Токарные резцы по металлу: конструктивные особенности и классификация

Конструкция токарного резца

Разные виды резцов для токарного станка различаются формой, наличием дополнительных лезвий, зубьев. Однако общая конструкция остаётся неизменной. Оснастка состоит из двух основных элементов:

• Стержень — второе название «державка». Элемент оснастки, который закрепляется в оборудовании.
• Рабочая часть. Заточенный элемент резца, который соприкасается с заготовкой. Зависимо от особенностей конструкции, пластина, соприкасающаяся с заготовкой, может состоять из множества режущих кромок, рабочих плоскостей.

Работая с оснасткой для токарного оборудования, нельзя забывать про важность углов заточки рабочей части. Всего выделяется три угла, изменение которых повлияет на результат.

Правила эксплуатации

Токарные резцы способны долгое время выполнять основную функцию, пока не сточится рабочая поверхность. Но неправильное использование сокращает срок службы инструмента. Чтобы не допустить предварительного износа, нужно соблюдать простые правила эксплуатации:

• Устанавливать по центру.
• Чем больше габариты заготовки, тем крупнее должен быть резец.
• Включать охлаждение при работе на тяжелых режимах.
• Своевременно затачивать.
• Периодически проводить доводку рабочих поверхностей мелкозернистым камушком, не вынимая инструмент из резцедержателя.
• К заготовке подводить инструмент вручную, после касания включать автоматическую подачу.
• При остановке станка сначала вручную отвести инструмент, после выключить агрегат.
• Правильно подбирать режимы резания.
• Не хранить инструмент в куче — это приводит к сколам и трещинам на режущей кромке.
• При работе с отрезным резцом подводить его как можно ближе к патрону.

На токарном станке выполняется много видов работ. Для каждого процесса предусмотрен отдельный резец. Он подбирается исходя из обрабатываемого материала, режимов резания, параметров чистоты и шероховатости. Инструмент нужно своевременно его затачивать, соблюдать правила эксплуатации и хранения.

Геометрия резца

Существуют различные разновидности резцов, которые отличаются по размеру, форме державки и количеству плоскостей на рабочей головке. Например, стержень для закрепления оснастки может быть круглым, прямоугольным, квадратным. Рабочий элемент приспособления представляет собой набор поверхностей

— Резцы делятся на правосторонние и левосторонние. Отличие заключается в том, как расположена режущая кромка относительно удерживающей части.

Изготовление резцов своими руками: пошаговое руководство

Главное – использовать только инструментальную сталь, обладающую достаточно высокими эксплуатационными характеристиками.

Специалисты рекомендуют остановиться на легированном, либо углеродистом быстрорежущим варианте.

Подбор необходимой конфигурации напильников или рашпилей

Выбор этих деталей будет проще, если владелец заранее знает точно, какие перед ним стоят задачи. После этого длину, форму и размер подобрать не составит труда. Здесь дают несколько советов.

• Если требуется опилить до 5-10 мм толщины – лучше останавливаться на номере насечки 0 или 1.
• Точность обработки должна находиться в пределах 0,01-0,02 мм.
• По длине выбирать приспособления гораздо проще.

Главный ориентир – габариты поверхности, которую требуется опилить. Чем этот параметр больше, тем крупнее должно быть и само приспособление.

Можно воспользоваться специфической формулой, чтобы расчёт был точнее. К длине поверхности изделия прибавляем 15 см. Получим значение, которое и будет длиной рабочей поверхности напильника, рашпиля. Главное – чтобы работая, инструмент проводили по всей заготовке.

Крепление режущих частей

Самодельные инструменты делают также, что и профессиональные. Оптимальное решение – саморезы и винты. Чем качественнее изделие – тем лучше.

Классификация резцов для токарной обработки

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

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 металлов, сплавов.
• 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 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.

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.

Пару слов о производителях. Среди компаний, реализующих действительно качественную продукцию, которую стоит купить, выделим фирмы Hoffman Garant (Германия) и Proma (Чехия). В сегменте отечественных производителей внимания заслуживают фирмы СиТО (Гомельский инструментальный завод) и Калибр. Заказать с доставкой резцы можно по указанным ссылкам.

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.

Расточные резцы 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.

Виды строгальных резцов

Строгальные изделия отличаются от токарных изогнутой назад головкой и вершиной, которая не совпадает с опорной плоскостью инструмента. Такая конструкция объясняется технологическими особенностями обработки металла. Если бы резец не был изогнутым, под давлением удаляемого слоя металла он ломался бы.

Изображение № 3: виды строгальных резцов (схема)

По виду выполняемых работ инструменты делятся:

• на проходные для горизонтальных плоскостей;
• подрезные для уступов;
• для разрезки заготовок;
• фасонные для работы со сложными поверхностями.

Сборные резцы

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.

Наборы резцов с другими параметрами

Резцы для токарного станка по металлу 8х8 мм чешской компании Proma представлены одиннадцатью инструментами. При помощи пайки они оснащаются твердосплавными пластинами. Размеры резцов в данном наборе составляют 80 мм и 125 мм.

Те, кому для работы необходим инструмент, сечение хвостовой части которого составляет 0,12 см, могут использовать резцы для токарного станка по металлу 12х12 мм. Выполнение широкого спектра работ возможно за счет следующих резцов:

• проходного отогнутого;
• упорного;
• резьбового;
• расточного;
• отрезного;
• прорезного и других типов резцов.

На современном рынке инструментов вниманию потребителя предоставлен широкий ассортимент различных изделий для металлообрабатывающего оборудования. Новичку, решившему приобрести набор резцов для токарного станка по металлу, специалисты рекомендуют детально ознакомиться с классификацией этих инструментов, внимательно изучить их конструктивные особенности и характеристики, чтобы в дальнейшем не пришлось сожалеть о сделанной покупке.

Как установить на станке

Для получения надлежащего качества и точности обработки необходим правильный монтаж резца. Также ошибки при установке способствуют быстрому износу режущей кромки.

Устанавливается инструмент в резцедержатель строго по центру. Для корректировки его по высоте в арсенале токаря должны быть металлические пластины толщиной от 1 до 4-5 мм. Установка ниже центра приводит к выталкиванию детали, что опасно и для инструмента, и для работника. Если режущая кромка завышена, она перегревается и быстро изнашивается.

При установке режущего инструмента нужно придерживаться простых правил:

• Протереть опорную поверхность резцедержателя.
• Фиксировать инструмент минимум двумя болтами.
• Вылет головки не должен превышать 1,5 высоты державки.
• При черновой обработке допускается завышение режущей кромки на 0,3-1 мм.

После установки инструмента нужно снять пробную стружку. Если поверхность получается ровная и гладкая, стружка не наматывается на резец — можно приступать к работе.

Важно!

Не допускается использование более трех прокладок. Также они не должны выступать за пределы резцедержателя.

Преимущества твердосплавных пластин для резцов

Главные преимущества твердосплавных пластин для отрезных резцов перед инструментом из быстрореза — это возможность работы с высокими скоростями резания (до 500 м/с для стали) и сохранение твердости при высокой (до 900 °C) температуре в зоне обработки. Существуют два основных метода фиксации твердосплавных пластин на головке державки: напайка (а также аналогичные методы) и механическое крепление. Неразъемные соединения конструктивно проще и более устойчивы к вибрации при работе под большими нагрузками. Но, несмотря на более сложную технологию изготовления, отрезной инструмент с креплением пластин механическим способом обладает рядом неоспоримых преимуществ:

• отсутствие термического воздействия на головку державки во время крепления режущей части;
• возможность быстрой замены пластины или поворот другой режущей кромкой;
• использование на одном типе державки различных видов пластин;
• сохранение геометрических характеристик резца после замены пластины.

Помимо режущих элементов из твердых сплавов при обработке особо твердых материалов применяют керамические пластины. Они более хрупкие, но отличаются повышенной износостойкостью режущей кромки и могут работать при очень высоких температурах в зоне резания (до 1200 °C).

Виды и назначение

Резцами проходными грубо обдирают заготовки из стали, сплавов и цветных металлов, а также производят чистовое точение. Ниже описаны их виды.

Прямой

Используют для резки конических и цилиндрических деталей. Головки прямые. Если точение идет слева направо, используют проходной левый резец. При движении суппорта справа налево ставят правый резец. Хорошо подходят для черновой обдирки т. к. имеют большую жесткость.

Отогнутые

Рабочая часть изогнута в левую или правую сторону. Для обработки конических, цилиндрических, торцевых поверхностей и снятия фасок. Можно работать близко к кулачкам патрона. Универсальные, чем другие типы и чаще применяются.

Упорные

Упорными допускается резка заготовок ступеньками. Могут снимать до 5 мм. толщины металла за проход.

Часто выполняют с отгибами в рабочей части вправо или влево.

Сборные

Рабочая часть резца 1, в которую посажен штифт 3, на него надевают твердосплавную пластинку 2. Закрепляется клином 5 и винтом 4. Так она надёжно зажимается в корпусе резца.

Советы по выбору качественных резцов при покупке

Чтобы правильно выбрать резцы для того или иного конкретного случая, надо опираться на следующие важные параметры:

• Какой металл подвергается обработке чаще всего? Какие операции выполняются на оборудовании?
• Важно заранее расставить приоритеты, между износоустойчивостью, эффективностью обработок и качеством изделий.

Если токарь только начинает работать, то ему достаточно приобрести инструмент трёх видов:

• Расточные SDQCR.
• Нейтральные наружного типа
• Проходные, для обработки торцов. SDACR.

Наборы с резцами токаря актуальны, если эксплуатация планируется долгосрочная. Преимущество – комплекты со сменными пластинами. Необходимость в покупке новых державок отпадает, достаточно менять расходные составляющие.

Что касается производителей, то вот несколько названий, заслуживающих внимания:

• Калибр.
• СиТО.
• Proma из Чехии.
• Hoffman Garant из Германии.

Первые два производителя – российские. Актуальным будет приобретение специальной заточной машинки. Тогда при износе резцов самостоятельное возвращение работоспособности не доставит хлопот. Не нужно тратить время, ожидая мастеров.

Два круга абразивного свойства, поддержка охлаждающей системы становятся важными компонентами для современных агрегатов по заточке, шлифованию. Один диск – из карбида кремния, другой – на основе электрокорунда. Часть резца спереди обрабатывают первой, после неё идут поверхности сзади и дополнение. Цель – получение ровной кромки, способной разрезать материалы.

Это интересно: Как сварить нержавейку с черным металлом: особенности технологии

Какие действующие стандарты бывают и расшифровка их маркировки

Основным стандартом, по которым изготавливают токарные резцы, является ГОСТ:

• Отрезные и канавочные — ГОСТ 18874-73.
• Расточные — ГОСТ 18872-73.
• Проходные — ГОСТ 18871-73.
• Фасонные — ГОСТ 18875-73.
• Резьбовые — ГОСТ 188885-73.

Маркировка по материалу рабочей части:

• Вольфрамовые — ВК8, ВК2.
• Титановольфрамовые — Т5К10, Т15К6, Т30К4.
• Титано-тантало-вольфрамовые — ТТ7К12, ТТ8К6.
• Высокоуглеродистая сталь — У10А, У12А.
• Быстрорежущая сталь нормальной эффективности — Р9, Р12, Р18.
• Быстрорежущая сталь повышенной эффективности — Р18Ф2, Р18Ф4, Р6М3.

Это интересно: Как восстановить хром: очистка и реставрация хромированного покрытия