Отрезной резец по металлу

Содержание

Все, что нужно знать о резцах для токарных станков

Профессионалы знают о резцах для токарных станков все, а вот несведущим несложно потеряться в многообразии видов, форм и производителей инструментария. И тем более сложно подступиться им к теме создания резцов собственноручно. А ведь еще есть правила заточки и установки. Стоит этому уделить внимание.

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.

Виды токарных резцов по металлу

Виды токарных резцов для обработки металла

Виды отрезных резцов, маркировки, преимущества напаек

Резец отрезной — это одна из разновидностей токарного инструмента, предназначенная для сквозного прорезания заготовки узкой и глубокой канавкой. Такие резцы чаще всего используют для отделения обработанной детали от прутка, подаваемого через отверстие в шпинделе. По своей конструкции они отличаются от проходных, расточных, резьбовых и прочих токарных резцов по металлу, что обусловлено спецификой работы их режущей кромки. Отрезная операция занимает небольшую часть общего времени обработки детали, но, как правило, является последней в рабочем цикле, и поэтому от нее зависит качество торца детали. Неправильный выбор углов заточки режущей пластины повышает риск появления на поверхности реза неравномерностей и сколов, что может привести к браку детали или невозможности ее дальнейшей обработки. Одной из главных особенностей отрезного токарного инструмента является то, что его головная часть в процессе обработки погружена в узкую канавку, поперечный размер которой чуть больше ширины лезвия режущей кромки. Это создает определенные сложности для стружкоотвода и охлаждения инструмента и поэтому требует особых конструктивных решений.

Особенности

Что такое токарный резец – это элемент, предполагающий державку и рабочую головку. Первая помогает фиксировать резец на станке, а вторая – работать с заготовкой. Сечение державки может быть квадратным и прямоугольным. Рабочая часть включает несколько смежных плоскостей и режущие кромки, а угол заточки связан с характеристиками материала, который обрабатывается в данный момент, и с самим видом обработки.

Немного о рабочей головке: она может быть цельной либо с пластинами, что с ней сварены (либо припаяны). А еще сегодня существуют резцы для токарного станка, которые орудуют со сменными пластинами, что очень удобно. Резцы с цельными элементами встречаются реже, а вот со сварными/спаянными – куда чаще. Их делают из быстрорежущей стали либо из твердого сплава с танталом, титаном или вольфрамом.

Деталь может использоваться, чтобы обрабатывать стальные, чугунные, цветметалловые изделия, а также материалов неметаллического типа.

Как уже отмечалось, токарные резцы со сменой пластин – удобная для профессионала вещь. Пластина на головке может держаться механически, винтами либо специальными прижимами. И далее ею очень комфортно пользоваться. Особенно если выполнена пластина из минеральной керамики (хоть и стоимость отрезной детали в таком случае резко «подпрыгнет»).

Рабочая же часть токарного резца бывает твердосплавной, бывает – из быстрорежущей стали, либо из углеродистой высококачественной стали. Видов же резцов очень много, это большая и сложная 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.

Конструктивные особенности отрезного резчика

Сам он представляет собой монолитный цельнометаллический токарный инструмент, состоящий из плоской головки и массивной державки. На конце головки имеется пластина для резки. В сравнении с другими видами токарных насадок, помимо основного режущего края, резец обладает также двумя вспомогательными, располагающимися по обе стороны от основной, предназначающиеся для подрезания поверхностей сбоку относительно прорезаемого паза. Лезвие отрезной насадки становится уже при смещении в сторону державки под углами 1-3 градуса для каждой стороны. Данная конструктивная особенность требуется для того, чтобы было возможно снизить трение насадки о стены канавки, а также в целях улучшения циркуляции смазочно-охлаждающей жидкости и выброса стружки.

По ширине лезвия головка может быть в размерах от 3-10 миллиметров, а ее длина должна быть подобрана таким образом, чтобы быть на несколько миллиметров больше относительно радиуса обрабатываемого изделия. В целях поднятия прочности и понижения уровня вибрации, необходимо применять особые образцы отрезных резцов, у которых фронтальная часть увеличена. Качественный баланс такому инструменту придадут головки, обладающие округлыми выступами сверху (еще они называются «петушковыми»), и которые сделают возможным расположение режущего края на той же линии, где проходит ось державки.

Конструкция

Абсолютно все варианты, от наиболее распространенных до весьма специфических, состоят из двух следующих ключевых частей:

  • державка, со строго определенным сечением, форма которого или прямоугольная, или квадратная, – для надежной фиксации в оборудовании;
  • головка, с несколькими используемыми плоскостями и кромками (каждую из которых рассмотрим ниже) – для непосредственной обработки материала (будь то легированная сталь, чугун или какой-то другой).

По геометрии выделяют следующие способы исполнения:

  • прямые – обе его вышеназванные составляющие располагаются либо параллельно, либо на одной оси;
  • изогнутые – со слегка заметным искривлением профиля внутрь;
  • отогнутые – с очевидным загибом, доходящим до почти зигзагообразной формы;
  • оттянутые – головка по своей ширине уже державки и размещена либо симметрично по оси, либо со смещением, направо или налево.

Также абсолютно все актуальные сегодня типы резцов для токарных станков могут похвастаться определенной геометрией поверхностей, к взаимному расположению которых мы и переходим.

Разные виды резцов

Плоскости

  • Основная – параллельна опорной и, соответственно, вектору подачи инструмента, который может располагаться как продольно, так и поперечно.
  • Плоскость резания – перпендикулярна предыдущей, в себя включает главную кромку, идет по касательной по отношению к заготовке.
  • Главная секущая – проходит через основную кромку, перпендикулярна по своей роли к проекции.

Добавьте сюда же вспомогательную, которая секущая и расположена под углом в 90 градусов к соответствующей ей грани.

Важно, чтобы размеры оставались в пределах стандартного ряда, то есть не превышали 160Х100 – 630х1000 для инструментов прямоугольного сечения и 40Х40 – 400Х40 – для квадратного.

Углы резца

Их параметры зависят от разновидности и условий использования рассматриваемого нами элемента, а также от твердости материала его исполнения и характеристик обрабатываемых заготовок. Последние, в свою очередь, определяют остроту головки, а значит могут быть:

  1. Главные (по размещению плоскостей):
    • передний задает степень деформации при воздействии, эффективность теплоотвода, прилагаемое усилие; должен уменьшаться с увеличением твердости поверхности детали;
    • задний – влияет на силу трения, скорость износа, качество выполнения конечной технологической операции.
  2. Расположенные между поверхностями кромки:
    • заострения – обуславливает прочность оснастки;
    • резания – определяет глубину проникновения.
  3. В плане:
    • основной – задает количество и объем снимаемой стружки;
    • вторичный – непосредственно влияет на степень шероховатости, которая при его уменьшении пропорционально снижается.
  4. Наклона кромки – формирует пятно контакта.
  5. Вершинный – напрямую соотносится с прочностью используемого инструмента.
  6. Задний вспомогательный – частично обуславливает силу трения.

Резцы для работы по металлу

Типы и область использования резцов отрезных

Конструктивно рассматриваемые насадки подразделяются на сборные и монолитные (цельнометаллические). Последние производятся из сверхпрочной инструментальной стали, а их основные технические характеристики регламентирует Государственный стандарт №18874 от 1973 года. Максимальные габариты такого резца составляют:

  • Полная длина – 80 миллиметров;
  • Головочная длина – 15 миллиметров;
  • Ширина режущей кромки – 12 миллиметров.

ВАЖНО! По мере стачивания режущего края у данного инструмента будет уменьшаться головочная длина, что, соответственно, понизит предел диаметра отреза.

Сборные модели, в свою очередь, возможно подразделить на два типа. Первый тип выглядит как монолитный образец, у которого и головка и державка исполнены единым бруском, а вот пластина режущая – является отдельным сборным элементом, устанавливаемым на окончание головки. Ее крепление может производится двумя способами – либо способом припайки к основанию, либо способом механического крепления.

Второй тип сборной модели получил наибольшее распространение в современном мире собирающихся резцов. Он имеет длинную и плоскую головку с режущим краем, которая механическим методом закрепляется в особой оправе, которая и выполняет роль своеобразной державки. Подобные резцы продаются со сменными пластинами, различающимися по толщине и ширине. Помимо прочего, некоторые из описанных образцов способны регулировать длину выброса своей головки.

Кроме усиленных и стандартных вариантов отрезной насадки в классической конструкции, для работы в особых условиях могут применяться иные разновидности отрезных резцов, которые способны компенсировать малую жесткость или маломощность токарного станка. Сюда можно отнести инвертированные или пружинные модели, используемые зачастую на мелком производстве или в бытовых мастерских. Их головки могут компенсировать динамические ударные нагрузки и поглощать (насколько возможно) создаваемые вибрации, а это позволит добиваться нужного качества обрабатываемой поверхности и предохранять режущий край от повреждения.

ВАЖНО! Популярность к инвертированным моделям пришла лет пять-шесть назад, благодаря тому, что была разработана эффективная и простая в применения режущая пластинка.

Конструкция отрезного резца

углы заточки отрезного резца

Любой токарный резец состоит из тела и рабочей головки. Особенность отрезного в том, что головка его оттянута, то есть ее ширина должна быть меньше, чем ширина тела. Длина кромки должна быть такой, чтобы было удобно отрезать болванку. На отрезные резаки выпадает большая нагрузка, потому что жесткость функциональной части невелика, а вывод стружки осложнен. Толщина головок довольно мала, поэтому чтобы сохранить их прочность, значения углов принимают около 1 — 3 градусов (задних и в плане). Благодаря такой форме при неправильной установке инструмента или его плохой правке значительно увеличивается трение.

Потому во время токарных работ отрезные инструменты с твердосплавными напайками часто выкрашиваются, скалываются режущие кромки, отпадают напайки.

На рабочей головке выделяют следующие зоны: режущая кромка (основная и вспомогательная), вершина головки, передняя поверхность головки и пара задних. Режущая кромка располагается вдоль и заточена в форме клина. Назначение тела или хвостовика — крепление инструмента в подручнике.

Качественно резать можно только правильно заточенным отрезным инструментом. Для правильного выявления углов используются следующие понятия:

  • основная плоскость: это поверхность, совмещенная с опорной, параллельная подаче в продольной и поперечной плоскостях;
  • плоскость резки: касательная к поверхности заготовки, проходит по рабочей кромке.

Необходимо выдержать следующие углы:

  • передний угол: определяет, насколько легко будет удаляться стружка с металлической болванки и как качественно она срезается;
  • главный задний угол: это угол между поверхностью резца и плоскостью точения. Чем он острее, тем сильнее задняя поверхность резака трется о болванку;
  • угол заострения: между передней и задней основной поверхностями. Чем он меньше, тем легче режется металл. Однако и режущая поверхность изнашивается быстрее, крошится.

Чтобы увеличить надежность крепления рабочей головки с державкой пластинку со скосами припаивают в шпунт, который выполняется в форме угла. Благодаря чему площадь их прилегания увеличивается, а боковые стороны шпунта не позволяют сдвигаться пластинке в сторону под действием сил, появляющихся во время работы резцом.

Кроме этого, высота головки должна превышать длину стержня.

При отрезании заготовки инструмент не отрезает всю толщу материала, так как на определенной стадии деталь отламывается, в ее середине остается обломок стержня. Когда нужно начисто обработать торцевую часть, основную рабочую кромку затачивают под угол 75 — 80 градусов, в остальных случаях этот угол составляет 90 градусов.

На практике часто используются токарные резцы с ломаной симметричной рабочей кромкой, заточенной под 60 — 80 градусов в плане. Благодаря такой правке инструмент легче входит в материал, облегчается отвод стружки, уменьшается вероятность увода резака. Для этого же при угле 90 градусов с двух сторон выбирают фаски под углом 45 градусов, размером до 1,5 мм.

Качество обработки зависит от вида токарных резцов

Выполнять технологическую операцию можно как черновым, так и полу- или чистовым приспособлением. В первом случае – за счет впечатляющих механико-прочностных характеристик кромок, не перегревающихся в процессе, – достигается сравнительно высокая скорость решения задачи, (но может пострадать точность, так как стружка снимается толстыми слоями). Во втором, как правило, выполняется доводка – без лишней поспешности, аккуратно, чтобы обеспечить малую шероховатость поверхности, чему способствует прямое или фасонное лезвие (не полукруглое или проходное).

Отсюда простой вывод: проводить подбор инструмента нужно с оглядкой на специфику той цели, которую предстоит решить.

Новые инструменты

Резцы токарные канавочные.


2130-4120.

Правый. Чертеж 2130-4120. Обозначение S32S-CSFCR 5. Левый. Чертеж 2130-4020-01. Обозначение S32S-CSFCL 5. Режущая пластина TGMF 508 IC908 «Iscar». Вес 1, 5 кг.


2130-4021.

Виды износа резца

Режущий инструмент изнашивается в ходе эксплуатации.

  • Износ по передней грани происходит вследствие трения стружки о поверхность инструмента. В результате на грани формируется углубление, находящееся за наростом застойной зоны (в 1–2 мм от кромки).
  • Износ задней грани возникает из-за ее трения об обрабатываемую поверхность. В результате на грани появляется площадка износа.

Обычно передняя грань изнашивается при черновой обработке, а задняя — при чистовой.

Выделяют несколько стадий износа инструмента:

  1. приработка;
  2. установившийся износ;
  3. критический износ.

Рекомендуем не доводить резец до последней стадии, так как это приводит к его разрушению и сокращению срока эксплуатации. Вернуть исходную геометрию инструменту позволит заточка.

Установка резца

Инструмент устанавливают под углом 90 градусов к обрабатываемой заготовке, по ее центру. Перепад в доли миллиметра приводит к поломке резца.

При токарной обработке хрупких металлов резец держат под углом до 10 градусов. В противном случае заготовка отломается быстрее, чем резак достигнет центра. При работе с быстрорежущими инструментами из цельного металла необходимо соблюдать скорость обработки не более 30 мминуту. Твердосплавные резаки с напайками работают на повышенных скоростях — до 130 метров в минуту.

Материалы

Уже отмечалось, что резцы делают из самых разных материалов. Например, из твердых. Это вольфрамовые инструменты, которые могут обрабатывать цветные металлы и разные сплавы. Хороши для заготовок из чугуна, неметаллов. Еще существуют титановольфрамовые резцы, способные работать с любыми металлами. А тантало-вольфрамо-титановые резцы нужны там, где задача – обработка трудных металлов, например, ковочных и жаростойких, то есть тех, которые так просто не берутся.

Если резцы делают из материалов быстрой резки, то они могут быть с норма-эффективностью и с повышенной эффективностью. А вот те инструменты, что выполнены из углеродистого материала, считаются, и вполне справедливо, наиболее качественными.

Используются также и алмазные резцы: они хорошо обрабатывают цветные металлы, а еще пластик, каучук, эбонит, фибру. А вот по черному металлу они почти не работают, потому что в их отношении алмазные резцы считаются очень хрупкими. «Свежими» конкурентами алмазным элементам считаются эльборовые.

Резцы инвертированные – специфика и достоинства

Данный вид отрезной оснастки называется так потому, что он работает против часовой стрелки, т.е на обратном движении шпинделя. Его конструкция в чем-то сходна с канцелярским ножом: пластина в виде длинного лезвия и державка закреплены на косом торце. Лезвие производится из быстрорежущей стали, которая легирована кобальтом, а в сечении визуально представляется как перевернутая сверху вниз буква «Т», у которой обе перекладины, как бы, укорочены. По углу заточка торца режущего края составляет семь градусов, производитель может выпускать инструмент в разных толщинах от одного до трех целых двух десятых миллиметра.

Главный плюс рассматриваемого резчика – это облегченное удаления стружки, ибо при вращении в обратную сторону шпинделя, стружка, под воздействием собственного веса, сбрасывается вниз. Данный режим существенно снижает вероятность наполнения рабочей канавки отработанной стружки, а значит риск поломки станка или его заклинивания почти отсутствует. К дополнительным плюсам подобной насадки возможно отнести:

  • Легкость заточки лезвий;
  • Возможность обработки на повышенном вылете;
  • Оптимизация охлаждающего процесса (стружка уходит вниз, а сверху подается смазочно-охлаждающая жидкость);
  • Обладание длительным эксплуатационным ресурсом даже при неоднократной переточке режущей пластины.

Помимо прочего, инвертированный резец обладает системой точечной регулировки по высоте, что делает необходимость подгонки насадки по положению при использовании прокладок попросту излишней.

Процесс заточки резцов по металлу

Для заточки резцов используют точильно-шлифовальные машины с функцией постоянного охлаждения. Предварительно точат основную поверхность изделия, затем — заднюю и дополнительную. На финишном этапе возвращают изначальную конфигурацию передней грани.

процесс заточки резца

Фотография № 11: процесс заточки резца

Для операции используют два шлифовальных круга: из карбида кремния и электрокорунда. Карбид кремния подходит для обработки изделий из быстрорежущих сталей. Электрокорунд — из твердосплавных материалов. Для проверки степени заточки используют специальные шаблоны.

Лучшие производители

Среди основных производителей и российские компании тоже. Например, INIGS, он делает отличные расточные сквозные детали по хорошей цене. А также среди отечественных брендов в лидерах «Канашский ИЗ», популярный продукт которого – проходной прямой. Из импортных компаний большое доверие вызывают чешские производители.

А также популярны наборы, например, комплект инструментов по дереву. Из популярных товаров – «Энкор», а также «Металлмастер», Proma, Proxxon. Впрочем, ориентироваться нужно не только на бренды, цену и страну производства.

Резец отрезной инвертированный

инвертированный отрезной резец

Особенно сложны отрезные работы на любительских станках с малыми оборотами и обладающих слабыми техническими характеристиками. Можно переточить стандартный отрезной резец, но работа эта долгая и кропотливая, инструмент получится довольно хрупким, требующим предельной аккуратности в работе.

Для решения этой проблемы была придумана конструкция отрезного инвертированного резца. Это инструменты со сменными пластинками из твердосплавной стали. Их можно использовать при прямом и обратном вращении. Причем основной режим для этого инструмента — обратное вращение, когда стружки отделяются беспрепятственно, их легко удалять из рабочей области, заедания происходят реже.

Конструкция предусматривает регулировку резака по высоте с помощью вставного треугольника и Т-образный профиль режущих пластинок. Такая форма снижает трение во время заглубления в материал. В комплект обычно прилагается 4 — 5 вариантов режущих пластинок. Их можно затачивать множество раз, пока позволяет длина.

Очень удобен большой вылет режущей пластинки, благодаря которому можно отрезать толстые заготовки, их желательно смазывать во время работы. Инструмент хорош для выборки узких пазов, особенно в местах соприкосновения плоскостей.

Применяемая маркировка

В РФ действуют три государственных стандарта (ГОСТ), которые разработаны еще в советские времена и действуют с 1973 года (имеют индекс «73» в окончании цифрового названия документа) и которые призваны установить регламент маркирования резцов отрезных. Кодировка насадок и их типоразмеры из стали быстрорежущей устанавливаются стандартом №18874; насадки, имеющие твердосплавные пластины – стандарт №18884; имеющие изогнутые пластины («петушковые») твердосплавные – стандарт №18894. Надлежащим образом установить геометрию и тип по маркировке, не применяя технических таблиц указанных стандартов, попросту невозможно. Во всех трех перечисленных регламентирующих документах для каждого типа установлен собственный код и количество параметров, указанных в таблицах. Единственный поддающийся расшифровке информативный элемент маркировки – это классификация сплава режущей части. Например, правый резец, изготовленный из быстрорежущей стали, имеет следующие характеристики:

  1. Сечение – 16х16 миллиметров;
  2. Длина – 80 миллиметров;
  3. Головка – 15 миллиметров;
  4. Ширина лезвия – 12 миллиметров.

Вышеуказанные параметры по стандарту №18874 будут иметь общую маркировку «2120-0519». Резец со сходными геометрическими данными, но имеющий твердосплавную пластину, будет промаркирован на основе стандарта №18884 как «2130-055 Т5К10». Последний буквенно-цифровой набор означает наличие в твердосплавном составе карбида титана с кобальтом, где 10 – это процентное содержание последнего. Для большей информативности некоторые производители специально выделяют цветом применяемый тип материала. К примеру, вышеуказанный «Т5К10» имеет желтый цвет.

В мире также существует универсальная интернациональная система для обозначения режущего инструментария в градации ISO (Международная организация по стандартизации). Соответствующий документ данной организации очень объемен, содержит множество характеристик, поэтому полная маркировка представляется достаточной длинной. Как пример, можно привести расшифровку «QFGD2525R2252H» в категории «Обработка канавок и наружные отрезы», где:

  • Q – державка отрезная;
  • F – торцевая обработка;
  • G – габариты пластины;
  • D – для пластин двусторонних;
  • 25 – высота державки;
  • 25 – ширина державки;
  • R – левое, правое, нейтральное;
  • 22 – максимальная рабочее заглубление;
  • 52 – минимальный врезной диаметр;
  • H – положение пластины для работы по торцевым канавкам.

Вопрос-ответ

Как заточить отрезной резец?

На заводах для заточки отрезных резцов применяется точило с подручниками. В мастерской можно использовать точильный круг из карбида кремния зелёного. Для заточки также подходит алмазный круг. Этапы заточки:

  1. Снятие лишнего металла с боков. Важно дойти до пластины. К основанию резца пластина должна сужаться.
  2. Создание режущей кромки. Поверхность затачивается с нужным наклоном от вертикали.
  3. Обработка фасок. Острые вершины, находящиеся на пересечении с режущей кромкой, надо притупить. Для этого нужно провести 1-2 раза алмазным бруском по кромке резца.

Почему дробит отрезной резец?

Резец может дробить при слишком высоких оборотах или несоблюдении режима резки. Это явление также возникает, когда заготовка плохо зафиксирована в патроне. При вылете режущего инструмента из резцедержателя тоже возникает дробление. Важно до начала работы отцентрировать и заточить резец. Часто требуется провести работу со станком – подтянуть клин передней передачи, проверить подшипники шпинделя, заменить прижимное кольцо. Важно обеспечить жесткость всех узлов.

Как правильно установить отрезной резец?

Устанавливают резец относительно центровой линии станка. Если установить его ниже, передний угол режущей кромки уменьшается. Это приводит к увеличению давления на резец и его дальнейшей поломке. Для установки нужно использовать шаблоны, риску или штангенциркуль.

Почему ломает отрезной резец на токарном станке?

Проблема может возникнуть при неправильной установке резца или неверно подобранном режиме резки. К поломке могут привести люфты в соединениях станка, износ клина суппорта, износ клина малой продольной подачи, износ подшипников шпинделя.

Советы по выбору

Резец подбирают зависимо от того, что за деталь предстоит обрабатывать, от материала детали, от формы и желаемой чистоты поверхности. Например, запрос есть на цилиндрическую деталь без внутреннего отверстия, значит, резец потребуется проходной отогнутый, проходной прямой либо упорный.

Что еще учесть при выборе:

материал изготовления (нержавеющая сталь или твердые сплавы, например);

наличие/отсутствие комплекта (зачастую выгоднее покупать именно наборы);

возможность использования универсального инструмента, такой резец еще могут называть сборным, так как в нем к державке могут крепиться разные пластины, а потому и обрабатывать можно разные заготовки под разными же углами.

Очень часто профессионалы сталкиваются с трудностями в выборе инструмента «под себя». Он, действительно, должен быть удобен в работе, а еще и, желательно, стоить недорого. И мысль сделать самодельный резец – не такая уж авантюра.

Отогнутые проходные резцы

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

Чертежи отогнутого проходного резца

Сборные

Отдельного рассмотрения заслуживают виды и назначение токарных резцов по металлу так называемого универсального типа. В их конструкции предусмотрен зажим или болтовой, или винтовой, или даже более специфический фиксатор, позволяющий устанавливать самые разные пластины, меняя их по мере необходимости. Таким образом можно обрабатывать детали под всеми нужными углами, контролируя скорость проведения технологической операции, точность снятия металла и другие параметры. Свое применение эти инструменты находят в производственных комплексах с ЧПУ, программное управление которого пишется для контурного прецизионного точения и решения иных, столь же нестандартных задач.

Плюсы использования твердых сплавов в резцовых пластинах

Основным преимуществом пластины из твердого сплава перед ее собратьями из быстрорежущей стали является то, что она имеет возможность работать на высоких скоростях резки (до 500 м/с для стальных заготовок). При чем, сохраняя собственную твердость при общей высокой температуре в рабочей области (до 900 градусов по Цельсию). Как говорилось выше, существуют два метода крепления пластин из твердого сплава на державной головке – механическое закрепление и припаивание (или иные подобные способы). Соединения, которые являются неразъемными, считаются более устойчивыми к вибрациям и вообще конструктивно просты, тем более при работе на интенсивных нагрузках. Однако, невзирая на технически сложный способ производства, отрезной резец, на котором пластина закреплена механическим способом, обладает рядом преимуществ:

  • При работе на головку его державки не оказывается термического воздействия при закреплении режущего элемента;
  • Доступен быстрый разворот на другой режущий край либо ускоренная замена пластины;
  • После смены пластины геометрические характеристики будут сохранены.

Кроме режущих твердосплавных частей при работе по особо твердым металлам, возможно использовать пластины на базе керамики. Хоть они и считаются более хрупкими, он они обладают повышенной износостойкостью режущей части и способны работать при очень высоких температурах, образующихся в рабочей области (до 1200 градусов по Цельсию).

Используемые маркировки

Существует три ГОСТ, в которых установлены правила маркировки отрезных резцов. Типоразмеры и кодировка инструмента из быстрорежущей стали регламентируются ГОСТ 18874-73, с твердосплавными пластинами — ГОСТ 18884-73, изогнутого («петушкового») с пластинами из твердого сплава — ГОСТ 18894-73. Определить вид и геометрию по маркировке без использования таблиц ГОСТ невозможно. Во всех трех стандартах каждому типу соответствуют свой код и группа параметров, расписанная в таблицах. Единственный информативный элемент маркировки — это обозначение твердого сплава режущей пластины. К примеру, правый резец из быстрореза сечением 16×16 мм, длиной 80 мм, с головкой 15 м и шириной лезвия 12 мм обозначается как 2120-0519 ГОСТ 18874- 73. Остальные два ГОСТ придерживаются такой же системы маркировки. Подобный по геометрии отрезной резец с твердосплавной пластиной обозначается 2130-0255 Т5К10 ГОСТ 18884- 73, где Т5К10 — это твердый сплав с карбидом титана и кобальтом (цифры — процентное содержание). Некоторые производители в соответствии с международными нормами маркируют вид материала пластины цветом (наносится на торец державки). К примеру, Т5К10 обозначается желтым.


Помимо ГОСТ существует универсальная международная система обозначения режущего инструмента ISO. Это объемный документ с множеством таблиц, содержащих характеристики сменных пластин, поэтому здесь уместно привести только пример маркировки отрезного резца со сменными пластинами, который относится к группе «Наружная отрезка и обработка канавок»: QFGD2525R2252H. Расшифровка позиций кода:

  1. Q – отрезная державка.
  2. F – обработка на торце.
  3. G – размер пластины.
  4. D – для двусторонних пластин.
  5. 25 – высота державки.
  6. 25 – ширина державки.
  7. R – правое, нейтральное, левое.
  8. 22 – максимальная глубина обработки.
  9. 52 – минимальный диаметр врезания.
  10. H – положение пластины при обработке торцевых канавок.

Стандарт ISO частично или полностью повторяют системы маркировок ведущих производителей режущего инструмента, а также новый российский ГОСТ ISO 5609-2015.

Как сделать своими руками?

Допустим, речь идет об изготовлении токарного резца по дереву. Именно такие инструменты делают самостоятельно чаще.

Любая разновидность стамески предполагает следование такой схеме.

По чертежам либо фото выпиливается стальная заготовка нужной формы – это делается на токарном станке согласно заданных размеров.

Осуществляется первичная заточка будущего резца.

Металлическую деталь надо закалить, чтобы резец смог обрабатывать разные виды древесины. Сначала металл нагревается до предельной температуры, потом его опускают в машинное масло, и там он должен полностью остыть. А можно выдержать и просто при комнатной температуре.

Далее следует финишная заточка.

Режущая часть резца насаживается на деревянную ручку инструмента.

В этом процессе самым ответственным моментом будет первичная заточка. Резцы очень разные, их делают из напильника, например, но суть именно в предназначении инструмента, оно влияет на итог. Например, чтобы сделать резец с полукруглым режущим краем, на заготовке отмечают контур, по нему удаляют все лишнее и делают заточку оконечника нужного радиуса. Режущий край подтачивать надо аккуратно, чтобы тот вышел ровным.

Пример того, как выполнить своими руками резец-рейер.

Из напильника выковывается заготовка по размерам.

Плоская заготовка кладется на полукруглую обжимку, которая стоит в наковальном отверстии, сверху фиксируется полукруглая гладилка, по ней ударяют молотом. Так делают, чтобы полотно вокруг продольной оси было загнуто. Вместо гладилки используется стальной прут.

До момента закаливания «черновик» обтачивается под углом в 45 градусов. После закаливания сделать то же уже будет сложнее, потому важно не упустить момент.

Потом заготовка закаливается, ей нужно дать остыть.

Полотно отправляется в печку, чтобы нагреться до 200 градусов. Через 20 минут его достают и оставляют просто на воздухе, пока не остынет.

Наружная и внутренняя поверхности обрабатываются, обязательно выравниваются все деформации.

Режущую кромку надо заточить, сначала выровняв ее перпендикулярно продольной оси.

Осталось только насадить ручку – рейер своими руками готов.

Лезвие у рейера, кстати, может быть прямым или скошенным, фигурным в зависимости от целей использования инструмента, широты его действий.

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).

Нюансы заточки

Заточка резцов – момент более чем ответственный. Без нее не получится поддерживать рабочую часть в оптимальном состоянии, в форме и с нужным углом. Не надо затачивать только резец в виде одноразовой твердосплавной пластины. Если говорить о промпредприятиях, там резцы затачивают на специальном станке. В домашних условиях приходится проявлять изобретательность. Например, могут для этого использоваться химреактивы или точильные круги. На токарном станке нередко устанавливают абразивный круг – он довольно качественно может заточить резцы, доведя инструмент до нужной геометрии.

Если решено выбрать именно точильный круг, надо ориентироваться на материал основы. Например, затачивая правильно твердосплавный резец, круг будет зеленым, карборундовым. Если заточке подвергается деталь из качественной углеродистой стали или быстрорежущей стали, круг надо выбрать корундовый.

Заточка проводится с охлаждением и без него, и первый вариант для многих мастеров куда предпочтительнее. Холодная вода будет подаваться на участок, где резец и вступает в контакт с точильным кругом. Если же охлаждение исключается, то после процедуры резко охлаждать инструмент недопустимо, режущая часть рискует просто растрескаться.

Затачивание также предполагает образцовую поэтапность: сначала на круге обрабатывается задняя поверхность основы, потом – задняя вспомогательная, и только на финише – передняя. Завершит работу затачивание резцовой вершины, с учетом необходимого радиуса закругления.

Непосредственно в момент затачивания элемент следует медленно передвигать по кругу (именно медленно, спешка часто срывает операцию), не слишком-то прижимая его. Это важно для организации равномерной изнашиваемости и формирования предельно ровной режущей кромки.

Отогнутые подрезные резцы

Представляют собой оснастку похожую на проходную. Однако, есть различие по форме режущей кромки. Она треугольная, что позволяет делать более качественную обработку.

Чертежи отогнутого подрезного резца

Основы рабочего процесса

Заточка резцов – общие рекомендации

От качественной заточки напрямую зависит эффективность работы резца, а также сила реза и общий срок эксплуатации. Для токарной оснастки принято затачивать обе ее кромки. Очинивание совершается в несколько шагов, отдельно для каждой рабочей режущей поверхности. Процесс начинается с задней части – оператор должен обработать заднюю поверхность примерно под 5-градусным углом. Далее следует обточить тыльную плоскость режущей кромки. Затачиваемый угол для задней пластины должен превышать задний угол реза в районе двух градусов. После обточки режущей и задней частей, оператор должен сформировать окончательный режущий угол посредством доводки. Передняя часть должна быть также обточена по вышеописанному алгоритму. Стоит помнить, что угол на передней часть резца должен создаваться посредством двойного обтачивания или же с помощью доводки. Рабочий край, по которому осуществляется очинивание, должен располагаться на параллельной прямой со шлифующей поверхностью.

Установка резца

В целях надлежащего выполнения процедуры отрезания и дабы пресечь повышенный износ пластины для резки, а также для обеспечения качественной обработки торца после обрезания, стоит выставить резец в полностью перпендикулярном положении по отношении к обрабатываемому изделию Кроме прочего, он должен устанавливаться напротив вращательной оси, при вертикальном отклонении не больше 0,1 миллиметра в обе стороны. Размещение режущего края даже на малую долю десятых миллиметра повыше, способно привести к излому лезвия, а при пониженной установке – на заготовке может образоваться несрезанный уступ. Отрезку следует осуществлять в максимальной близости к кулачкам патрона, применяя резец по минимальному вылету. Для комфортной обработки твердых материалов посредством настольных станков, нужно использовать инвертированные или пружинные инструменты.

Рекомендации по выбору отрезных резцов по металлу

Отрезной токарный резец является узкоспециализированным инструментом и применяется для выполнения только двух видов операций: отрезания и проточки узких пазов. Поэтому для домашних и небольших ремонтных мастерских одним из основных критериев при его выборе, скорее всего, будет цена. В случае разового использования этого инструмента вполне подойдет российский отрезной резец с напайкой, цена которого в полтора-два раза меньше, чем у одной твердосплавной пластины с механическим креплением. В серийном производстве, особенно на станках с ЧПУ и токарных автоматах, или операция отрезки является завершающей, или после нее следует передача детали в контршпиндель для дальнейшей обработки. В этих условиях к геометрии и качеству работы отрезного инструмента предъявляют особые требования, поэтому в таких производствах альтернативы высокотехнологичным резцам со сменными пластинами попросту нет.

Правила установки

Безукоризненная фиксация элемента на резцедержателе – это последующий правильный ход точения. Если установить инструмент неверно, станок просто вскорости износит режущую кромку. До начала установки необходимо очистить опоры держателя. По сути, правило No 1 – вершина резца должна пребывать на уровне линии центров токарного станка (это и означает выставить по центру). Если установить ниже линии, деталь просто вытолкнется из центра при набегании, если выше – будет недопустимым нагрев и износ будет скор.

Что еще важно знать про установку:

если он будет закреплен в спецдержателе не меньше чем на два болта, это уже дает гарантию правильной установки;

закрепленный резец подводится к центру задней либо передней бабки, проходит высотную регулировку, под него стелется не больше трех подкладок;

к слову, подкладки подготавливаются комплексно, им альтернативы нет;

подкладки кладутся на опору держателя резца с контролем вылета последнего (не больше 1,5 стержневой высоты), иначе работать станок будет с вибрацией;

потом регулировать глубину резца можно пробными стружками или лимбом подачи поперек;

если берется первый метод, резец подводится плотно до касания к элементу вращения, затем он идет вправо, а потом глубина резки определена интуитивно;

если с диаметром заточки промахнулись, нужно все повторить с необходимой глубиной резки, пока не получится нужное.

Кстати, перед тем как установить резец в держатель, следует знать, что в нем могут закрепляться одновременно 4 элемента. Меньше двух болтов на крепление не предусмотрено.

Для нарезания металла, для резьбы деревянных поверхностей резцы практически незаменимы. Можно искать нужный элемент в единственном числе, можно приобретать многорезцовые наборы для станков с ЧПУ, а некоторые элементы дешевле обойдутся в самостоятельном изготовлении. Главное – точно знать функциональность инструмента и понимать технологию работы с ним.

Отрезные резцы

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.

Чертежи отрезного резца

Резьбонарезные резцы 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.

Чертежи резьбонарезного резца для внутренней резьбы

Правила заточки резцов по металлу для токарного станка

Заточка токарных резцов — ответственная процедура. При её проведении нужно учитывать особенности оснастки, материал. Заточка рабочего инструмента проводится три этапа:

  • Заднюю часть срезают под углом, который идентичен заднему углу удерживающего элемента приспособления.
  • Далее работают с тыльной частью рабочей головки.

Выполнить заточку можно тремя способами:

  • Используя круг с абразивным напылением
  • Покрывая затачиваемую поверхность химическими средствами.
  • Используя специализированное оборудование.

Чтобы не испортить режущий элемент приспособления, сделать её более долговечной, нужно учитывать ряд правил:

  • Не пытаться заточить кромку с помощью заточного бруска. Ручными инструментами крайне сложно сделать нужный угол. Нагревание, которое возникает во время трения, ухудшает характеристики рабочей головки оснастки.
  • Предпочтительнее выполнять заточку режущей кромки используя систему охлаждения.
  • Прежде чем начинать заточку с помощью абразивного круга нужно его проверить. Он должен быть ровным, без сколов, трещин. Во время кручения диск не должен отклоняться в стороны. Это может вызвать поломку оборудования, порчу режущей кромки.
  • Запрещено удерживать резец на весу. Для этого нужно применять специальный упор. Он устанавливается на расстоянии 5 мм от абразивного круга.
  • Чтобы не возникало перегрева материала во время вращения круга, нельзя прижимать оснастку к абразиву. Усилия должны быть минимальны.
  • При работе нужно использовать защитные очки, чтобы защитить глаза от попадания металлической стружки.
  • Нельзя затачивать одноразовые модели, изготовленные в виде пластин.
  • Лучший вариант во время выбора вида абразива, которым покрывается точильный круг — карборунд. Представляет собой абразивную крошку зелёного цвета. Этот материал подходит для заточки твердосплавных режущих пластин. Затачивать углеродистые стали нужно корундовыми кругами.
  • Нельзя быстро охлаждать резец после заточки. Это приведёт к нарушению целостности металла.
  • Периодически менять точильные камни.

Нельзя забывать про доводку оснастки. Эта технологическая операция позволяет избавиться от сколов, микротрещин, неровностей на лезвии. Чтобы провести доводку, применяется специальное оборудование, на котором закрепляются круги с алмазным напылением. Резец зажимается в тисках, которые перемещаются к заточному кругу с помощью ручки. Используя маховик доводят режущую кромку до финишного состояния.

Токарные резцы необходимы для промышленного оборудования. От вида оснастки зависит то, какой результат получится, какие технологические операции будут доступны. Так как режущие инструменты быстро тупятся, нельзя забывать про заточку. Неправильно обработанная режущая кромка приведёт к браковке поверхности обрабатываемого материала.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий