Резцы для чистовой обработки металла

Классификация резцов для токарного станка по металлу — виды, назначение

Специалисты, которые часто пользуются резцами для токарного станка при выполнении работ по металлу, а также те, кто занимается продажей этих изделий или снабжением машиностроительных предприятий, прекрасно осведомлены о том, каких видов бывают эти инструменты. Тем же, кто нечасто сталкивается в своей практике с токарными резцами, достаточно сложно разобраться в их видах, представленных на современном рынке в большом разнообразии.

Конструкция токарного резца

В конструкции любого резца, используемого для токарной обработки, можно выделить два основных элемента:

державка, при помощи которой инструмент фиксируется на станке;
рабочая головка, посредством которой выполняется обработка металла.

Рабочую головку инструмента формируют несколько плоскостей, а также режущих кромок, угол заточки которых зависит от характеристик материала изготовления заготовки и типа обработки. Державка резца может быть выполнена в двух вариантах своего поперечного сечения: квадрат и прямоугольник.

По своей конструкции, резцы для токарной обработки подразделяются на следующие виды:

прямые — инструменты, у которых державка вместе с их рабочей головкой располагаются на одной оси, либо на двух, но параллельных друг другу;
изогнутые резцы — если посмотреть на такой инструмент сбоку, то явно видно, что его державка изогнута;
отогнутые — отгиб рабочей головки таких инструментов по отношению к оси державки заметен, если посмотреть на них сверху;
оттянутые — у таких резцов ширина рабочей головки меньше, чем ширина державки. Ось рабочей головки такого резца может совпадать с осью державки либо быть относительно нее смещенной.

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:

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;
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.

Виды токарных резцов по металлу

В статье мы рассмотрим весь спектр токарных резцов по металлу и определим назначение и особенности каждого из них. Важное уточнение: к какому бы типу ни относились резцы, в качестве материала их режущих пластин используются определенные марки твердых сплавов: ВК8, Т5К10, Т15К6, значительно реже Т30К4 и др.

Проходные прямые резцы

Используют инструмент с прямой рабочей частью для решения тех же задач, что и резцы отогнутого типа, но он менее удобен для снятия фасок. В основном таким инструментом для токарного станка по металлу (к слову, не получившим широкого распространения) обрабатывают внешние поверхности цилиндрических заготовок.

Проходные прямые резцы

Державки таких резцов для токарного станка выполняются в двух основных типоразмерах:

прямоугольная форма – 25х16 мм;
квадратная форма – 25х25 мм (изделия с такими державками используются для выполнения специальных работ).

Проходные отогнутые резцы

Такие типы резцов, рабочая часть которых может быть отогнута в правую или левую сторону, используют для обработки на токарном станке торцевой части заготовки. С их помощью также снимают фаски.

Проходные отогнутые резцы

Державки инструментов данного вида могут быть выполнены в различных размерах (в мм):

16х10 (для учебных станков);
20х12 (этот размер считается нестандартным);
25х16 (наиболее распространенный типоразмер);
32х20;
40х25 (изделия с державкой такого размера изготавливаются преимущественно под заказ, их практически невозможно найти в свободной продаже).

Все требования к резцам по металлу данного назначения оговорены в ГОСТ 18877-73.

Проходные упорные отогнутые резцы

Такие инструменты для токарного станка по металлу могут изготавливаться с прямой или отогнутой рабочей частью, но на этой конструктивной особенности не акцентируют внимание, а просто называют их проходными упорными.

Проходные упорные отогнутые резцы

Проходной упорный резец, с помощью которого на токарном станке выполняется обработка поверхности цилиндрических заготовок из металла, является наиболее востребованным видом режущего инструмента. Конструктивные особенности такого резца, который выполняет обработку заготовки вдоль оси ее вращения, позволяют даже за один проход снимать с ее поверхности значительное количество лишнего металла.

Державки изделий данного вида также могут быть выполнены в различных размерах (в мм):

Данный инструмент для токарного станка по металлу также может быть выполнен с правым или левым отгибом рабочей части.

Подрезные отогнутые резцы

Внешне такой подрезной резец очень напоминает проходной, но у него другая форма режущей пластины – треугольная. При помощи таких инструментов для токарного станка по металлу заготовки обрабатывают по направлению, перпендикулярному оси их вращения. Кроме отогнутых, есть и упорные виды таких токарных резцов, но область их применения очень ограничена.

Подрезные отогнутые резцы

Резцы данного типа могут быть изготовлены со следующими размерами державок (в мм):

Отрезной резец считается наиболее распространенным типом инструмента для токарного станка по металлу. В полном соответствии со своим названием используется такой резец для отрезки заготовок под прямым углом. С его помощью также прорезают канавки различной глубины на поверхности детали из металла. Определить, что перед вами именно отрезной резец для токарного станка, достаточно просто. Его характерной чертой является тонкая ножка, на которую и напаяна пластина из твердого сплава.

В зависимости от конструктивного исполнения выделяют право- и левосторонние виды отрезных резцов для токарного станка по металлу. Отличить их друг от друга очень просто. Для этого необходимо перевернуть резец режущей пластиной вниз и посмотреть, с какой стороны располагается его ножка. Если с правой, то он правосторонний, а если слева, то, соответственно, левосторонний.

Различаются такие инструменты для токарного станка по металлу еще и по размерам державки (в мм):

16х10 (для небольших учебных станков);
20х12;
20х16 (самый распространенный типоразмер);
40х25 (такие массивные токарные резцы сложно найти в свободной продаже, в основном их изготавливают под заказ).

Резьбонарезные резцы для наружной резьбы

Назначение таких резцов для токарного станка по металлу – нарезание резьбы на наружной поверхности заготовки. Данными серийными инструментами нарезают метрическую резьбу, но можно изменить их заточку и нарезать с их помощью резьбу другого вида.

Резцы для нарезания наружной резьбы

Режущая пластина, устанавливаемая на таких токарных резцах, имеет копьевидную форму, изготавливается она из сплавов, которые были указаны выше.

Такие резцы делают в следующих типоразмерах (в мм):

16х10;
25х16;
32х20 (используются очень редко).

Такими резцами для токарного станка можно нарезать резьбу только в отверстии большого диаметра, что объясняется их конструктивными особенностями. Внешне они напоминают расточные резцы для обработки глухих отверстий, но не стоит их путать, так как они принципиально отличаются друг от друга.

Резцы для нарезания внутренней резьбы

Выпускаются такие резцы по металлу в следующих типоразмерах (в мм):

Державка этих инструментов для токарного станка по металлу имеет квадратное сечение, размеры сторон которого можно определить по двум первым цифрам в обозначении. Третья цифра – это длина державки. От данного параметра зависит глубина, на которую можно нарезать резьбу во внутреннем отверстии заготовки из металла.

Такие резцы можно использовать только на тех токарных станках, которые оснащены приспособлением, называемым гитарой.

Расточные резцы для обработки глухих отверстий

Расточными резцами, режущая пластина которых имеет треугольную форму (как и у подрезных), выполняют обработку глухих отверстий. Рабочая часть инструментов этого типа выполнена с изгибом.

Расточные резцы для глухих отверстий

Державки таких резцов могут иметь следующие размеры (в мм):

Максимальный диаметр отверстия, которое можно обработать при помощи такого токарного резца, зависит от размера его державки.

Расточные резцы для обработки сквозных отверстий

Такими резцами, рабочая часть которых выполнена с изгибом, обрабатываются сквозные отверстия, предварительно полученные при помощи сверления. Глубина отверстия, которое можно обработать на станке при помощи инструмента данного вида, зависит от длины его державки. Слой металла, который снимается при этом, приблизительно равен величине отгиба его рабочей части.

Расточные резцы для сквозных отверстий

На современном рынке представлены расточные резцы следующих типоразмеров, требования к которым оговариваются в ГОСТ 18882-73 (в мм):

Сборные резцы для токарных станков

Рассматривая основные типы токарных резцов, нельзя не упомянуть инструменты со сборной конструкцией, которые относятся к универсальным, так как могут быть оснащены режущими пластинами различного назначения. Например, закрепляя на одной державке режущие пластины различного типа, можно получить резцы для обработки на токарном станке заготовок из металла под различными углами.

Как правило, такие резцы применяются на станках с ЧПУ или же на специальных станках и служат для контурного точения, расточки глухих и сквозных отверстий и прочих специализированных работ.

Классификация резцов для токарной обработки включает в себя также прорезные, фасонные и некоторые другие типы. Понять принцип работы таких инструментов можно, ознакомившись с таблицей в начале статьи.

Чистовые резцы

Цель чистовой обработки (конечная обработка материала после черновой и получистовой отделки) – добиться минимального уровня шероховатости поверхности обрабатываемой детали, заготовки при сохранении высокой точности выполнения.
Чистовая отделка заготовки – очень важный процесс, при котором нужна особая аккуратность в работе. Немаловажную роль в этом выполняет и правильный подбор инструмента. Наша компания ООО ТД ЧТС занимается комплексным обеспечением предприятий всем необходимым для металлообработки инструментом.

Разновидности чистовых резцов в обработке металлов

Резцы для чистовой обработки бывают разными по форме и параметров в зависимости от их предназначения.

Резцы чистовые широкие, которые оснащаются пластинами из сверхтвердых сплавов. Применяются для обработки больших деталей и заготовок. Лезвие таких резцов имеет 10-40 мм. Класс чистоты обработки – 7-й.
Широкие чистовые резцы, которые оснащаются пластинами из быстрорежущих сплавов. Они практически не отличаются от предыдущего вида по размерам. Длина лезвия у таких резцов составляет 12-35 мм. Класс чистоты обработки – 7-й.
Двусторонние резцы, у которых имеется закругленная вершина, используются в случаях строгания на малых подачах, которые всегда являются неизбежными, если система станок-деталь-резец не имеет достаточной жесткости. Класс чистоты обработки при работах с такими резцами – 4-й и 5-й.

Чистовые широкие резцы для строгания имеют положительный угол наклона режущего элемента (главного лезвия) в сравнении со стандартными резцами.

Чистовые резцы используют, если обыкновенный проходной резец не дает в результате нужный уровень шероховатости:

Резец для чистовой обработки малой подачи.
Лопаточный резец для чистовой обработки большой подачи.

При обработке если увеличивается передний угол, вибрация резца снижается, и обработка поверхности материала становится более качественной. При установке резца для обработки чистовой относительно оси детали необходимо исключить появление дефектов на обрабатываемой поверхности. Для этого вершина инструмента устанавливается по оси заготовки или немного ниже. При закреплении необходимо обеспечить вылет резца по минимуму.

Чистовые металлокерамические резцы

В токарном деле используются также такой инструмент как резец чистовой, оснащенный металлокерамикой. Они стали альтернативой использованию привычных резцов из твердосплавных материалов. Эти резцы особенно оправданы в обработке таких материалов как чугун, закаленная сталь, цветных металлов, медных сплавов. Их преимущества проявляются в еще большей степени, чем выше будет твердость обрабатываемого материала и выше скорость резания.

Читать еще: Как правильно подключить камеру к компьютеру

Вращающиеся чистовые резцы

Для обработки крупногабаритных заготовок используют также вращающиеся чистовые резцы (чашечные). Конструкция такого резца состоит из чашки, выполненной из быстрорежущей стали или сверхтвердого сплава, которая при работе резца вращается в бронзовой втулке. Втулка из бронзы запрессованная в державке резца. Чашка во втулке крепится шайбой, пружиной и гайкой со шплинтом в отверстии (чтобы не было развинчивания гайки).

Алмазный резецдля тонкой обработки

К чистовым резцам относят также резцы с алмазными кристаллами для точения и растачивания деталей высокой точности. Точность точения при использовании таких резцов – 1. С их помощью затачивают детали из сложно обрабатываемых металлов и материалов.

Чистовая отделка заготовки – очень важный процесс, при котором нужна особая аккуратность в работе. Немаловажную роль в этом выполняет и правильный подбор инструмента. Наша компания ООО ТД ЧТС занимается комплексным обеспечением предприятий всем необходимым для металлообработки инструментом.

В обработке разных металлических деталей и поверхностей заготовки используются разные станки и резцы к ним. Для чистовой обработки (точение и строгание) используют резцы с пластиной, выполненной из быстрорежущей стали с разной подачей: от 0,2-0,4 мм/дв. ход до 20,5-25 мм/дв. ход.

Разновидности чистовых резцов в обработке металлов

Резцы для чистовой обработки бывают разными по форме и параметров в зависимости от их предназначения.

Резцы чистовые широкие, которые оснащаются пластинами из сверхтвердых сплавов. Применяются для обработки больших деталей и заготовок. Лезвие таких резцов имеет 10-40 мм. Класс чистоты обработки – 7-й.
Широкие чистовые резцы, которые оснащаются пластинами из быстрорежущих сплавов. Они практически не отличаются от предыдущего вида по размерам. Длина лезвия у таких резцов составляет 12-35 мм. Класс чистоты обработки – 7-й.
Двусторонние резцы, у которых имеется закругленная вершина, используются в случаях строгания на малых подачах, которые всегда являются неизбежными, если система станок-деталь-резец не имеет достаточной жесткости. Класс чистоты обработки при работах с такими резцами – 4-й и 5-й.

Чистовые резцы используют, если обыкновенный проходной резец не дает в результате нужный уровень шероховатости:

Резец для чистовой обработки малой подачи.
Лопаточный резец для чистовой обработки большой подачи.

Чистовые металлокерамические резцы

Вращающиеся чистовые резцы

Алмазный резецдля тонкой обработки

Виды токарных резцов

Токарные резцы по металлу применяются при точении и резке металла для придания изделию нужной формы. Процесс осуществляется путем срезания рабочей частью резца слоев материала изделия в форме стружки. Резцы для токарного станка различаются по характеру обработки поверхности, по конструкции, тому, как направляется движение подачи и прочим параметрам. Каждый из этих инструментов нужен для резки деталей определенного профиля, сечения, формы, поэтому имеет свои конструктивные и технологические особенности.

Разберем более подробно некоторые из видов металлообрабатывающего инструмента для токарных станков по металлу.

Типы режущего инструмента для токарного станка

Режущий инструмент разных видов имеет свои технические характеристики и параметры. Это обусловлено тем, что различные типы металлообрабатывающего инструмента предназначены для резки разных форм, в разных условиях, с разной интенсивностью. Если это единичное или массовое производство тоже могут подбираться оптимальные типы инструмента.

Классификация режущего инструмента регламентируется ГОСТами, нормативными и отраслевыми стандартами, включает группировку инструмента:

по типу обработки поверхности: первичная черновая, получистовая и чистовая обработка поверхностей на станках;
по тому, как направлено движение подачи: слева, справа;
по конструкции токарного резца: с заменяемой твердосплавной пластиной, механически закрепленной на рабочей головке путем припаивания или сварки; не составные цельные режущие, имеющие кромку из быстрорежущего материала;
по форме резца: прямые, отогнутые, изогнутой формы и пр.

В зависимости от предстоящей работы мастер подбирает оптимальный вид режущего инструмента, учитывая следующие параметры: объем работы, необходимые процедуры, глубину обработки детали, угол, под которым придется работать и прочие параметры. При создании деталей в массовом порядке режущий инструмент может проектироваться для каждой конкретной детали.

Как выглядит токарный резец

Любой режущий инструмент для токарных станков по металлу, независимо от его назначения, имеет две составные части: державки для фиксации резца в резцезажимном агрегате на станке и рабочая часть инструмента – головка, при помощи которой осуществляется резка. Рабочая головка резца имеет несколько граней-поверхностей и несколько режущих кромок. Державка может иметь поперечное сечение в форме квадрата или прямоугольника.

По форме выделяются следующие разновидности режущего инструмента:

Прямые режущие инструменты, у которых тело инструмента и его рабочая часть как бы находятся соосно, либо на параллельных друг другу осях.
Резец с изогнутой осевой линией. Металлообрабатывающий инструмент может быть изогнут вниз или вверх. Примерный угол загиба и форма инструмента показаны на рисунке ниже.
Инструмент с отгибом рабочей головки или отогнутый резец. Осевые линии режущей части и тела инструмента при этом могут совпадать, а все тело режущего инструмента изгибается влево или вправо.
Режущий инструмент «оттянутого» типа. Такой резец отличается тем, что ширина режущего края меньше ширины тела инструмента, режущая головка получается будто оттянута от державки. Осевые левые линии режущего края и тела инструмента при этом могут совпадать, либо может быть смещение оси головки относительно оси державки влево или вправо, как это обозначено на рисунке.

Виды токарных резцов по их назначению

Еще один важный критерий классификации режущего оборудования – по области применения. По назначению выделяют следующие виды резцов: для проходки или обточки, для растачивания имеющихся отверстий, для резки под прямым углом части заготовки, для нарезки резьб, фасонные, для прорезей, для фигурной резки.

Рассмотрим подробнее эти разновидности:

Проходные режущие инструменты необходимы при обточке цилиндрических валиков и конических поверхностей. Существуют прямые и отогнутые проходные режущие инструменты. Отогнутые разновидности характеризуются большей жесткостью по сравнению с прямыми проходными режущими инструментами. Также отогнутый резец позволяет производить обработку металла в участках, где прямыми токарными резцами работать невозможно. Отогнутый резец допускает работу продольной и поперечной подачей, позволяет обтачивать деталь сверху, подрезать торцы и снимать фаски. Проходные режущие инструменты могут обеспечивать черновую и чистовую обработку металла. Чистовой инструмент позволяет получить ровную гладкую поверхность.
Расточные режущие инструменты могут быть проходными и упорными. Они применяются при расширении до нужного диаметра отверстий сквозного и глухого типа, предварительно проделанных путем сверления, штамповки или при отливке заготовки. То есть расточный резец доводит диаметр и форму отверстия до требуемой, заданной проектным планом.

Режущий токарный инструмент для растачивания может быть правым и левым по направлению подачи. По форме они могут быть любые: прямые, отогнутые, изогнутые, с оттянутой головкой. Сечение державки может быть любой формы: прямоугольное, квадратное. По конструкции расточный режущий инструмент бывает двух видов: цельные и с припаянной или механически прикрепленной режущей пластиной из углеродистой или быстрорежущей стали. Стоит отметить, что форма головки резца для обработки сквозного и глухого отверстий отличается, они имеют разный угол φ (фи) в плане. Это связано с тем, что сквозной инструмент неизбежно погружается при прорезке на большую глубину, чем инструмент для глухих отверстий;

Отрезные режущие инструменты необходимы для отрезания под прямым углом. Этот инструмент представляет собой твердосплавную пластину, напаянную на тонкую ножку тела резца. Встречаются следующие виды отрезных резцов – левые и правые. Отрезные режущие инструменты позволяют также проходить узкие небольшие канавки.
Резьбовые режущие инструменты позволяют нарезать резьбу с максимальной точностью и высокими показателями соосности с прочими поверхностями. Резьбовой токарный инструмент может быть изготовлен из быстрорежущей стали или же с твердосплавной пластинкой, припаянной или механически закрепленной.
Фасонные режущие инструменты позволяют обрабатывать детали сложной формы. Применение данного типа резца гарантирует точность размеров и формы детали, ее полную идентичность заданному плану. Фасонные режущие инструменты обладают высокой производительностью, т.к. все грани фасонного профиля проходятся резцом одновременно. Фасонные инструменты могут быть следующих разновидностей: стержневые – для обработки коротких участков, они имеют небольшую высоту рабочей головки; призматические – для длинных фасонных деталей, этот вид инструмента не пригоден для обработки внутренних поверхностей; круглые фасонные режущие инструменты – для наружных и внутренних фасонных участков.

Режущий инструмент этого вида проектируется для каждой конкретной детали, поэтому профиль резца повторяет профиль обрабатываемой поверхности. Такие инструменты чаще востребованы на станках для массового производства.

Прорезной режущий инструмент предназначен для прохождения узких канавок. Форма режущей кромки полностью повторяет профиль прорезаемого углубления. Инструмент имеет прямую форму. Режущая кромка на таких токарных резцах обычно узкая, т.к. канавки, прорезаемые токарным инструментом, имеют небольшие размеры. Головка инструмента сужается по направлению к стержню, это необходимо для предотвращения излишнего трения инструмента о боковые стенки канавки. Часто для этой же цели головка инструмента может быть расположена под небольшим углом или иметь радиусную заточку.
Галтельные режущие инструменты предназначены для обработки на станке криволинейных поверхностей. Также этот тип инструмента применяется, для того, чтобы обточить по радиусу переходные участки между ступенями.

По всем вопросам относительно резки металла с применением современных станков и режущего инструмента всегда можно обратиться к специалистам ООО «Профлазермет» по контактным телефонам +7(495) 928-96-58 или 8 (800) 775-32-83. Компания работает на рынке обработки металлопроката более 7 лет, что позволило накопить богатый опыт в решении задач по резке различной сложности и объема.

Резец канавочный токарный

Выполнение токарных работ по металлу в большинстве случаев сводится к приданию заготовке необходимой геометрии. Снять фаску, выточить полость или изделие со сложной формой и точным соблюдением размеров – резец канавочный позволяет выполнить все эти операции с заданными параметрами и допусками по точности. Инструмент подбирается в зависимости от обрабатываемого материала, используемого токарного оборудования и технологии выполнения работ. От правильного выбора зависит скорость выполнения операций и износа резца, работа затупленным недопустима. Современные производители предлагают широкий ассортимент, при закупке стоит акцентировать внимание на соответствие товара ГОСТам, что гарантирует штатную работу и возможность провести заточку. Некачественные изделия могут вывести из строя станок и создать аварийную ситуацию с угрозой жизни для оператора.

Виды канавочных резцов

Резец расточной канавочный применяется для создания сквозных или глухих внутренних полостей сложной конфигурации в заготовке или отверстий больших диаметров. Рабочий ход инструмента осуществляется в плоскости, перпендикулярной сечению шпинделя с заготовкой, на расточных станках происходит вращение и подача резца при неподвижной детали. В большинстве случаев имеет отогнутую форму, может быть цельным или составным с наваренной твердосплавной пластиной или механическим держателем для режущей пластины.

Читать еще: Как определить марку алюминия

Канавочный резец для внутренних канавок используется для формирования сложной геометрии внутренней полости заготовки, может быть использован для долбления шпоночных пазов. В зависимости от специфики поставленных задач имеет прямую или отогнутую формы, различают также по степени чистоты обработки поверхностей, обычно применяются получистовые и чистовые.

Резец прорезной канавочный применяется для обработки внешней поверхности детали, формирует необходимые геометрические размеры. Рабочий ход осуществляется в плоскости, перпендикулярной оси вращения детали. Представлен в основном прямой формой, обычно цельный с тонкой рабочей головкой, которая является самым уязвимым местом. Геометрия головки выполнена таким образом, чтобы ширина реза была больше выходящей стружки во избежание подклинивания и порчи инструмента, иногда используется как резец отрезной.

Резец канавочный для наружных канавок, как и прорезной, предназначен для чистовой обработки внешней поверхности, может быть составным. Технологический цикл на станке с ЧПУ предполагает работу резцами с напаянными пластинами, позволяющими производить более скоростную обработку. Такие инструменты, согласно ГОСТ, держат более высокие рабочие температуры, что неизбежно при ускорении цикла и в автоматическом режиме.

Основные размеры и материалы

Резец токарный канавочный в общем случае не длиннее 270 мм, ширина рабочей головки варьируется от 2 до 10 мм, толщина и высота в случае с прямоугольным и квадратным сечением стержня достигает 50 мм. При работе на станках с низкими оборотами для изготовления резцов используется углеродистая инструментальная сталь, легированная позволяет ускорить выполнение операций. На больших скоростях может быть использована высоколегированная сталь, скорость возрастает до полутора раз, инструмент может выдерживать повышение температурного режима.

Пластины для точения канавок в составных резцах могут быть из различных материалов:

твердосплавные напаянные;
металлокерамические на базе соединений из кобальта с титаном и вольфрамом;
минералокерамическими, применяются в основном для обработки деталей высокой прочности, устойчивы к высоким температурам, но хрупкие и дорогие;
алмазные, очень прочные, но при высоких температурах выгорают;
эльборовые, на базе нитрида бора, хорошо держат температуру, могут обрабатывать высокопрочные материалы.

Для каждого из вышеперечисленных материалов характерны особенности применения, при выборе цена не является главным аргументом – можно купить много дешевых, которые не смогут заменить несколько дорогих, но оптимальных по параметрам. Токарные канавочные резцы – дорогой инструмент, его правильный подбор сэкономит финансы и не нарушит технологический цикл производства.

Геометрия канавочного резца

Рассмотрев чертеж типового канавочного резца, видно, что он состоит из рабочей головки и стержня, который закрепляется в держателе. Для расточных державка обычно имеет круглое сечение, сравнительно тонкое из высоколегированной стали, рабочая поверхность – припаянная твердосплавная пластина или зажатая в специализированном креплении сменная головка. Заточка таких резцов с соблюдением необходимых угловых параметров – сложная задача, выполняемая на заточном станке профессиональным мастером, от точности выполненных работ зависит скорость реза и живучесть режущей кромки. Геометрия канавочного резца для выполнения фасонных работ может быть уникальной, экспериментально установленной под выполнение конкретного вида операции.

Фасонный (сложный с точки зрения геометрии) вид внешней поверхности заготовки может быть получен с помощью прорезного канавочного резца, стандартная геометрия рабочей головки может быть доработана при пробном точении под конкретные задачи. Характерна прямая форма, державка массивная, имеет прямоугольное или квадратное сечение. Материал головки – высоколегированная инструментальная сталь, величина переднего угла варьируется в пределах 15-25 градусов и влияет на биение заготовки в процессе обработки. Рабочая кромка должна быть заточена равномерно, чтобы не допустить сильной вибрации, при перегреве происходит быстрое выкрашивание, что сильно осложняет восстановление и заточку.

Оптимальная геометрия канавочного резца может быть установлена опытным путем на производстве. Для выполнения ряда операций рекомендованные штатные углы заточки могут быть не слишком подходящими. Оптимизировать их выполнение можно на этапе выработки технологического цикла с помощью пробных проточек, квалифицированный токарь может самостоятельно доработать резец под конкретную задачу.

Особенности токарной обработки с использованием канавочного резца

Технологический цикл токарных работ имеет свою специфику, которая зависит от станочного парка, обрабатываемых материалов и сложности производимых деталей. Работа начинается с анализа эскиза детали и разбиения на элементарные операции с использованием одной оснастки. При большом количестве однотипных деталей имеет смысл выполнять одну операцию сразу для всех, не меняя при этом инструмент. Например, необходимо произвести выборку в торце десятка заготовок: устанавливается резец для торцевых канавок, инструмент налаживается под заданные размеры и производится проходка всех деталей.

Важным фактором, который учитывают технологи, является степень износа станка.

Скорость обработки канавок резцом напрямую зависит от возможностей оборудования: на малых оборотах нет возможности обрабатывать каленые заготовки или получить фасонную поверхность. Шпиндель с люфтом приводит к биению заготовки, в итоге не удается соблюсти заданные параметры и допуски. В самом неприятном варианте деталь может заклинить и сломать головку резца или травмировать оператора. Во многих производственных цехах стоят станки, выпущенные в СССР и давно выработавшие свои ресурсы, соблюсти жесткие допуски на них очень сложно – подающие суппорты просто не могут обеспечить штатные 0.07-0.2 мм/об подачи. На таких станках оптимально использование канавочных резцов составной конструкции с режущими пластинами, которые сравнительно легко менять и точить.

В общем случае проходку глубоких канавок осуществляют с использованием обдирочных (черновых) и чистовых (получистовых) инструментов. Сначала делают рез черновыми, оставляя порядка 0.5 мм до заданных размеров, остаток снимают чистовым инструментом. В случае очень жестких допусков применяются резцы тонкого точения, обработка наружной поверхности ведется радиальными резцами, когда инструмент стоит перпендикулярно оси точения. Для станков, работающих в автоматическом или полуавтоматическом режиме, характерно применение тангенциальных резцов, суппорт подачи двигается параллельно оси заготовки, в таком режиме можно добиться высокой чистоты поверхности.

Правила выбора

При правильном подборе и отработанном технологическом цикле резец для обработки канавок может работать длительное время без заточки. Основные факторы, влияющие на выбор:

режущая кромка должна подходить для обработки материала (нержавейку не стоит обрабатывать углеродистой инструментальной сталью);
следует учитывать особенности станка (износ, обороты, специфические возможности);
температурный режим проводимых операций (при повышении температуры снижаются режущие качества, алмазные накладки просто выгорают на больших температурах);
расчет оптимальной скорости подачи инструмента и соответственно реза (при расчете цикла может потребоваться проведение пробных проточек для правильной оценки);
возможность заточки (составные резцы с набором режущих пластин вне конкуренции, их можно точить до упора);
специфика изделия (фасонная поверхность, форма канавок, требования по допускам и чистоте обработки).

Например, необходимо выточить ступенчатый вал, в торцах которого прорезать полости заданного диаметра. Заготовка из легированной стали, износ станка большой и нет возможности работать на высоких оборотах.

Оптимально для этой ситуации подобрать три инструмента:

для черновой обработки внешней поверхности можно использовать инструмент из высоколегированной стали, операцию производить на низких оборотах при подаче порядка 0.1 мм/об;
для чистовой обработки хорошо подойдет токарный резец из стали Р6М5, соответствующий ГОСТ 18874-73, материал инструмента относится к быстрорежущей стали, держит температуру до 600 градусов;
внутреннюю полость следует выбрать расточным инструментом для чистовой обработки с рабочей поверхностью из твердых сплавов.

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.

Государственные стандарты

Актуальными на сегодня остаются принятые в СССР технические регламенты на металлорежущий инструмент. Для канавочных резцов с твердосплавными напаянными пластинами параметры и геометрию определяет ГОСТ 2209-82 или его более поздняя версия ГОСТ 2209-90. В них представлена исчерпывающая информация о геометрии, износостойкости и методиках проверки качества материала.

Резцы токарные отрезные должны соответствовать ГОСТ 18874-73.

В нем описаны конструкционные особенности, размеры и геометрия инструментов из быстрорежущей стали, их маркировка. Регламенту почти полвека, а его активно эксплуатируют, что говорит об активном использовании морально устаревшего и изношенного станочного парка на большинстве производств. Последние изменения вносились в ГОСТ 18874-73 в 1985 году, за это время кардинально изменились технологии и материалы для резцов. Инструменты для наружных канавок соответствуют ГОСТ 18885-73, ситуация аналогична вышеописанной, современные канавочные резцы могут кардинально отличаться от стандарта, обеспечивая лучшее качество и быстроту реза.

В целом, стандарты с полувековой историей не могут быть эффективными. За это время технологии серьезно изменились, но обновление парка станков крайне затратное дело, поэтому резцы по старым ГОСТам еще долго будут востребованы и нужны. Современное же производство с высокотехнологичным оборудованием опирается на другие критерии подбора инструментов для токарной обработки металла.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Режимы резания при токарной обработке: описание, особенности выбора и технология

Для того чтобы обычную заготовку превратить в подходящую деталь для механизма, используют токарные, фрезерные, шлифовальные и прочие станки. Если фрезерные необходимы для изготовления более сложных деталей, например, зубчатых колес, нарезания шлицов, то токарные применяются для создания более простых деталей и придания им необходимой формы (конус, цилиндр, сфера). Режимы резания при токарной обработке очень важны, поскольку, например, для ломкого металла необходимо использовать меньшую скорость вращения шпинделя, чем для прочного.

Особенности токарной обработки

Для того чтобы выточить определённую деталь на токарном станке, как правило, используют резцы. Они бывают самых различных модификаций и классифицируются по виду обработки, направлению подачи и форме головки. Кроме того, резцы выполняются из различных материалов: легированная сталь, углеродистая, инструментальная, быстрорежущая, вольфрам, твердый сплав.

Выбор того или иного зависит от материала обрабатываемой детали, её формы и способа обтачивания. Режимы резания при токарной обработке обязательно учитывают эти все нюансы. При точении обрабатываемая деталь закрепляется в шпинделе, он выполняет главные вращательные движения. В суппорте устанавливается инструмент для обработки, и движения подачи совершаются непосредственно им. В зависимости от используемого станка можно обрабатывать как очень мелкие детали, так и крупные.

Основные элементы

Какие элементы режимов резания при токарной обработке могут быть использованы? Несмотря на то что точение – это не всегда очень легкая операция, основные его элементы – это скорость, подача, глубина, ширина и толщина. Все эти показатели зависят в первую очередь от материала обрабатываемой детали и размера. Для очень маленьких деталей, например, скорость резания выбирают наименьшую, поскольку даже 0,05 миллиметров, которые случайно срезали, могут привести к браку всей детали.

Кроме того, очень важными показателями, от которых зависит выбор режимов резания при токарной обработке, являются этапы, на которых она производится. Рассмотрим основные элементы и этапы металлорезания более детально.

Черновая, получистовая и чистовая обработка

Превращение заготовки в необходимую деталь – сложный и трудоемкий процесс. Он делится на определенные этапы: черновую, получистовую и чистовую обработку. Если деталь несложная, то промежуточный (получистовой) этап, как правило, не учитывается. На первом этапе (черновом) деталям придают необходимую форму и примерные размеры. При этом обязательно оставляют припуски на последующие этапы. Например, дана заготовка: D=70 мм и L= 115 мм. Из неё необходимо выточить деталь, первым размером которой будет D₁ = 65 мм, L₁ = 80 мм, а вторым – D₂ = 40 мм, L₂ = 20 мм.

Черновая обработка будет заключаться в следующем:

Подрезать торец на 14 мм.
Проточить диаметр по всей длине на 66 мм
Проточить второй диаметр D₂ = 41 мм на длину 20 мм.

Читать еще: Ni cd или li ion что лучше

На этом этапе мы видим, что деталь была обработана не полностью, но максимально приближена к её форме и размеру. А припуск на общую длину и на каждый из диаметров составил по 1 мм.

Чистовая обработка данной детали будет заключаться в следующем:

Выполнить чистовое подрезание торца с необходимой шероховатостью.
Проточить по длине 80 мм в диаметр 65 мм.
Выполнить чистовое точение по длине 20 мм в диаметр 40 мм.

Как мы видим, чистовая обработка требует максимальной точности, по этой причине и скорость резания в ней будет меньше.

С чего начать расчет

Для того чтобы рассчитать режим резания, в первую очередь необходимо выбрать материал резца. Он будет зависеть от материала обрабатываемой детали, вида и этапа обработки. Кроме того, более практичными считаются резцы, в которых режущая часть съёмная. Иными словами, необходимо подобрать лишь материал режущей кромки и закрепить её в режущий инструмент. Самым выгодным режимом считается тот, при котором затраты на изготавливаемую деталь будут наименьшими. Соответственно, если выбрать не тот режущий инструмент, он, скорее всего, сломается, а это принесет убытки. Так как же определить необходимый инструмент и режимы резания при токарной обработке? Таблица, представленная ниже, поможет выбрать оптимальный резец.

Толщина срезаемого слоя

Как уже говорилось ранее, каждый из этапов обработки требует той или иной точности. Очень важными эти показатели являются именно при вычислении толщины срезаемого слоя. Режимы резания при токарной обработке гарантируют подбор самых оптимальных значений для вытачивания деталей. Если же ними пренебречь и не выполнить расчет, то можно сломать как режущий инструмент, так и саму деталь.

Итак, в первую очередь необходимо выбрать толщину срезаемого слоя. Когда резец проходит по металлу, он срезает определенную его часть. Толщина или глубина резания (t) – это расстояние, которое будет снимать резец за один проход. Важно учитывать, что для каждой последующей обработки необходимо выполнять расчет режима резания. Например, следует выполнить наружное точение детали D = 33,5 мм на диаметр D₁=30,2 мм и внутренне растачивание отверстия d = 3,2 мм на d₂ = 2 мм.

Для каждой из операций расчет режимов резания при токарной обработке будет индивидуальным. Для того чтобы рассчитать глубину резания, необходимо из диаметра после обработки вычесть диаметр заготовки и разделить на два. На нашем примере получится:

t = (33,5 — 30,2) / 2 = 1,65 мм

Если диаметры имеют слишком большую разницу, например 40 мм, то, как правило, её необходимо разделить на 2, и полученное число будет количеством проходов, а глубина будет соответствовать двум миллиметрам. При черновом точении можно выбирать глубину резания от 1 до 3 мм, а при чистовом – от 0,5 до 1 мм. Если же выполняется подрезание торцевой поверхности, то толщина снимаемого материала и будет глубиной резания.

Назначение величины подачи

Расчет режимов резания при токарной обработке невозможно представить без величины перемещения режущего инструмента за один оборот детали – подачи (S). Её выбор зависит от требуемой шероховатости и степени точности обрабатываемой детали, если это чистовая обработка. При черновой допустимо использовать максимальную подачу, исходя из прочности материала и жесткости её установки. Выбрать необходимую подачу можно при помощи таблицы ниже.

После того как S была выбрана, её необходимо уточнить в паспорте станка.

Скорость резания

Очень важными значениями, влияющими на режимы резания при токарной обработке, являются скорость резания (v) и частота вращения шпинделя (n). Для того чтобы вычислить первую величину используют формулу:

V = (π х D х n) / 1000,

где π – число Пи равное 3,12;

D – максимальный диаметр детали;

n – частота вращения шпинделя.

Если последняя величина остается неизменной, то скорость вращения будет тем больше, чем больше диаметр заготовки. Данная формула подходит, если известна скорость вращения шпинделя, в противном случае необходимо использовать формулу:

где t и S – уже рассчитанная глубина резания и подача, а C_v, K_v, T – коэффициенты, зависящие от механических свойств и структуры материала. Их значения можно взять в таблицах режимов резания.

Калькулятор режимов резания

Кто же может помочь выполнить расчет режимов резания при токарной обработке? Онлайн-программы на многих интернет-ресурсах справляются с данной задачей не хуже человека.

Существует возможность использовать утилиты как на стационарном компьютере, так и на телефоне. Они очень удобные и не требуют особых навыков. В поля необходимо ввести требуемые значения: подачу, глубину резания, материал заготовки и режущего инструмента, а также все необходимые размеры. Это позволит получить комплексный и быстрый расчет всех необходимых данных.

Резцы для точения

Резцы состоят из рабочей части (головки) и стержня (тела) Рис.2.

На рабочей части путем заточки образуются: передняя поверхность, по которой сходит стружка; задняя главная поверхность, обращенная к поверхности резания; задняя вспомогательная поверхность, обращенная к обработанной поверхности.

Пересечением передней и задней главных поверхностей образуется главное режущее лезвие, выполняющее основную работу резания.

Пересечением передней и задней вспомогательных поверхностей образуется вспомогательное режущее лезвие, срезающее меньшую часть снимаемого слоя материала.В зависимости от назначения, резцы имеют одно или два вспомогательных режущих лезвия и соответственно этому одну или две задних вспомогательных поверхности.

Место сопряжения главного и вспомогательного режущих лезвий называется вершиной резца. Она может быть острой, прямолинейной или закругленной по радиусу.

Если при наложении на резец ладони главное режущее лезвие оказывается расположенным на стороне большого пальца правой руки

Рис.2.Основные элементы резца. Рис.3.Определение правых и левых резцов.

Рис.3а, резец называется ПРАВЫМ; если же главное режущее лезвие располагается на стороне большого пальца левой руки Рис.3б резец называется ЛЕВЫМ.

Рис.4.Прямые, отогнутые и изогнутые резцы.

Рис. 5.Резцы с оттянутой головкой.

Резцы бывают прямыми Рис.4а, отогнутыми Рис.4б и изогнутыми Рис.4в.

Резцы, у которых рабочая часть (головка) уже стержня, называются резцами с оттянутой головкой Рис.5. Сечение стержня резца бывает прямоугольное, квадратное и круглое.

Основные данные по материалам для резцов приводятся в табл.1и2.

Минералокерамические сплавы, называемые иногда термокорундами, не стандартизованы. для резцов используют марки: ЦВ-13; ЦВ-18; ЦМ-332; Т-48.

Таблица 1. Инструментальные стали для резцов.

Марка стали

Состав стали(содержание элементов в процентах, остальное — железо

Область применения
Углеродистые стали
У10А	Углерод от 0,95 до 1,09; марганец от 0,15 до 0,25; кремний не более 0,30; хром не более 0,20; никель не более 0,25; сера и фосфор не более 0,030 каждого.	Резцы для обработки сталей σ_{вр 2 , чугунов с НВ 85 кГ/мм} 2 и чугуна с НВ>220

Таблица 2. Металлокерамические сплавы для резцов.

Марка стали

Примерный состав сплава (содержание элементов в процентах)

П р и м е ч а н и я: 1. Кроме перечисленных, применяются также сплавы Т5К10А, Т15К6А, ВК6А и ВК8А, отличающиеся от соответственных основных сплавов способом изготовления и предназначенные для тех же областей применения.

2. В последнее время в дополнение к указанным в таблице твердым сплавам выпускаются улучшенные марки сплавов, а именно:

а) сплав маркиТ5К7, обладающий повышенной износостойкостью в сравнении со сплавом Т5К10;
б) сплав Т14К8 — с повышенной прочностью и вязкостью в сравнении со сплавом Т15К6 и более износостойкий, чем сплав Т5К10;
в) сплав Т60К6 — наиболее износостойкий, используемый для отделочных операций при обработке стали4
г) сплав ВК2, используемый для чистового и тонкого обтачивания чугуна;
д) сплав ВК11, применяемый для чернового обтачивания чугуна, цветных сплавов при прерывистом резании, при неравномерном сечении стружки, при работе по корке.

Краткая характеристика сплава	Область применения
Для обработки сталей
Т5К10	Карбид титана 5; кобальт 10; карбид вольфрама 85	Хорошо сопротивляется ударам и вибрациям	Резцы для обдирочных работ с большими подачами и глубинами резания для работ по корке, при переменном сечении стружки, при прерывистом точении с ударами
Т15К6	Карбид титана 15; кобальт 6; карбид вольфрама 79	Наиболее употребителен при скоростной обработке	Резцы для получистового и чистового обтачивания, для нарезания резьбы,для обработки закаленных сталей
Т30К4	Карбид титана 30; кобальт 4; карбид вольфрама 66	Наиболее износостоек, но хрупок	Резцы для тонкого обтачивания с небольшим сечением стружки и большой скоростью резания
Для обработки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов
ВК8	Карбид вольфрама 92; кобальт 8	Хорошо сопротивляется ударам и вибрациям	Резцы для обдирочных работ с большими подачами и глубинами резания, для точения по корке и при переменном сечении стружки, для прерывистого резания с ударами
ВК6	Карбид вольфрама 94; кобальт 6	Менее вязок, чем Вк8, но более износостоек	Резцы для обдирочного и получистового точения при больших скоростях резания
ВК3	карбид вольфрама 97; кобальт 3	Износостоек, но хрупок	Резцы для тонкого обтачивания чугуна и обработки неметаллических материалов (пластмасс, фарфора, камней и др.)

Металлокерамические и минералокерамические сплавы используются в виде пластин. Стержень резца для обычных условий работы изготовляется из стали марок Ст.6, Ст.7, 60 и 65, а для тяжелых условий работы — из стали марок У7 и У8. применяются также литые стержни из модифицированного чугуна марки СЧ 38-60 (по ГОСТ 1412-540) или из специального легированного чугуна. Быстрорежущие резцы изготавливаются целыми только малых размеров и специальных профилей; в остальных случаях их делают составными: головку из быстрорежущей стали, а стержень — из стали марок Ст.6, Ст.7, 60 или 65. Соединение головки резца со стержнем производится сваркой встык. Применяются также пластинки из быстрорежущей стали, присоединяемые к головке, и наплавка на головку слоя из быстрорежущей стали. Резцы из углеродистой инструментальной стали выполняются целыми.

Геометрические параметры рабочей части резцов. Для определения углов резца устанавливаются две исходные плоскости (смотри Рис.1) — плоскость резания и основная плоскость.

Плоскость резания — касательная к поверхности резания и проходящая через главное режущее лезвие (для резцов с криволинейным лезвием плоскость резания заменяется линейчатой поверхностью, образованной движением прямой, касательной к поверхности резания вдоль главного режущего лезвия).

Рис.6.Геометрические параметры рабочей части резца.

Основная плоскость — параллельная продольной и поперечной подачам.

Для углов режущей части приняты следующие названия и обозначения:

Передний угол γ (Рис.6) — угол между передней поверхностью и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проведенной через главное режущее лезвие.

Главный задний угол α — угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания.

Угол заострения β — угол между передней и главной задней поверхностями резца.

Угол резания δ — угол между передней поверхностью и плоскостью резания.

Перечисленные главные углы резца измеряются в главной секущей плоскости,перпендикулярной к проекции главного режущего лезвия на основную плоскость.

Вспомогательный передний угол γ₁ — угол между передней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательное режущее лезвие параллельно основной плоскости.

Вспомогательный задний угол α₁ — угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательное режущее лезвие перпендикулярно основной плоскости.

Рис.7.Угол наклона главного режущего лезвия.

Вспомогательные углы измеряются во вспомогательной секущей плоскости, перпендикулярной к проекции вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость.

Главный угол в плане φ — угол между проекцией главного режущего лезвия на основную плоскость и направлением подачи.

Вспомогательный угол в плане φ₁ — угол между проекцией вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость и направлением, обратным направлению подачи.

Угол при вершине в плане ε — угол между проекциями главного и вспомогательного режущих лезвий на основную плоскость.

Углы в плане измеряются в основной плоскости.

Угол наклона главного режущего лезвия λ — угол (Рис.7) между главным режущим лезвием и линией проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.

Этот угол измеряется в плоскости, проходящей через главное режущее лезвие перпендикулярно основной плоскости.

Угол наклона главного режущего лезвия считается положительным, когда вершина резца является наинизшей точкой режущего лезвия, отрицательным — когда вершина резца является наивысшей точкой режущего лезвия и нулевым, когда режущее лезвие параллельно основной плоскости.

А таблице 3 приводятся сведения о форме передней поверхности.

Таблица 3. Форма передней поверхности токарных резцов из быстрорежущей стали..