Резец отрезной токарный: конструкция, виды, режимы, назначение

Рабочие режимы

Режим резания определяется несколькими факторами, основные среди которых – расточка инструмента, тип материала, диаметр углубления. Так, на основе диаметра резец для расточки цилиндров монтируют выше центра либо ниже. Резец для глухих отверстий во избежание образования в торце бобышек располагают по центру.

Однако чрезмерно большой вылет сказывается на качестве поверхности, так как вызывает вибрации и упругие деформации, а также ведет к быстрому износу пластины. В большинстве случаев оптимальна расточная оправка с наибольшей жесткостью. Под ней понимают способность к сопротивлению деформациям под внешним влиянием. Данный показатель дифференцируют на два типа. Статистическая жесткость относится к упругим деформациям, динамическая – к вибрациям. В целом она определяется материалом, размерами, формой и методом установки предмета. Жесткость имеет значение для режимов и частоты обработки, а также стойкости инструмента.

Для растачивания используется консольный способ крепления инструмента, характеризующийся малой жесткостью, вследствие чего наблюдаются вибрации. С целью улучшения виброустойчивости необходимо сократить вылет расточного резца. Однако, как было отмечено, это снизит глубину расточки. Оптимальным значением вылета, обеспечивающим виброустойчивость, считают равное четырем диаметрам оправки.

В процессе работ следует создать минимальную силу резания. Для этого подбирают геометрию расточного резца. Так, рекомендуется применять варианты с формами СМП типа V и D. К тому же следует выбирать модели с положительной геометрией передней поверхности пластин и радиусом при вершине заднего угла равным 90°. При эксплуатации для задней поверхности допустим износ до 0,3 мм. Наконец, лучшую виброустойчивость обеспечивают твердые сплавы с износостойкими покрытиями.

Величина прогиба определяется также моментом инерции поперечного сечения державки, который зависит от его формы и размеров.

Ввиду этого жесткость таких моделей выше, чем у вариантов с круглой державкой. Это позволяет значительно повысить скорость резания в отсутствии вибраций даже при большом вылете. К тому же допустимо повышение сечения стружки до 5 раз. Наконец, в изготовлении такие расточные резцы проще, чем обычные.

Угол заточки расточного внутреннего резца определяется типом работ (черновые, чистовые). Задний угол связан обратной зависимостью с диаметром отверстия.

Основное назначение инструмента

Этот режущий инструмент применяется в машиностроении на самых разных станках: фрезерных; строгальных; долбёжных; токарных.

С помощью этого инструмента происходит обработка самых разных деталей, с определённой точностью. Чтобы получить изделие нужной формы, с детали снимается несколько слоёв металла. Для этого его прочно закрепляют в резцедержателе.

Рабочая поверхность инструмента имеет очень острую кромку, напоминающую клин. Он врезается в заготовку, деформирует её наружную поверхность. В результате она начинает скалываться. Передняя поверхность инструмента сдвигает её, превращая в стружку.

Поступательное движение продолжается, процесс скалывания не останавливается, продолжается образование стружки. Её внешний вид сильно зависит от нескольких факторов:

Скорость вращения детали.
Подача.
СОЖ.

В зависимости от вида операции, оснастка подразделяется на несколько типов:

Токарная.
Долбёжная.
Строгальная.

Для перемещения заготовки совместно с инструментом в горизонтальном направлении, устанавливается строгальный резец. Если резание происходит вертикально, пользуются долбёжным приспособлением. Оба приспособления работают по одному принципу. Они отличаются от аналогичной токарной оснастки, так как на этом станке процесс резания происходит непрерывно. Когда выполняется строгание или долбление, врезание происходит только во время рабочего хода.

Согласно технологическому процессу, обработка заготовки может иметь несколько операций:

Черновую.
Получистовую. Резец имеет режущую пластину с закруглённой режущей кромкой. В результате улучшается шероховатость поверхности.
Чистовую.
Тонкое точение.

Обработка глухих отверстий

Очень часто встречаются конструкции, где детали не имеют сквозных отверстий. Чтобы их расточить, применяется специальный, расточной резец для глухих отверстий. Все типы такого инструмента стандартизованы. В ГОСТе можно посмотреть размеры резца, а также его конструкцию.

Когда приходится обрабатывать глухие отверстия, устанавливается режущая пластина в виде треугольника. Для удобства работы, рабочая часть державки имеет небольшой изгиб. По диаметру отверстия, подбирается соответствующий габарит державки.

Растачивание сквозных отверстий

Чтобы использовать изогнутый резец, в детали предварительно сверлят отверстие. Его глубина находится в прямой зависимости от размера державки. Чем она длиннее, тем больше глубина отверстия. Толщина слоя снимаемого металла, при такой обработке примерно равна величине загиба режущей части.

Расточной инструмент для работы на токарном станке

Токарная обработка деталей считается одной из важнейших операции машиностроения. При помощи расточного инструмента выполняется обработка глухих или сквозных отверстий.

Использование расточного инструмента даёт возможность получить высокую точность обработки и отличную шероховатость поверхности. Расточные операции выполняются только в определённых ситуациях:

Когда сверление не даёт точных размеров и нужной чистоты поверхности.
Отсутствует нужный инструмент для получения требуемого диаметра.
Необходимо получить прямолинейное отверстие с точным расположением оси. Диаметр обрабатываемого отверстия намного больше стандартного размера сверла.
Очень маленькая длина отверстия.

Для обработки цветных металлов, пластмассы и других лёгких материалов, применяют резцы, для изготовления которых используется инструментальная сталь. Если в рабочую головку установлена твердосплавная пластина, используют прочную нержавеющую сталь.

Во время работы режущая часть начинает изнашиваться, происходит выкрашивание твердосплавной пластины. Резцы приходится перетачивать.

Принципы выбора

Существует несколько факторов, определяющих выбор подрезного резца.

Во-первых, необходимо учитывать материалы целевых деталей. В данном случае используют принцип меньшей их жесткости относительно инструмента. Сопоставление по данному параметру осуществляют на основе марок стали.
Во-вторых, следует определиться с требуемым соотношением точности геометрических размеров и качеством обработки поверхности.
В-третьих, учитывают износостойкость инструмента, определяемую жесткостью исходного материала.

Следует отметить, что основные конструктивные элементы создают из различных материалов. Это обусловлено различным их назначением, обуславливающим требования к свойствам. Так, державка служит для фиксации в резцедержателе, следовательно, основными требованиями к ней являются твердость, ударо-, термо- и износостойкость.

Для создания режущих пластин применяют два типа материалов.

Детали из быстрорежущей стали подходят для компактных заготовок. Удаление большого слоя материала следует осуществлять в несколько проходов. Не рекомендуется применять такие модели для обработки прочных материалов вроде бронзы, каленой стали и т. д. Это обусловлено относительно небольшой прочностью быстрорежущей стали, вследствие чего она быстро затупляется при обработке таких предметов.
Твердосплавные режущие элементы с добавлением кобальта универсальны благодаря износо- и термостойкости. Ввиду этого они более дорогие. Для изготовления таких инструментов применяют комбинированный материал, включающий обычно быстрорежущую сталь и два сорта твердосплавной.

Для отражения параметров подрезных резцов используют маркировки, обычно обозначающие марку стали режущего элемента. К примеру, для модели Т15К6 титановольфрамовой группы цифры маркировки обозначают процентное содержание, буквы – карбид титана (Т) и кобальт (К).

Виды токарных резцов

Широкий круг решаемых задач, которые возникают при создании конструкций из дерева, требует большого количества токарных приспособлений различного назначения. Современные производители предлагают большое многообразие таких изделий. На любой токарный резец возложено выполнение определённых практических задач. Каждый токарный резак состоит из двух частей: рабочей части, производящей обработку или резание и элементов крепления. На рабочую часть выделяют примерно 20 сантиметров от всей длины металлической заготовки. Такой размер обеспечивает свободу манёвра инструментом, что гарантирует точность выполнения требуемых операций. Запас по длине позволяет много раз производить обработку режущей части. Длина хвостовой части определяется длиной будущей ручки. Она должна обеспечивать безопасную работу.

Несмотря на большое многообразие подобных инструментов, все типы токарных резцов можно классифицировать по следующим признакам:

характеру выполняемых задач;
материалу, из которого он изготовлен;
форме наконечника и значению углов заточки.

Такая классификация токарных резцов позволяет точно определить их область применения. По характеру решаемых задач они могут быть отрезными и обрабатывающими. В качестве материала для их изготовления выбирают марки сталей, обладающие повышенной твёрдостью. Это позволяет создать хорошо режущую переднюю кромку.

Токарные резцы, подразделяются на следующие виды:

отрезные;
стамески;
скребки.

Стамески делятся на две группы. Первая предназначена для грубой обработки или резания. Вторая — применяется для окончательной или чистовой обработки.

В основном они обладают четырьмя формами режущей кромки:

прямой или плоской;
радиусной;
в виде скобы;
уголковой.

Ширина стамески выбирается в зависимости от размера заготовки. Она изменяется от четырёх до тридцати миллиметров. Основная группа токарных стамесок имеет лезвие, позволяющее вытачивать необходимые фигуры на плоской поверхности. Для придания определённого рифления изготавливаются специальные стамески. К ним относятся:

рейер полукруглый (его название определяется формой лезвия. С его помощью производят предварительную обработку подготовленной заготовки);
мейсель имеет обоюдоострую режущую кромку, угол схождения граней достигает 25 градусов. Он идеально подходит для вытачивания различной величины углублений, проточки канавок, вырезания фигур и рисунков. С его помощью осуществляют чистовую обработку поверхности;
стамеска- крючок (предназначен для изготовления в поверхности различных углублений, Их величина зависит от диаметра крючка);
стамеска гребёнка – позволяет нарезать резьбу на внешней и внутренней стороне деревянного изделия (с её помощью изготавливают деревянные метизы, для последующего крепления отдельных деталей);
стамеска-скребок – применяется для чистовой обработки деталей, имеющих поверхность цилиндрической формы.
клюкарзы (к ним относятся угловые стамески. Они применяются для вырезания на поверхности изделия сложных и объёмных рисунков, орнаментов, барельефов или различных декоративных украшений);
клепики (применяется для тонкой доработки рельефной поверхности. Особенно она полезна для изготовления сложных изображений, выборки древесины в труднодоступных местах).

Следовательно, стамески могут быть плоские или фигурные. Основными характеристиками, на основании которых производится классификация резцов является форма будущего изделия и его художественное оформление. Работа стамесками производится вручную. Качество получаемого изделия во многом зависит от качества токарного инструмента, плотности древесины и квалификации мастера.

Чистовая обработка производится токарными резцами с углом заточки в правую или левую сторону. Опыт проведенных работ показал, что наиболее приемлемым является угол равный 70-75 градусов. Для финишной зачистки используют токарные изделия, заточенные под углом в 20-25 градусов.

Для решения более сложных (нестандартных) задач применяют фасонные резцы. К ним относят токарные изделия, обладающие режущей частью в форме полукруга.

Многообразие предлагаемых в продаже токарных резцов и возможность самостоятельного изготовления позволяет выбрать такой инструмент, который позволит решать самые сложные задачи и создавать неповторимые детали с самыми причудливыми рисунками из любых типов древесины.

Классификация резцов для токарной обработки

Существуют государственные стандарты, в которых описывается классификация токарных резцов. Одной из классификаций является разделение по типу обработки металлических поверхностей:

Грубая обработка — черновая.
Чистовое обрабатывание.
Проведение высокоточных операций.
Получистовая очистка.

Существует разделение по виду материала, из которого делают рабочую часть оснастки. Отдельная классификация касается целостности конструкции оснастки:

Цельные приспособления. Представляют собой оснастку для токарных станков, изготавливаемую из легированной стали. Редко встречаются модели, изготовленные из инструментальной стали.
Приспособления с дополнительными пластинами. Они делаются на заводе из разных видов твердых сплавов, металлов.
Модели со съёмными пластинками. Закрепляются на державке с помощью винтов. Редко используются во время серийной обработки металлических деталей.

Главной классификацией считается разделение приспособлений на отдельные виды по форме, конструкции. О них нужно поговорить отдельно.

Классификация резцов

Прямые проходные

Используются для наружной обработки заготовок из стали. Размеры:

прямоугольные державки — 25х16 мм;
квадратные державки — 25х25.

Резец токарный проходной с частью, закрепляемой в суппорте квадратного сечения. Используется при проведении особых штучных операций.

Отогнутые проходные

Специальная оснастка, у которой рабочая часть согнута в левую или правую сторону. Применяются для торцевания деталей. С их помощью удобно снимать фаски. Существует три разновидности отогнутых резцов:

Тренировочная оснастка — 16×10 мм.
Наиболее популярный размер — 25х16 мм.
Заказные модели — 40х25 мм.

Редко встречаются размеры удерживающей части 32х20, 20х12 мм.

Упорные проходные

Приспособления бывают с прямым и отогнутым рабочим элементом. Предназначены для работы с деталями цилиндрической формы. Форма плюс правильная заточка позволяют быстро снимать большинство излишков с рабочей поверхности заготовки. Размеры державок у упорных проходных приспособлений — 16х10–40х25 мм.

Отогнутые подрезные

Представляют собой оснастку похожую на проходную. Однако, есть различие по форме режущей кромки. Она треугольная, что позволяет делать более качественную обработку. Размеры удерживающей части — 16х10–32х20 мм.

Отрезные

Популярные приспособления, которые применяются при разрезании металлических заготовок. На месте реза образуется угол 90 градусов. С его помощью создают пазы, выемки на деталях. Отрезная оснастка представляет собой державку с закреплённой пластиной из твердого сплава металлов. Размеры удерживающей части — 16х10–40х25 мм.

Работа с отрезным резцом

Резьбонарезные для внешней резьбы

Данные приспособления применяются, когда нужно сделать резьбу снаружи металлических заготовок. Инструмент состоит из удерживающей части с закреплённым на ней копьевидными пластинками.

Резьбонарезные для внутренней резьбы

Приспособления применяются для нарезания резьбы в просверленных отверстиях. Приспособление состоит из удерживающего элемента квадратного сечения. От её размера зависит то, на какую глубину можно будет нарезать резьбу. Чтобы использовать резьбонарезные приспособления, на промышленном оборудовании должна быть установлена гитара.

Расточные для глухих отверстий

Расточные инструменты оборудуются согнутой на бок рабочей частью. Сверху напаивается режущая треугольная пластинка. От того насколько изменяется длина части, закрепляемой в суппорте, зависит размер отверстия, которое подлежит расточке.

Расточные для сквозных отверстий

Это оснастка для промышленного оборудования. Она применяется для расточки отверстий, созданных сверлением. От того, какая длина у части, закрепляемой в суппорте, зависит глубина обработки отверстий. Элемент с режущей кромкой имеет отогнутую головку. Толщина материала, которую снимает режущая кромка, практически равна изгибу. Максимальная длинна удерживающей части — 300 мм.

Расточные токарные резцы

Сборные

Выполняют разные технологические операции. Конструкция позволяет закреплять на державке разные твердосплавные пластинки. Наличие нескольких рабочих элементов позволяет увеличить универсальность приспособления. Резцы, которые собираются из разных пластин, закрепляются в шпинделях оборудования, управляемого системой ЧПУ. Сборными приспособлениями обрабатывают отверстия, делают контура, выбирают канавки.

Геометрические параметры и размеры инструмента

Конструкция любого канавочного резца характеризуется его геометрическими параметрами.

Геометрия корпуса или державки: L – длина тела, B и H – размеры сторон поперечного сечения.
Форма рабочей режущей пластины: l – длина рабочей части резца, b – высота тела пластины, S – толщина.
Расположение режущего элемента в корпусе. Гнездо под пластину может занимать всю ширину корпуса или один из углов. В последнем случае ширина гнезда обозначается литерой n. Пластина может быть посажена в гнездо под некоторым углом к корпусу.

Клинок для резания заготовки также имеет свои параметры, выраженные в углах.

«Гамма» отображает угол передней заточки – это главный элемент режущей кромки.
«Альфа» – задний главный угол заточки.
«Альфа» с индексом 1 – задний угол вспомогательного назначения.
«Лямбда» – угол, под которым режущая кромка имеет наклон.
«Фи» – угол главного назначения, расположенный в плане.
«Фи» с индексом 1 – угол вспомогательного назначения, расположенный в плане.

Выбор токарных резцов

Токарный резец, являясь на первый взгляд сравнительно простым инструментом, требует к себе серьезного подхода. Для качественной обработки металла к нему предъявляется ряд требований:

Правильный подбор материала и геометрических размеров режущей части инструмента.
Достаточная виброустойчивость державки.
Соответствие пластины инструментального материала для конкретного вида обработки: форма и размер, способ крепления. Выбор геометрии и конструкции места для крепления пластины.
Способ стружколомания.

Все эти факторы определяют качество будущей детали, скорость выполнения операций.

Геометрические размеры резцов должны обеспечивать:

Максимальное время работы режущей части до величины максимального износа — стойкость инструмента.
Сохранение всех первоначальных настроек. Это особенно актуально при работе станков-автоматов.
Качество обрабатываемой поверхности.
Недопущение чрезмерного уровня вибраций.

Точного соблюдения всех условий и параметров достичь невозможно. Поэтому для обработки конкретных изделий проводится оптимизация всех критериев, в результате чего готовая деталь должна соответствовать заданным размерам и шероховатостям.

Заточка резцов

Важным условием качественного изготовления деталей является их своевременная заточка. Этот процесс выполняется на точильно-шлифовальных станках при постоянном охлаждении. Заточка резца осуществляется в строгой последовательности. Сначала доводится главная поверхность с переходом на заднюю и вспомогательную плоскость. Затем получают ровную режущую кромку передней поверхности.

Резцы из быстрорежущей стали затачиваются электрокорундовым шлифовальным кругом. Точильный инструмент из карбида кремния используется для резцов из твердых сплавов. Применение шаблонов значительно облегчает доводку резцов.

Резец отрезной токарный

Рабочие режимы