Резцы для токарного станка по металлу

Токарные резцы

Важнейшим условием хорошей работы станка является правильный выбор режущего инструмента — токарного резца — и придание ему надлежащей формы, иначе говоря — правильная заточка его. Употребление резца неподходящей для данной работы формы, а тем более — тупого или неправильно заточенного, влечет за собой в лучшем случае непроизводительную потерю времени, а зачастую и поломку резца или брак обрабатываемого изделия. Это верно в отношении не только токарных резцов, но всех режущих инструментов вообще. Поэтому, приступая к работе на станке, необходимо иметь совершенно ясное представление об основных условиях успешной работы инструмента, а также о том, как и какие грани его надо затачивать.

Содержание

Предназначение, типы и самостоятельное изготовление токарных резцов своими руками

Без токарных резцов сложно представить современную обработку дерева и металла. Особенности конструкции, классификация, изготовление своими руками.

• Особенности конструкции резцовых устройств для токарного станка
• Виды и классификация токарных резцов
• В зависимости от предназначения
• По конструктивным показателям
• По виду обработки
• По виду установки касательно обрабатываемой плоскости
• По типу подачи
• По креплению основной режущей части касательно стержня
• По способу обработки
• По материалу изготовления рабочей части
• Изготовление резцов своими руками: пошаговое руководство
• Подбор необходимой конфигурации напильников или рашпилей
• Крепление режущих частей
• Заточка инструмента
• Доработка и шлифовка
• Советы по выбору качественных резцов при покупке
• Заключение

Если резцы для металла используются часто – владельцы инструмента прекрасно понимают, на какие разновидности он делится. А вот новичкам в этом направлении разобраться порой бывает очень сложно. Предлагаем подробное рассмотрение различных классификаций и особенностей токарных резцов.

Основные преимущества токарных резцов со сменными пластинами

Резцы предназначены для снятия с заготовки лишнего слоя для придания детали необходимой формы, размера. Операция выполняется на токарном станке различной модификации резцами всевозможной конструкции.

В отличие от цельных вариантов, сменные пластины увеличивают срок службы оборудования, ускоряют процесс обработки.

Токарные резцы по металлу: разновидности и назначение

Эксперты, часто использующие токарные резцы, и люди, которые снабжают этими деталями предприятия, отлично знают о существующих разновидностях и особенностях этих приспособлений. Тем мастерам, которые никогда ранее не сталкивались с этим инструментом, бывает трудно с ним разобраться.

Конструкция токарного резца

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

1. державка, при помощи которой инструмент фиксируется на станке;
2. 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.

Разновидности резцов по конструкции

Особенности конструкции резцовых устройств для токарного станка

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

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

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

• Квадрат.
• Прямоугольник.

«Світ Покрівлі» (https://svitpokrivli.ua/) – одна из лучших компаний кровельных и фасадных материалов на рынке стройматериалов. Их коллектив состоит из молодых, активных, целеустремлённых специалистов, которые особое внимание уделяют профессиональному росту, развитию, усовершенствованию.

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

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

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.

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.

Назначение и сфера применения

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

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

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

Твердосплавными элементами проводятся следующие операции:

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

Технические особенности

Любые резцы для токарного станка по металлу обладают двумя составными частями:

• Рабочий элемент, с помощью которого производится обработка металлической поверхности.
• Державка, которая позволяет закреплять приспособление на токарном станке.

Рабочий элемент состоит из режущих кромок и нескольких плоскостей. Угол заточки кромок находится в зависимости от характера обработки и материала, из которого сделаны заготовки. Державка может быть прямоугольной и квадратной формы:

По конструкции все токарные резцы делятся на следующие разновидности:

• Прямые — приспособления, у которых рабочий элемент и держатель установлены на одной или паре параллельных осях.
• Гнутые резцы по металлу.
• Отогнутые — у такого приспособления рабочий элемент отогнут от оси держателя.
• Оттянутые — ширина державки у этого приспособления больше, нежели ширина рабочего элемента.

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.

Классификация по конструктивным признакам

Работать можно при применении самых различных вариантов исполнения режущего инструмента. Устанавливаемые приспособления для токарного станка по металлу позволяют проводить крепление следующих видов режущих инструментов:

Прямые получили самое широкое распространение. В этом случае державка вместе с рабочей головкой расположены на одной или двух параллельных друг другу осях. Для подобного инструмента подходит самый различный держатель.
1. Изогнутые характеризуются тем, что положение оси рабочей части относительной державки отклоняется на определенный градус. Изготовление резцов по металлу изогнутого типа также проводится довольно часто, так как они позволяют проводить черновое или чистовое точение.
2. Оттянутые имеют меньшую ширину рабочей головки в сравнении с державкой. Работа с подобным инструментом проводится довольно часто.
3. Отогнутые имеют оси рабочей части и державки, которые не совпадают. Смещение можно заметить при визуальном осмотре инструмента сверху.

Кроме этого, классификация режущего инструмента проводится с учетом установленных норм в ГОСТ. Согласно технической информации выделяют следующие группы токарных резцов:

Цельная конструкция, которая изготавливаются целиком из одного металла. Состоять сплав может из различных химических элементов, которые способны повысить жесткость и прочность структуры, повысить сопротивление к образованию трещин и других дефектов. Рассматривая то, какой еще металл может использоваться при изготовлении подобного изделия, стоит отметить инструментальные стали.
1. Варианты исполнения, на рабочую часть которых напаивается пластина. Напайка проводится при применении специального сплава, что обеспечивает высокую прочность и надежность инструмента. Напаять могут пластины из твердых сплавов, которые способны выдерживать длительную работу. Сегодня инструмент подобного типа получил самое широкое распространение, так как его применение позволяет существенно повысить качество получаемой поверхности.
2. Резцы со сменными режущими пластинами, которые фиксируются при помощи специальных винтов или прижимов. В этом случае нож по мере износа может быть заменен. Из-за сложности конструкции и ее достаточно высокой стоимости подобные инструменты применяются намного реже.

Состав применяемых сплавов при изготовлении режущих инструментов может существенно отличаться. Для определения основных механических качеств указывается марка металла, который применяется при изготовлении изделия.

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.

Преимущества и недостатки

Резцы со сменными пластинами выделяются следующими преимуществами:

• быстрая замена основной части детали;
• соответствие с большинством станков, приспособлений;
• возможность быстрой смены режущих элементов;
• износостойкость, высокая степень надежности при высоких скоростях;
• невысокая цена составляющих;
• унифицированность режущих элементов;
• повышение срока эксплуатации державки резца за счет применения съемных элементов из твердых сплавов.

Из недостатков отмечены:

• высокая стоимость деталей импортного производства, по сравнению с отечественными;
• неправильное крепление пластины приводит к поломке инструмента, снижает срок его эксплуатации.

Из множества разновидностей выделяют самые распространенные, различающиеся по функциональному назначению.

Для нарезания резьбы

Резьбовые инструменты круглой, прямой, изогнутой формы, предназначены для нарезки резьбы различного типа на деталях любого вида сечения как на внутренней, так и наружной стороне детали.

Читайте также: методы и особенности нарезания резьбы резцом на токарном станке.

Отличаются по типу, ширине рабочей части, выполняются по разной технологии с соблюдением соответствия режущей кромки, угла наклона резьбы. Угол заточки большинства моделей равен 60 градусов. В случае необходимости изменения угла проводят самостоятельную заточку детали на станке.

Для нарезания резьбы на токарном станке, а точнее внешней резьбы режущая пластина, установленная на инструмент, имеет форму копья, изготовлена из твердого сплава. Применяют обычно для метрической резьбы, при смене заточки создается резьба другого типа.

Для нарезки внутренней резьбы выбирают прибор с державкой в форме квадрата, внешне напоминающий приспособление для обработки глухих отверстий. Предназначено для нарезки резьбы в крупном проеме.

Для отрезки и обработки канавок

Используется для отрезания детали от заготовки под прямым углом, обработки торца. Для отрезного резца характерно тонкое основание с напаянным на него пластиной из твердого сплава. Разделяются, в свою очередь, на лево и правосторонние типы.

Также применяются для прорезки канавок различной глубины на металлических деталях.

C другими системами крепления

Наряду с проходными моделями, предназначенными для обработки вращающихся деталей цилиндрической формы, а также подрезных для вырезания уступов, обработки торцевой части детали, существуют универсальные резцы.

Отличаются сборным механизмом, позволяющей закрепить на державке режущие пластины различного типа, получить инструменты для работы с металлическими деталями под разными углами. Чаще всего применяют для расточки различного вида отверстий, точения по контуру, прочих специализированных операций на станках с ЧПУ.

Сборные конструкции

Говоря о типах приспособлений для обработки металла, следует отметить резцы, имеющие сборную конструкцию. Этот инструмент считается универсальным, потому что в него можно поставить практически любые пластинки. К примеру, зафиксировав в одном держателе разные типы режущих пластинок, можно сделать приспособление для работы с металлическими заготовками под разными углами и с разным уровнем производительности.

В большинстве случаев эти виды резцов используются на станках, оснащенных ЧПУ, или для расточки сквозных и глухих отверстий, контурного высокоточного точения и иных работ.

Советы по выбору качественных резцов при покупке

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

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

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

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

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

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

1. Калибр.
2. СиТО.
3. Proma из Чехии.
4. Hoffman Garant из Германии.

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

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

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.

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.

Классификация державки

Токарные державки разделяются на несколько видов, в зависимости от типа фиксации.

Система крепления ISO C

Классическая система присоединения «Прижим сверху» для пластин без отверстий. Используется для наружной, внутренней черновой обработки, подрезки торца, точения вдоль заготовки. При использовании учитывается строение стружколома. Обеспечивает жесткое закрепление детали, хорошую повторяемость цикла.

Система ISO D для станка по металлу

Двойной прижим крепления кронштейном гарантирует прочную фиксацию пластинки, надежность позиционирования в резце. Применяется для пластин с отверстием для среза большого количества стружки.

Рекомендован для черновой, чистовой обработки, проведения операций по отделке отверстий большого диаметра. Обеспечивает беспрепятственный сход стружки, быструю замену пластины. Подходит для крепления керамических, твердосплавных деталей.

Резец системы крепления ISO M

Обозначает прижим сверху и поджим за отверстие. Позволяет закреплять односторонние пластины без задних углов. Обеспечивает надежный, жесткий прижим с одновременным давлением на пластину и внутреннюю часть гнезда.

Система ISO S

Крепление винтом применяется преимущественно для фиксации мелкогабаритных инструментов при растачивании небольших в диаметре отверстий. А также для наружной обработки деталей пониженной жесткости.

Наиболее компактная, надежная система крепления, обеспечивающая свободный сход стружки, не требует большого количества комплектующих (по сравнению со старым типом фиксации верхним прижимом).

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.

Заключение

Державка и рабочая голова – самые важные элементы у этого инструмента. Потому и внимание на них обращают по максимуму. От них зависит качественное выполнение всей работы, в целом. Эта же характеристика позволит заранее узнать, какими размерами будут обладать отверстия в готовом виде.

Неправильный выбор рабочих инструментов приведёт к различным проблемам при проведении обработки, особенно это касается металла. Потому стоит заранее внимательно изучить классификацию и понять, какими особенностями обладает каждая из представленных разновидностей. После этого определиться с подходящей моделью не составит труда.

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.

Выбор с механическим креплением

При выборе инструмента для точения, с целью оптимизировать производство, учитывают следующие факторы.

1. Форма, габариты детали, а также чистота обработки, ее точность, указывающие направление движения инструмента, последовательность выполнения процесса.
2. Тип операции, влияющий на выбор режущей части: отрезание детали, нарезание резьбы, точение, обработка канавок и т.д.
3. Строение режущей пластины, величина ввода, скорость вращения детали оказывает влияние на точность, степень шероховатости поверхности детали.
4. Для наружной обработки и расточки изделий выбирают разные резцы и твердосплавные пластины.
5. Жесткость крепления заготовки, инструмента, условия обработки детали. Например, в условиях вибрации обращают внимание навылет, размер приспособления, учитывают геометрию инструмента.
6. Способ фиксации, размеры посадки инструмента, в зависимости от конструкции, габаритов станка, а также его мощности, технологических возможностей.
7. Материал заготовки: чугун, нержавеющая, легированная или углеродистая сталь.
8. Производительность, эффективность инструмента, оказывающие влияние на качество обработки. Размер партии, наличие простоя оборудования и т.д.
9. Сохранение номенклатуры инструмента, применяемого на производстве, влияющая на уровень оптимизации.

Державки и их размеры

Мы рассмотрели, какие бывают резцы для токарного станка, теперь вернемся к той их части, которой они фиксируются в оборудовании. В процессе обзора мы уже неоднократно упоминали наиболее ходовые габариты, теперь давайте приведем их полностью – от наименьшего к наибольшему. Для наглядности и удобства восприятия – в виде следующей таблицы:

сечение	размер, мм
квадрат	4 x 4	6 x 6	8 x 8	10 x 10	12 x 12	16 x 16	20 x 20	25 x 25	32 x 32	40 x 40
прямоугольник	16 x 10	20 x 12	25 x 16	25 x 20	50 x 52	40 x 32	50 x 32	50 x 40	63 x 50	–

Также необходимо учитывать разнообразие длин, нужных в специфических случаях, например, для расточки отверстий. Этот параметр обычно варьируется от 150 до 300 мм. Мы постарались максимально подробно осветить вопросы разнообразия токарных резцов по металлу, маркировки и назначения различных их вариантов, чтобы вы понимали, какой из них выбрать для проведения требуемой технологической операции. Ну а найти оборудование, которое совместимо с большинством таких инструментов, вы можете у ижевского завода-производителя «Сармат».

Цены на оборудование

Чаще всего к реализации представлены наборы, состоящие из резцов с пластинами. Как показывает практика, применение сменных элементов существенно экономит расходы на приобретение комплектующих. На стоимость влияет модификация, конфигурация, марка выпускаемой продукции.

• набор из резцов и пластин германского производства составляет 5 300-7 200 руб, в зависимости от размера;
• Китай предлагает от 283 до 710 руб за комплект;
• у Stalex и Jet (Швейцария) цена практически одинакова — около 6 400 руб.

При выборе резцов со сменными пластинами изучают маркировку державок, обращают внимание на качество, строение головки и держателя. Неправильно выбранный инструмент усложнит обработку деталей, негативно скажется на итоге выполненных работ.