твердосплавной головкой. В резцах диаметром свыше 25 мм встречается внутренний канал подачи СОЖ диаметром 2–3 мм, проходящий вдоль оси инструмента до выходного отверстия в зоне стружколома. Направленная струя снижает температуру режущей зоны и улучшает эвакуацию стружки.
Узел крепления пластины соответствует ISO 1832. Распространённые модификации:
• DDJNR/L – наружная подача прижимной планкой,
• TDUNR/L – прижим эксцентриком с винтом,
• DTGNR/L – нижняя опора с клином.
Установка под углом 3–5° относительно продольной оси исключает повторный контакт вследствие упругого прогиба. На державках малого диаметра (до 10 мм) применяется винтовое крепление, так как площадь опорной поверхности ограничена.
Выбор пластин
Форма пластины должна совпадать с обозначением державки. D-державка комплектуется ромбом 55° (ISO D), T-державка — треугольником 60° (ISO T). Радиус при вершине rₑ подбирают исходя из черновой или чистовой операции:
• 0,2–0,4 мм — тонкая чистовая обработка,
• 0,8–1,2 мм — комбинированная резка,
• 1,6–2,4 мм — высокопроизводительное черновое растачивание.
Марка сплава выбирается по твёрдости и вязкости заготовки. При обработке углеродистой стали подойдёт P30-P40 (ISO). Для нержавеющих сплавов — M20-M35 с добавкой ниобия, повышающей стойкость к сколам. Чугун обрабатывается K10-K20 с износостойким Al₂O₃ покрытием. Толщина TiAlN-слоя 2–4 µm повышает термостойкость до 900 °C.
Чипбрейкеры:
• F-тип (Finishing) — низкий профиль, шаг подачи до 0,15 мм/об,
• M-тип (Medium) — универсальная канавка, шаг до 0,35 мм/об,
• R-тип (Roughing) — глубокая канавка, шаг до 0,5 мм/об.
Рабочие рекомендации
Оптимальное соотношение вылета к диаметру — 5–6 d при закреплении в прецизионном держателе со шлицевым зажимом. При необходимости 8–10 d используется виброгаситель: в стальном корпусе размещена вольфрамовая масса с демпферным эластомером.
Перед растачиванием отверстие рассверливается на 0,2–0,4 мм меньше заданного диаметра, что снижает линейную нагрузку на резец. Черновой проход — скорость резания v_c 150–220 м/мин для стали 45, подача f 0,25–0,35 мм/об, глубина резания a_p 1,5–2 мм. Чистовой проход выполняется на v_c 220–260 м/мин, f 0,08–0,15 мм/об, a_p 0,2–0,4 мм.
Контролируемое давление СОЖ 8–10 бар обеспечивает струю толщиной 0,7–1 мм, что исключает повторный контакт стружки со стенкой. При работе без внутренней подачи применяют внешнюю форсунку, направленную под угол 25–30° к оси отверстия.
Частые дефекты и корректирующие действия:
• Ступенчатый профиль — сократить вылет либо повысить жёсткость зажима.
• Термический износ — сменить марку пластины на тонкослойное покрытие AlTiN.
• Набегание вибрации — снизить скорость резания до 80 % и поднять подачу до верхней границы для данного чипбрикера.
После завершения работы поверхность пластины очищается этанолом без абразивных падов, корпус резца вытирается мягкой ветошью, канал СОЖ продувается сжатым воздухом при 4 бар. Складирование в индивидуальных гнёздах исключает ударную нагрузку на кромку.
Расточные резцы D/T-тип созданы для точения внутренних поверхностей на токарных станках, где требуются высокая точность и стабильность при большом вылете инструмента.
По стандарту ISO расточной инструмент подразделяется по форме державки: D-тип имеет цилиндрический хвостовик с внутренним демпфером, T-тип — монолитный карбидный стержень без полостей. Обе версии используют одинаковые вставки, различаясь лишь жёсткостью и массой.
Конструкция режущей части
Узел крепления пластины включает клиновой прижим и упорный штифт. Соединение выдерживает ударные нагрузки, исключая микроподвижки пластины. Зона опорной поверхности имеет шлифованную базу, что совместима с квадратными, ромбическими и треугольными пластинами.
Форма посадочного кармана совпадает с классификацией пластин — CNGA, DNMG, TNMA, причём буквы G или M указывают уровень качества прижимной поверхности. Для тяжёлой обработки применяются пластины класса G с крупной прижимной точкой, для получистовой — класс M.
Прижим производится винтом TORX. Для исключения поломки винтовой пары в тело инструмента монтируется твердосплавная втулка, сопротивляющаяся высокому крутящему моменту. Замена изношенной втулки выполняется без сверления дополнительных отверстий.
Задний угол пластины на D-типе равен 11°, на T-типе 7°, что снижает радиальную нагрузку при длинном вылете. Передний угол формируется за точным фасоном пластины, влияя на направление стружкообразования.
Тело резца изготавливается из легированной стали с внутренними каналами СОЖ. В отверстиях диаметром свыше 4×D инструмент обеспечивает выход стружки через форму спирального желоба, сводя к минимуму забивание канавки.
Державка подвергается Nitridur-обработки, обеспечивающей твёрдость поверхности 900 НВ, стойкую к абразивному износу стружкой. Внутренняя поверхность каналов СОЖ проходит химическое никелирование, устраняющее коррозионное разрушение.
Критерии выбора
Диаметр заготовки определяет рекомендуемый минимум вылета: 2×D для получистового точения, 3×D для черновых проходов. При большей консоли предпочтителен D-тип с демпфером, тогда как T-тип подходит для коротких вылетов.
Углы режущей кромки подбирают под материал детали: 80° для сталей, 55° для жаропрочных сплавов, 35° для алюминия. Тонкое покрытие TiAlN выдерживает термошок, а алмазное покрытие увеличивает ресурс при обработке цветных металлов.
Параметр L/D (отношение вылета к диаметру державки) не превышает 5 для D-типов с демпфером и 3 для T-типов. Превышение лимита приводит к автоколебаниям при глубине резания свыше 0,5 мм.
При обработке нержавеющей стали предпочтителен инструмент с положительным передним углом и мелкоступенчатой канавкой. Чугун обрабатывается отрицательным углом и гладкой канавкой для предотвращения сколов режущей кромки.
Расход СОЖ вычисляется исходя из площади поперечного сечения канала. При диаметре 4 мм объёмная подача рассчитывается по формуле 14 л/мин. Температура жидкости держится в диапазоне 18–22 °C, что гарантирует стабильность размеров детали.
Практика применения
Перед запуском измеряют геометрию державки и сравнивают со спецификацией ISO 5608. Концентрическое биение не превышает 0,01 мм по опорному поясу. Режим 0,25 мм/об и 120 м/мин гарантирует гладкую поверхность Ra 1,6 на глубине 50 мм.
При прерывистом резании используют T-тип с положительным передним углом 6–7 °. Такая конфигурация снижает силу резания и улучшает отвод тепла. Для глухих отверстий применяют подачу СОЖ под давлением 70 бар через внутренний канал.
Контроль шума вибрации визуально проводится через спектральный анализ сигнала датчика ускорения, встроенного в головку резца. При наличии пика на частоте выше 600 Гц корректируется частота вращения шпинделя до минимально-резонансной зоны.
Достижение шероховатости Ra 0,8 обеспечивается применением пластин со специализированной шлифовкой кромки honed-edge 0,02 мм и микроструктурой покрытия AlTiN-SiN. В этом случае подача снижается до 0,1 мм/об при глубине резания 0,15 мм.
При ступенчатом отверстии D-тип комплектуется сменной распорной втулкой, предотвращающей провал инструмента на переходной ступени. Для фасок 45° используется вставка с передним углом +15° и боковым 45°.
Финишное измерение отверстия выполняется пневматическим датчиком двухточечного типа. Погрешность линейного размера не превышает 6 мкм, форма сохраняет округлость 4 мкм на длине 60 мм.
На многошпиндельных автоматах D-тип сокращает время цикла, поскольку обрабатывает диаметры от 12 до 30 мм без смены инструмента. Перестройку обеспечивают сменные проставки, регулирующие выступ пластины.
При глубокой обработке (L/D = 7) внедряется активная демпфирующая система, состоящая из вольфрамового сердечника, суспендированного в вязком полимере. Колебания гасятся переводом энергии в тепло внутри сердечника.
T-тип подходит для высокоскоростного соединениясверления отверстий под закладные. Комбинация твердосплавного тела и минимальной компрессии повышает резонансную частоту, что даёт вращение свыше 8000 об/мин.
Снятие заусенцев на входной кромке выполняется той же пластиной с уменьшенной подачей до 0,05 мм/об и увеличенной скоростью до 250 м/мин. Теплотворный поток выводится высокопроизводительной СОЖ, содержащей 8 % эмульгирующих добавок.
Стабильное отклонение диаметра обеспечивается системой динамического контроля размера. Сенсорное кольцо монтируется в патроне, после каждых двух деталей выполняется корректировка смещения пластины на 2 мкм через прецизионный механизм резцедержателя.
Комплексный подход к конфигурации D/T-типов, подбору вставок, охлаждению и настройке станка сокращает затраты на расточные операции на 18 % при серийном производстве деталей гидравлических распределителей.
Износ пластины отслеживается по показателю ширины зонального следа. Пластина меняется при достижении 0,18 мм. Своевременная замена исключает термический выход из строя кромки и повреждение отверстия.
Правильная интеграция резцов рассматриваемого типа в технологию создаёт гладкие, точные отверстия, предохраняет оборудование от вибрационных перегрузок и продлевает срок службы дорогостоящих вставок.
