Токарные резцы по металлу

Как выбрать токарный резец

Выбирая модель, нужно руководствоваться такими основными правилами:

Узнать, с каким материалом будет работать резец, каким нагрузкам он будет подвержен, и какие операции по обработке вы станете производить;
Нужно определиться, что будет приоритетным показателем – качество обработки поверхности материала или точность выполнения геометрических размеров готовой детали

С учетом этого выбирается тип по геометрическим показателям и классифицирующим признакам.
Определить, как важно выполнение условия износоустойчивости резца и на протяжении какого времени она обязана сохраняться.

Назначение и сфера применения

Токарные резцы принадлежат к основному виду инструментов металло- и деревообрабатывающих установок, работающих на высокой скорости, в том числе ЧПУ, ГПС, ГПМ, (даже на токарных станках с ручным управлением).

Заготовки приобретают необходимую форму, размер, контактируя с деталью. Классифицируются согласно типу обработки, способу присоединения, направлению подающего движения, назначения.

По сравнению с цельными вариантами, сменная пластинка, расположенная на режущей кромке, подлежит замене в случае износа или необходимости проведения другого типа работ. Это позволяет существенно ускорить производственный процесс, расширить диапазон взаимодействия с рабочими поверхностями.

Твердосплавными элементами проводятся следующие операции:

• обработка поверхности заготовки;
• нарезка резьбы;
• расточка внутренней поверхности;
• развертка;
• раскрой стекла, гетинакса, цветного металла;
• выборка канавок, выемок, пазов.

Особенности конструкции резцовых устройств для токарного станка

Металл обрабатывают с помощью токарных резцовых приспособлений с двумя основными компонентами:

1. Рабочие головки берут на себя основную часть работы по металлу.
2. Державка надёжно фиксирует детали на станке.

Когда плоскости соединяются друг с другом, появляются рабочие головки. В комплекте с конструкцией – несколько головок, у которых режущие поверхности. Их выбирают с опорой на тип обработки, характеристики материалов у заготовок. Резец державки обладает поперечным сечением двух типов:

• Квадрат.
• Прямоугольник.

Следующие виды токарных резцов, каждый из которых выполняет своё назначение, выделяют по конструкции:

1. Оттянутые. Державка с увеличенной шириной по сравнению с рабочими головками.
2. Отогнутые. Название связано с положением, характерным для рабочей головки по отношению к оси державок. При виде сверху характеристика более заметна.
3. Изогнутые. При боковом взгляде форма державки становится изогнутой.
4. Прямые. Когда одна ось вмещает одновременно рабочие головки с державками. Допустимо расположение на двух осях, но параллельность друг к другу детали сохраняют.

2 Классификация инструмента

Существует множество параметров классификации резцов в соответствии с действующими ГОСТ. Согласно конструктивным особенностям выделяют следующие типы токарных резцов:

• монолитные, в которых режущая головка и державка являются цельной конструкцией;
• сборные, в которых на головке выполнена напайка пластины из быстрорежущего сплава, обеспечивающая повышенную эффективность обработки — это один из наиболее распространенных разновидностей инструмента;
• сборные, с механически закрепленной пластиной — пластину на головке фиксирует болт, в такой конфигурации выполняются резцы с металлокерамическими пластинами;
• регулируемые.

Функциональность резцов

В зависимости от качества обработки токарные резцы делятся на черновые и чистовые. Геометрия чернового инструмента обеспечивает возможность снятия материала большой толщины и сохранение твердости при сильном нагреве, возникающем при высокой скорости обработки. Чистовые аналоги имеют другое назначение, они нужны для работы на низких оборотах для снятия небольшой толщины материала.

Также выполняется классификация инструмента по направлению подачи, согласно которой выделяют правые и левые резцы. Под направлением подачи подразумевается сторона, с которой находится основная режущая кромка инструмента в момент, когда его головка обращена к лицевой части обрабатываемой детали.

Разновидности резцов

Функциональное назначение — один основных параметров классификации данного инструмента. В соответствии с назначением токарные резцы делятся на:

1. Отрезные (ГОСТ №18874-73) — используются на станках с поперечной подачей рабочего инстурмента, предназначены для обочки и обработки торцевый частей заготовок.
2. Проходные (ГОСТ №18871-73) — могут устанавливать на станка как с поперечной, так и с продольной подачой. Применяются для подрезки торцов, обточки, формирования деталей конической и цилиндрической формы.
3. Отрезные, они же канавочные (ГОСТ №18874-73) — монтируются на станки с поперечной подачей. Используются для резки монолитных кусков металла и протачивания канавок кольцевой формы.
4. Расточные (ГОСТ №18872-73) — предназначены для растачивания отверстий (сквозных и глухих), формирования углублений и выемок.
5. Фасонные (ГОСТ 18875-73) — используются с целью снятия наружных и внутренних фасок.
6. Резьбовые (ГОСТ №18885-73) — позволяют нарезать резьбу метрического, дюймового и трапецеидального сечения (как внутреннюю, так и наружную).

Также токарные резцы делятся прямые, отогнутые и оттянутые в зависимости от положения режущей кромки по отношению к державке. В отогнутых кромка выполнена в виде прямой линии, в отогнутых — изогнутую, в оттянутых — кромка уже, чем ширина стержня.

2.1 Какие резцы выбрать, где купить?

Чтобы определить, какие резцы нужны именно в вашем случае, необходимо определиться со следующими моментами:

• какой металл вы будете обрабатывать и какие операции будут выполняться;
• расставить приоритеты между качеством, эффективностью обработки и износоустойчивостью инструмента.

В целом, начинающему токарю необходимо иметь в распоряжении три вида резцов: проходные (маркировка SDACR) — для обработки торцов, наружные нейтрального типа (SDNCN) и расточные (SDQCR). Это базовый комплект, позволяющие выполнять большую часть технологических операций.

Если вы заинтересованы в покупке инструмента на долгосрочную эксплуатацию, имеет смысл взять набор токарных резцов со сменными пластинами. В последствии вы сможете менять расходники, а не покупать новые державки после износа режущей головки.

Резцы со сменными головками

Также имеет смысл приобрести заточную машинку, которая позволит вам самостоятельно возвращать резцам работоспособность при износе, а не пользоваться услугами сторонних мастеров. Тут необходимо заточно-шлифовальный агрегат оснащенный системой постоянного охлаждения с двумя абразивными кругами — из карбида кремния (для резцов из быстрорежущих сплавов) и электрокорунда (для твердосплавного инструмента). При заточке первоначально необходимо обработать переднюю плоскость режущей головки, затем — дополнительную и заднюю, пока не сформируется ровная режущая кромка.

Маркировка по ГОСТ

Требования к производству станков для металлообработки, а также вспомогательного оборудования жестко регламентируются требованиями межгосударственных стандартов.

К стержням режущих приспособлений предъявляют гораздо меньше требований по сравнению с элементами контактной группы. Их изготавливают из стали марки 45 или 50.

Для каждого типа конструкции существует отдельный стандарт. Например, изготовление проходных резцов с верхним прихватом сменной пластины регулируется ГОСТ 26611-85.

При производстве пластин из быстрорежущей стали используют кобальтовые составы:

• Р9К5;
• Р9К10;
• Р18Ф2К5.

После проведения температурной обработки их твердость достигает 67 HRC.

К шероховатости поверхности приспособлений предъявляют особые требования. После проведения доводки передней и задней частей степень чистоты должна соответствовать 9 классу.

Условные обозначения в соответствии с требованиями межгосударственного стандарта наносят на боковую поверхность.

В качестве примера расшифруем маркировку Т15К6:

1. «Т». Первая буква говорит о том, что в качестве материала изготовления использовался твердый состав титановой группы.
2. «15». Цифра указывает на массовую долю карбида титана в продукте.
3. «К». В состав продукта входит кобальт.
4. «6». Массовая доля вышеуказанного химического элемента.

ТИПОРАЗМЕРЫ РЕЗЦОВ

Широкий рейер (в английской литературе Spindle Roughing Gouge (SRG) или Roughing Out Gouge) представляет собой желобчатый инструмент, U-образный или С-образный в сечении, с одинаковой толщиной стенки (рис. 1 и 2). Оба варианта будут одинаково хорошо работать, поэтому выбор типа инструмента происходит исключительно на основе личных предпочтений токаря.

Также встречаются образцы таких резцов с неглубоким желобком. Это более ранняя модель, и часто её называют классической или континентальной (рис. 3).

Более детально следует рассказать о типоразмерах резцов. Все желобчатые резцы измеряются по внутренним кромкам. Оптимальным типоразмером для большей части работ будет 19 мм или 3/4”. Для большей производительности можно использовать резец шириной 32 мм. При производстве резцов неизменно соблюдается правило: чем крупнее резец, тем длиннее рукоять для компенсации усилия резания.

Например, у компании Crown обдирочный резец типоразмером 19 мм (рис. 4) имеет рукоять длиной 220 мм, а резец шириной 32 мм — 430 мм. Практически все резцы поставляются заточенными, но недоведёнными. Впрочем, это не должно останавливать вас от того, чтобы сразу попробовать инструмент в работе. Чуть ниже я расскажу как его заточить, а пока…

Мои самодельные резцы для резьбы по дереву.

Рис. 3. Континентальный тип резца

Рис. 4. Типоразмер резца

Производители

На современном рынке инструмента для обработки металла предложений много, есть известные поставщики и Noname продукция, велик ценовой разброс. Резцы сравнительно дорогие расходники, универсальность в таком случае не показатель, а скорее недостаток. Для надежности лучше всего подбирать под технологический цикл соответствующие ГОСТ токарные резцы из классических материалов. При необходимости оптимизировать работу можно экспериментировать с новыми материалами, но заявленные характеристики могут не оправдать вложений. К сожалению громкое имя сейчас не говорит о высоком качестве, китайские фабричные товары практически ничем не уступают по характеристикам, а цены существенно ниже.

Noname продукция может оказаться также не хуже известных брендов, т.к. далеко не все производители могут себе позволить широкие рекламные акции. В общем, лучше покупать у проверенных поставщиков, параллельно тестируя новую продукцию.

Заточка

Первичная заточка выполняется на заводе при изготовлении. Новый резец имеет готовый профиль режущих кромок с соблюдением углов. Но во время работы инструмент изнашивается, и необходимо его затачивать.

Когда требуется заточить режущий инструмент

Износ резца сказывается на скорости, качестве и точности обработки. При ручной подаче отрезного или канавочного резца появляется ощущение, что инструмент идет туго.

При автоматической обработке признаками износа являются:

• Изменение цвета стружки.
• Ухудшение качества поверхности.
• Искры во время точения.
• Свист, вибрация.
• Появление сколов и зазубрин на режущей кромке.

Совет! Не рекомендуется эксплуатировать резец до полного затупления режущей кромки.

Общие правила выполнения

Заточка выполняется на заточном станке. Для твердосплавных материалов предусмотрен круг из электрокорунда. Инструмент из быстрорежущий стали затачивают на круге из зеленого карбида.

Резец кладут на подручник и прижимают к вращающемуся кругу. Для получения ровной поверхности его необходимо перемещать вдоль круга. Режущая кромка должна располагаться по центру круга, в крайнем случае на 10 мм выше. Когда все поверхности готовы, на пересечении главной и вспомогательной режущей кромки делается небольшое скругление.

Важно!

Зазор между подручником и абразивным кругом допускается не более 3 мм.

Чтобы исключить перегрев режущей кромки, необходимо периодически ее охлаждать. Для этой цели возле заточного станка должна быть емкость с водой. Если пренебречь охлаждением, на поверхности кромки образуются микротрещины. Их не видно невооруженным глазом, но стойкость инструмента и качества обработки снижается.

Для повышения стойкости резца и спрямления кромок выполняют доводку. В зависимости от материала инструмента для этого предусмотрены алмазный (для твердосплавных) и эльборовый (для быстрорежущих) доводочные круги. Для контроля углов резца используют специальные шаблоны.

Классификация изделий

Все резцы различаются по общему направлению, в котором и происходит подавляющее движение.

1. Токарные инструменты левого типа — во время обработки способны поддаваться движению слева направо. Если же поместить на резец свою левую руку, то его общая режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца.
2. Правые резцы — это тип инструмента, который приобрёл наибольшее распространение и использование, а его подача происходит справа налево. Для того чтобы найти такой резец, на него стоит положить именно правую руку — его режущая кромка будет находиться, соответственно, со стороны отогнутого большого пальца.

В определённой зависимости от того, какие работы стоит выполнять на станке, резцы можно разделить на такие виды, как:

1. Для выполнения чистовой работы по поверхности металла.
2. Для получистовых работ.
3. Для создания более тонких технологических изделий.
4. Для осуществления черновой работы, которую можно также назвать обдирочной.

Проходные прямые

Применяется такой инструмент совместно с прямой рабочей поверхностью для таких же работ, как и резцы отогнутой формы, но он будет особо неудобным для снятия фасок.

Державки такой формы резцов для станка должны осуществляться в двух главных типоразмерах:

1. Квадратная форма — 25*25 мм (такие типы изделия с державками применяются для выполнения особых работ).
2. Прямоугольная форма резца — 25 на 16 мм.

Проходные отогнутые

Такие разновидности резцов, рабочая часть в которых способна быть отогнутой в левую либо правую сторону, применяют для процесса обработки на токарном станке торцевой части в заготовки. С их помощью также стоит осуществлять снятие фасок.

Державки прибора такой формы могут выполняться в совершенно разной форме:

1. 16*10 (для станков учебного типа).
2. 20*12 (такой размер прибора можно назвать стандартным).
3. 25*16 (самые распространённые разновидности размеров).
4. 30*20.
5. 40*25 (приборы с державкой такого типа создаются главным образом под особые заказы, их почти нельзя найти в свободной продаже на территории рынка).

Все требования к таким резцам будут проверяться по стандарту ГОСТа 18877−73.

Проходные упорные

При помощи п роходного упорного резца на токарном станке становится возможным обрабатывать поверхности заготовок металла цилиндрической формы. Главные конструктивные особенности такого типа резца, которые проходят обработку вдоль оси вращения, помогают даже за один проход устранять большое количество лишнего металла.

Державки для изделий такого типа также могут выполняться с использованием различных замеров (в миллиметрах).

1. 16*10
2. 20*12
3. 25*16
4. 32*20
5. 40*25.

Такой инструмент для работы на станке по металлу также может быть выполнен с правыми либо же левыми отгибами в рабочей части рубца.

Подрезные отогнутые

Внешне такой резец очень схож с проходным, но у него имеется совсем другая форма режущей пластины — она треугольная. Благодаря таким инструментам для токарного станка по металлу все заготовки обрабатываются в соответствующем направлении, перпендикулярно оси совершения вращения.

Резцы такого формата могут быть созданы с такими размерами держателей, как:

1. 16*10
2. 25*16
3. 32*20.

Отрезные

Отрезной тип резца считается более распространённым видом устройства для использования на токарном станке по металлу. В полном соответствии со своим наименованием применяется такой тип резцов для отрезки заготовки под соблюдением прямого угла. С его помощью также можно делать канавки различного диаметра и глубины на поверхности металлической детали. Понять, что перед вами именно отрезной тип резца для работы на станке, довольно легко. Его основной особенностью считается тонкая ножка, которая напаивается на пластину из твёрдых сплавов.

Существуют право- и левосторонние виды отрезных резцов для токарного станка по металлу. Отличить их можно также легко. Для этого стоит перевернуть резец режущей стороной пластины вверх и рассмотреть, с какой стороны расположена его ножка.

Конструктивные особенности токарных резцов

Каждый токарный резец состоит из двух частей.

1. Державка. Может быть квадратной или прямоугольной. С ее помощью резец закрепляют в посадочных гнездах станков. ГОСТом установлены следующие стандартные размеры державок.
   1. Квадратные — 4*4, 6*6, 8*8, 10*10, 12*12, 16*16, 20*20, 25*25, 32*32, 40*40 мм.
   2. Прямоугольные — 16*10, 20*12, 25*16, 25*20, 50*25, 40*32, 50*32, 50*40, 63*50 мм.
2. Головка. Это рабочая часть резца, контактирующая с заготовкой в процесс ее обработки. Головка состоит из заточенных под определенными углами кромок.

Изображение №1: конструкция токарного резца

Плоскости резания

Угловые параметры резцового токарного инструмента рассчитываются с помощью системы координатных плоскостей, среди которых базовыми являются основная, резания и главная секущая. Их взаимный наклон формирует углы заточки режущей части, обеспечивающие токарную обработку на расчетных режимах. Таким образом определяются следующие углы: главный передний (γ), главный задний (α), угол заострения (β), а также ряд других углов.

Углы резца

Работа токарного инструмента в процессе резания определяется угловыми параметрами передней и задней поверхностей. Поэтому основные углы резца — это главный передний (γ) и главный задний (α). При увеличении первого снижаются затраты мощности на выполнение резания, улучшается стружкоотвод и снижается шероховатость. С другой стороны, при увеличении переднего угла снижается толщина лезвия, что приводит к ухудшению его прочностных характеристик, усилению выкрашивания и уменьшению скорости отвода тепла. Основное назначение заднего угла — это снижение трения между поверхностью резания и главной задней. Кроме главных по функциональности углов α и γ при расчете определяется еще несколько углов, чьи величины влияют на класс чистоты токарной обработки, процесс формирования стружки и другие технические характеристики.

В зависимости от предназначения

Здесь речь чаще всего об обрабатываемых материалах.

Для дерева

Инструменты, обрабатывающие дерево, реализуются магазинами в таких комплектах:

• Гребёнки.
• Кольца.
• Крючки.
• Косые резцы.
• Обрезные резцы.
• Стамески.
• Рейеры.
• Мейселя.

Резцы и вращательные механизмы крепят друг к другу. Следы заготовок определяются сразу по инструментам, их формам, прочности, остроте. Это облегчает и выбор форм заготовок в итоге. От

Для работ с металлом

Приваривание и припайка пластин – оптимальный выбор для резцов, обрабатывающих металл. В производстве отдают предпочтение быстрорежущим, твёрдым сплавам. В составах обычно присутствуют тантал или вольфрам, титан. Высокая прочность, доступная цена стали главным преимуществом для инструментов.

Часто применяют разновидности, у которых пластины сменные. Тогда их крепят к головке, с помощью специальных винтов или прижимных элементов. Пластины из минералокерамики – самые удобные для дальнейшей эксплуатации. Но тогда резец будет дорогим.

Твёрдые сплавы применяют в случае с рабочими поверхностями инструмента:

1. Вольфрамовые.
2. Титановольфрамовые.
3. Танталово-вольфрамо-титановые.

Допустимы варианты с быстрорежущей сталью, либо её углеродистой разновидностью.

Установка резцов допустима на станки нескольких видов:

• Специального назначения.
• Револьверно-автоматные.
• Долбёжные.
• Токарные.
• Строгальные.

По виду обработки

Чистовые

Подача с небольшой скоростью. С болванки снимается материал, для которого характерна небольшая толщина. Проходной резец – наиболее популярная разновидность такого инструмента.

Получистовые

Много сходств с предыдущей разновидностью. Только характеристики у них используются в два раза меньшие по сравнению с аналогом. Назначение, особенности работы остаются почти одинаковыми.

Классификация резцов для токарной обработки

Классификация токарных резцов регламентируется требованиями соответствующего ГОСТ. Согласно положениям данного документа, резцы причисляется к одной из следующих категорий:

• цельный инструмент, полностью изготовленный из легированной стали. Существуют также резцы, которые изготавливаются целиком из инструментальной стали, но используются они крайне редко;
• резцы, на рабочую часть которых напаивается пластина, выполненная из твердого сплава. Инструменты данного типа получили наибольшее распространение;
• резцы со сьемными твердосплавными пластинами, которые крепятся к их рабочей головке при помощи специальных винтов или прижимов. Используются резцы данного типа значительно реже по сравнению с инструментами других категорий.

Основные понятия, касающиеся работы токарного резца, и его главные углы (нажмите, чтобы увеличить)

Различаются резцы и по направлению, в котором совершается подающее движение. Так, бывают:

1. токарные инструменты левого типа — в процессе обработки они подаются слева направо. Если положить сверху на такой резец левую руку, то его режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца;
2. правые резцы — тип инструмента, получившего наибольшее распространение, подача которого осуществляется справа налево. Для идентификации такого резца, на него необходимо положить правую руку — его режущая кромка будет располагаться, соответственно, со стороны отогнутого большого пальца.

Отличие левых и правых резцов

В зависимости от того, какие работы выполняются на токарном оборудовании, резцы подразделяются на следующие типы:

• для выполнения чистовых работ по металлу;
• для черновых работ, которые также называются обдирочными;
• для получистовых работ;
• для выполнения тонких технологических операций.