Резцы по металлу для токарного станка

Качество металлообработки и вид токарного резца

Основным критерием при оценке деталей из металла является качество и точность выполнения. Они напрямую зависят от подбора резцов для токарной обработки. Поэтому инструментальная оснастка имеет строгое предназначение по качеству выполняемых токарных работ:

Точение деталей осуществляется за счёт срезания резцом

• Черновые (обдирочные).
• Получистовые.
• Чистовые.
• Операции высокой точности.

Чистовые и получистовые используются для доводки практически готовых изделий и токарных работ на малой скорости, как и высокоточные. Черновая обработка металла проходит на максимальных оборотах, позволяют снимать толстую стружку и ускорить процесс изготовления детали, но имеет низкое качество и малый срок службы.

На самом деле важно выбрать не только правильный резец, но и направление подачи. Инструменты любого типа делят на правые и левые

То есть в процессе они подаются справа налево или наоборот. Различить их достаточно просто: на инструмент, лежащий режущей поверхностью вниз, кладется правая рука: если режущий край остается со стороны большого пальца — правый, левая рука и край под большим пальцем — левый.

Еще одно различие токарных резцов по металлу влияющее на качество — способ установки:

• радиальные;
• тангенциальные.

Первые массово распространены, дешевы, снабжены простым креплением и устанавливаются на станок под прямым углом. На них выполняют основной объем заданий в любой мастерской. Вторые имеют сложное крепление и ставятся под углом к заготовке (не 90). Они позволяют работать более чисто и качественно, и ставятся на автоматы или агрегаты с ЧПУ.

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.

Виды резцов по металлу

Резцы для токарного станка делятся также по категории выполняемых работ. Каждый тип максимально приближен к определенным действиям и редко пригоден для остальных. Этот параметр стоит выбирать особенно внимательно.

Вид резца	ГОСТ	Модификации	Выполняемое действие
Подрезной	18880-73 18871-73	отогнутые упорные отогнутые	Для проработки торцевых срезов станках с поперечной подачей. Форма действующей пластинки — треугольная. Обработка ведется перпендикулярно оси вращения заготовочной болванки.
Расточной	18882-73	для закрытых отверстий для сквозных отверстий	Для растачивания отверстий. Диаметр ограничен длиной державки.
Отрезной	18884-73		Для резки болванок и полотна из металла под прямым углом. Подходит для резки канавок.
Проходной	18878-73 18877-73 18879-73	прямые отогнутые упорный отогнутый	Для обработки внешних поверхностей цилиндрических болванок, в том числе и торцевых. Подходят для съема фасок. Работа вдоль оси вращения заготовки.
Резьбовый	18885-73	для наружной резьбы для внутренней резьбы (только для станков с гитарой)	Для создания различной резьбы. В основном метрической, но при смене заточки можно добиться другого вида. Внутренняя резьба — только на больших диаметрах.
Фасочный	18875-73		Для создания сложных фасонных поверхностей с разными уровнями глубины.
Сборные	Универсальный вид с креплениями для пластин различного назначения.

Классификация резцов для токарной обработки

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

1. Грубая обработка — черновая.
2. Чистовое обрабатывание.
3. Проведение высокоточных операций.
4. Получистовая очистка.

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

1. Цельные приспособления. Представляют собой оснастку для токарных станков, изготавливаемую из легированной стали. Редко встречаются модели, изготовленные из инструментальной стали.
2. Приспособления с дополнительными пластинами. Они делаются на заводе из разных видов твердых сплавов, металлов.
3. 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:

1. Тренировочная оснастка — 16×10 мм.
2. Наиболее популярный размер — 25х16 мм.
3. 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.

Режимы резания при использовании отрезного резца

Токарная обработка металлических заготовок заключается в методичном снятии лишнего металла. Припуск – лишний металл, снятый с детали за определенное количество проходов. Главная задача оператора – выбрать такой режим вращения шпинделя и подачи резца, чтобы не происходило перегрева. Скорость выполнения работы не должна существенно ускорять износ оборудования и допускать нештатные режимы работы (перегрев, обработку материала неподходящим или тупым резцом), потенциально опасные для станка и оператора.

Технологи производят расчет режима резания индивидуально для каждого станка, учитывая его износ и специфику операций. В случае решения сложных задач используется метод пробных проходов в виде точения небольших участков при разных условиях. Это сильно растягивает процесс во времени, но может помочь выйти на оптимальные параметры, которые в итоге ускорят работу. Изготовление новой детали на станках с ЧПУ тоже не обходится без пробных проходов и построения алгоритма работы с учетом специфики изделия и особенностей оборудования.

Тщательно спланированный технологический цикл на основе справочных данных и опыта, использование отрезных токарных резцов, соответствующих ГОСТ, и исправного оборудования – залог успешного и безаварийного производства. Увеличение производительности – задача, решение которой не должно доходить до абсурда. Эксплуатация на пределе возможностей – гарантия быстрого выхода из строя станочного парка, срыва сроков поставки изделий. Резцы – дорогие расходные материалы, но использование дешевых изделий может привести к поломке станка полностью.

Маркировка

Маркировка описывает основные механические и физические параметры инструмента. Например, 2130-0255 ВК6 ГОСТ 18884-73 говорит, что это резец канавочный, соответствует ГОСТ 18884-73, правый в исполнении 1, с сечением 25Х16 мм и пластиной из твердого сплава ВК6. В отличие от обычного отрезного резца по ГОСТ канавочный отличается наличием пластины с ВК6.

Отрезной резец по ГОСТ 18884-82 обладает еще более высокопрочной пластиной, полученной из сплава ВК8 или более твердого. Такие инструменты могут использоваться в автоматическом режиме работы. Подобрать изделие с необходимыми параметрами можно с помощью соответствующих справочников.

Особенности конструкции резцов

Резец по конструкции выполнен из двух элементов: головки и стержня (который также называется державка). Стержень предназначен для крепления в резцедержателе токарного металлообрабатывающего станка. Профиль державки имеет форму прямоугольника либо квадрата.

Для унификации использования установлен такой ряд размеров сечений токарной державки, мм:

• для прямоугольных сечений – 16 х 10; 20 х 12; 20 х 16; 25 х 16; 25 х 20; 32 х 20; 20 х 25; 40 х 25; 40 х 32; 50 х 32; 50 х 40; 63 х 50;
• для квадратных сечений – 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40.

Головка резца это его рабочая часть и имеет ряд плоскостей и кромок, которые заточены под определенными углами для разных вариантов обработки металла.

Углы заточки:

• α — основной задний угол;
• β — угол заточки;
• δ — угол резки;
• γ — передний угол;
• φ — основной угол в плане;
• φ1 — дополнительный угол в плане;
• α1 — дополнительный задний угол;
• λ — угол уклона режущего края;
• ε — угол около вершины резца.

Основной задний угол. Угол, выполненный между плоскостью резания и основной задней поверхностью резца. Снижает силу трения, которая появляется между заготовкой и задней поверхностью. Отвечает за качество обработки металла и на его износоустойчивость. Заданный угол обратно пропорционален плотности обрабатываемого материала.

Угол заточки. Угол, который находится между основной задней и передней плоскостью резца. Отвечает за остроту и прочность.

Передний угол. Угол, который находится между передней плоскостью и нормалью к поверхности резке в месте контакта передней плоскости с металлом. Снижает деформацию срезаемой заготовки, уменьшает усилие резки, облегчает вывод стружки, повышает теплоотвод. Заточка угла обратно пропорциональна твердости металлической заготовки.

Угол резки. Угол, который находится между передней плоскостью резца и поверхности резки.

Основной угол в плане. Угол, который находится между основной режущей кромкой и поверхностью металла. Отвечает за качество обрабатываемой плоскости заготовки, сохраняя скорость подачи и глубину реза. Качество угла обратно пропорционально, а устойчивость к поломке и появлению вибраций прямо пропорциональны размеру угла.

Дополнительный угол в плане. Угол, который находится между дополнительной задней плоскостью резца и поверхности металла. Отвечает за качество обработки плоскости металла (со снижением угла уменьшается шероховатость, повышается чистота).

Угол около вершины. Угол, который находится между основной режущей кромкой и дополнительной задней плоскостью. Качество прямо пропорционально размеру угла.

Дополнительный задний угол. Угол, который находится между дополнительной задней плоскостью и поверхностью, перпендикулярной поверхности резца и проходящей сквозь дополнительную режущую кромку. Снижает силу трения, которая появляется между дополнительной задней плоскостью и металлом.

Угол наклона режущего края. Отвечает за направление вывода стружки и задает геометрию контакта режущей кромки с металлом. Наклон угла определяет предназначение резца: отрицательный наклон – для чистовой резки, 10-12 градусов – для черновой резки, 20-30 градусов – для резки закаленного металла. Универсальные резцы имеют наклон режущего края равный нолю.

Критерии выбора

Тип резца и марку указывают в техпроцессе на обработку детали.

Госстандарты на инструмент

• Проходные упорные быстрорежущие — ГОСТ 18870-73.
• — — — — — — — — — — — твердосплавные — ГОСТ 18879-73.
• Проходные отогнутые быстрорежущие — ГОСТ 18868-73.
• — — — — — — — — — — — твердосплавные — ГОСТ 18877-73.
• Проходные прямые быстрорежущие ГОСТ — 18869-73.
• — — — — — — — — — — — твердосплавные — ГОСТ 18878-73.
• Сборные резцы ГОСТ — 26611-85.

Основные режимы резания

Резцы черновой резки запрещено применять в чистовых работах и наоборот.

Сначала делают предварительную работу: снимается до 5–8 миллиметров в несколько проходов. Чистовая — для соблюдения точных размеров детали. Толщина среза — десятые и сотые доли миллиметра. Режимы обработки задаются в технологической карте.

Конструкция и назначение отрезного резца

Отрезной токарный резец представляет собой в общем случае пластину из инструментальной стали с тонким относительно общей ширины и толщины вылетом рабочей поверхности. В каждом конкретном случае существует уникальный набор геометрических параметров и углов, которые обеспечивают хороший рез, износостойкость и сопротивляемость повышению температуры во время обработки детали. Для работы на автоматических станках применяются резцы с припаянными твердосплавными пластинами.

Рассмотрев чертеж разных геометрических форм резцов, можно выделить ряд параметров, которые характерны для любой конструкции:

• задний угол – образуется между плоскостью точения и кромкой резца, от его значения зависит насколько велика будет сила трения между заготовкой и инструментом, соответственно влияет на температурных режим процесса;
• передний угол – определяет насколько эффективно происходит процесс удаления стружки, влияет на температурный режим и скорость реза;
• угол между основными поверхностями или угол заострения определяет скорость реза и быстроту изнашивания рабочей поверхности.

Сборный или инвертированный резец представляет собой мощную конструкцию со сменными отрезными пластинами, имеющими обычно Т-образный профиль. Несколько пластин из разных сплавов позволяют осуществлять резку разных материалов, форма рабочей поверхности хорошо подходит для проходки канавок и углублений, можно затачивать до критической длины, практически до полного износа рабочей поверхности.

Особенности конструкции резца токарного по металлу

Конструкция элемента состоит из державки резца, благодаря которой фиксируется инструмент на станке, и рабочей головки, что непосредственно обрабатывает поверхность заготовки. Державка может иметь квадратное или прямоугольное поперечное сечение. Рабочая часть инструмента сформирована из нескольких смежных плоскостей и режущих кромок. Их угол затачивания зависит от характеристики обрабатываемого материала и вида обработки.

Для достижения заданных параметров детали происходит движение закрепленных в станке резца и заготовки относительно друг друга

Рабочая головка может быть цельной или с приварными или припаянными пластинами. Новинкой являются резцы по металлу для токарного станка со сменными пластинами. Первый вариант представлен цельным с державкой элементом. Такой инструмент может быть изготовлен из специальной высокоуглеродистой инструментальной или быстрорежущей стали. Но такие резцы используются крайне редко.

Преимущественно для металлообработки на токарном станке используются резцы с приварными или припаянными пластинами. Изготавливается инструмент из быстрорежущей стали или твердого сплава, в составе которого присутствуют металлы: титан, вольфрам и тантал. Он отличается высокой прочностью и ценовой политикой. Данный токарный инструмент может быть использован для обработки изделий из цветных металлов, чугуна, любой стали и неметаллических материалов.

Очень часто при обработке материала используются резцы токарные со сменными пластинами. В отличие от предыдущего варианта пластина крепится к головке механически с помощью специальных прижимов или винтов. Инструмент удобен в дальнейшей эксплуатации, если пластина изготовлена из минералокерамики, что существенно увеличивает стоимость резца со сменными пластинами.

Разновидность резцов токарных по металлу со сменными пластинами

Рабочая часть для резца станка токарного может быть изготовлена из твердого сплава (танталово-вольфрамо-титанновые, титановольфрамовые, вольфрамовые), быстрорежущей стали (повышенной или нормальной эффективности), углеродистой стали высокого качества. Резцы могут быть использованы для таких типов токарных станков, как строгальные, токарные, долбежные, револьверто-автоматные и специальные.

ОТ-5 токарно-винторезный станок облегченный повышенной точности. Назначение, область применения

Облегченный токарный станок ОТ-5 спроектирован на базе токарного станка 16Б05П и может применяться в передвижных ремонтных мастерских.

Токарный станок ОТ-5 предназначен для выполнения различных токарных работ высокой точности, выполняемых в центрах, цанге, патроне и планшайбе, а также для нарезания метрических, дюймовых и модульных резьб.

Станок обеспечивает качество обрабатываемой поверхности и точность работы (точность размеров, геометрических форм) высокого класса.

Станок предназначен для использования в климатических условиях — У.4.1. по ГОСТ 15150—69

Основные конструктивные особенности

• Установка вариатора на специальной плите, не имеющей контакта с тумбой, а также независимая подвеска фартука станка обеспечивают снижение уровня вибрации при обработке и повышают качество обрабатываемой поверхности.
• Коробка подач обеспечивает возможность нарезания большого количества метрических, модульных резьб и получения широкого диапазона продольных и поперечных подач без смены шестерен гитары. Шпиндель установлен в оригинальных радиальных и упорных гидростатических подшипниках, что в сочетании с жесткой конструкцией станка позволяет производить уникальную по точности токарную обработку.

В автоматическую линию не встраивается.

Класс точности П по ГОСТ 8—82Е.

Разработчик — Одесское СКБ специальных станков.

Видео: Заточка токарных резцов на технологической пластине

Токарный станок — гениальное изобретение человечества. Сейчас без него трудно, и даже невозможно, обойтись практически в любой отрасли. Взять, например, автомобильную промышленность. В одном только двигателе сколько круглых деталей, которые необходимо сначала обработать на токарном станке, а затем поставить на своё место в «сердце» автомобиля. И колёса у него круглые, а отлитым дискам нужно придать идеально круглую форму.

Оборудование для изготовления или обработки чего-либо без специальных приспособлений — это бесполезная груда металла. Не исключение и токарный станок. Чтобы на нём работать, нужны инструменты и, в первую очередь, резцы.

Изготовление резцов своими руками: пошаговое руководство

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

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.

Заточка инструмента

Только регулярная заточка резцов позволит получить максимально точные результаты. Необходимость в процедуре возникает не только для инструментов, у которых есть твёрдосплавные пластины одноразового применения. Работа выполняется специализированными станками, когда речь идёт о производственных предприятиях крупного масштаба.

Ограничения по методике для домашних условий практически отсутствуют. Применение допустимо для обычных кругов по заточке, реагентов с химически активным действием. Станки универсального, специализированного назначения – дешёвый вариант, сохраняющий эффективность.

Обрабатывая заднюю часть инструмента, проходят три главных этапа.

• Сохранение такого же угла, что и у самой державки сзади. Увеличение показателя по сравнению с задним углом резания равно 5 градусам.
• Второй этап предполагает обработку поверхности самой режущей пластины сзади. Здесь надо сохранить превышение, равное 2 градусам.
• Доводка составляет третий этап. Он нужен для формирования необходимого заднего угла.

Через несколько этапов обработки проходит и передняя поверхность.

Доработка и шлифовка

Это делают карбидом, на специальном чугунном диске. Приспособление вращается, сохраняя скорость до 1-2 м/с. Направление вращения самого диска – к рабочей кромке, от опорной части инструмента.

Последовательно притирают лезвия, инструментальные поверхности. Резцы практически доводятся до блеска, их избавляют от любых неровностей.

Зачем нужна доводка? Инструмент со временем притупляется и изнашивается, если его используют достаточно часто. Причина – в том, что пластина трётся о заготовки и стружки. Если пластина ровнее, то трение будет меньше. Износ инструмента в такой ситуации замедляется.

У процесса доводки есть и другие особенности:

• При доводке применяют абразивные пасты, главный компонент у которых – борный карбид.
• Доводка предполагает смачивание инструмента керосином.
• Потом на поверхность зигзагообразно наносят пасту.
• Инструмент подносят к диску.
• Пасту ГОИ можно использовать совместно с керосином.
• Керосин не относится к обязательным этапам, когда применяют современные смазки.

Важно правильно установить стол подручника. После его установки по сравнению с серединной частью диска лезвия резцов с деталью на одних линиях, либо ниже

Вращение диска – к пластине с резьбой, направленное.

Частички пасты начинают измельчаться, когда прижимают инструмент, приступают к доводке. У резца нет сколов и потёртостей при прохождении через кромки. Неровности с резцовой поверхности устраняются благодаря тем самым зёрнам пасты.

Особенности выбора

Выбор фасонных резцов определяется тремя основными критериями:

• Передний угол определяют на основе целевых материалов. В большинстве случаев он составляет 0-25°. Причем величина угла должна быть напрямую связана с твердостью.
• Задний угол зависит от типа и конфигурации резца. Его величина имеет обратную зависимость от прочности режущей кромки. Следовательно, фасонные инструменты с большим задним углом не подходят для обработки толстых заготовок. Для круглых моделей в целях безопасности его величину не делают более 10-15°. Для прочих видов фасонных резцов он составляет до 30°.
• Материалы обычно выбирают твердосплавные наибольшей плотности. Это обусловлено высокой температурой кромок при одновременном взаимодействии с несколькими точками ввиду значительного сопротивления.