Резец подрезной токарный

Особенности и преимущества подрезных резцов с пластинами

Изделия с пластинами из твердых сплавов являются наиболее востребованными. Наличие пластин, выполненных из специальных сталей (быстрорежущих или с кобальтом в составе), делает изделие износостойким, продлевает срок его эксплуатации, а кроме того, удешевляет его производство. Пластины для таких подрезных резцов изготавливают из сплавов Т5К6, Т5К10 или быстрорежущих марок сталей, таких как Р9К5, Р9К5Ф2, для обработки заготовок из твердых и легированных марок сталей. Работы над заготовками из мягкого материала (железо, чугун и др.) выполняют резцами с пластинами, в состав которых входит помимо кобальта вольфрам (ВК6, ВК8, ВК10, ВК6В, ВК3М). Об этом указывается в паспортных данных и условном обозначении.

2 Классификация инструмента

Существует множество параметров классификации резцов в соответствии с действующими ГОСТ. Согласно конструктивным особенностям выделяют следующие типы токарных резцов:

• монолитные, в которых режущая головка и державка являются цельной конструкцией;
• сборные, в которых на головке выполнена напайка пластины из быстрорежущего сплава, обеспечивающая повышенную эффективность обработки — это один из наиболее распространенных разновидностей инструмента;
• сборные, с механически закрепленной пластиной — пластину на головке фиксирует болт, в такой конфигурации выполняются резцы с металлокерамическими пластинами;
• регулируемые.

В зависимости от качества обработки токарные резцы делятся на черновые и чистовые. Геометрия чернового инструмента обеспечивает возможность снятия материала большой толщины и сохранение твердости при сильном нагреве, возникающем при высокой скорости обработки. Чистовые аналоги имеют другое назначение, они нужны для работы на низких оборотах для снятия небольшой толщины материала.

Также выполняется классификация инструмента по направлению подачи, согласно которой выделяют правые и левые резцы. Под направлением подачи подразумевается сторона, с которой находится основная режущая кромка инструмента в момент, когда его головка обращена к лицевой части обрабатываемой детали.

Функциональное назначение — один основных параметров классификации данного инструмента. В соответствии с назначением токарные резцы делятся на:

1. Отрезные (ГОСТ №18874-73) — используются на станках с поперечной подачей рабочего инстурмента, предназначены для обочки и обработки торцевый частей заготовок.
2. Проходные (ГОСТ №18871-73) — могут устанавливать на станка как с поперечной, так и с продольной подачой. Применяются для подрезки торцов, обточки, формирования деталей конической и цилиндрической формы.
3. Отрезные, они же канавочные (ГОСТ №18874-73) — монтируются на станки с поперечной подачей. Используются для резки монолитных кусков металла и протачивания канавок кольцевой формы.
4. Расточные (ГОСТ №18872-73) — предназначены для растачивания отверстий (сквозных и глухих), формирования углублений и выемок.
5. Фасонные (ГОСТ 18875-73) — используются с целью снятия наружных и внутренних фасок.
6. Резьбовые (ГОСТ №18885-73) — позволяют нарезать резьбу метрического, дюймового и трапецеидального сечения (как внутреннюю, так и наружную).

2.1 Какие резцы выбрать, где купить?

Чтобы определить, какие резцы нужны именно в вашем случае, необходимо определиться со следующими моментами:

• какой металл вы будете обрабатывать и какие операции будут выполняться;
• расставить приоритеты между качеством, эффективностью обработки и износоустойчивостью инструмента.

В целом, начинающему токарю необходимо иметь в распоряжении три вида резцов: проходные (маркировка SDACR) — для обработки торцов, наружные нейтрального типа (SDNCN) и расточные (SDQCR). Это базовый комплект, позволяющие выполнять большую часть технологических операций.

Если вы заинтересованы в покупке инструмента на долгосрочную эксплуатацию, имеет смысл взять набор токарных резцов со сменными пластинами. В последствии вы сможете менять расходники, а не покупать новые державки после износа режущей головки.

Резцы со сменными головками

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

Также имеет смысл приобрести заточную машинку, которая позволит вам самостоятельно возвращать резцам работоспособность при износе, а не пользоваться услугами сторонних мастеров. Тут необходимо заточно-шлифовальный агрегат оснащенный системой постоянного охлаждения с двумя абразивными кругами — из карбида кремния (для резцов из быстрорежущих сплавов) и электрокорунда (для твердосплавного инструмента). При заточке первоначально необходимо обработать переднюю плоскость режущей головки, затем — дополнительную и заднюю, пока не сформируется ровная режущая кромка.

Основное назначение инструмента

Этот режущий инструмент применяется в машиностроении на самых разных станках: фрезерных; строгальных; долбёжных; токарных.

С помощью этого инструмента происходит обработка самых разных деталей, с определённой точностью. Чтобы получить изделие нужной формы, с детали снимается несколько слоёв металла. Для этого его прочно закрепляют в резцедержателе.

Рабочая поверхность инструмента имеет очень острую кромку, напоминающую клин. Он врезается в заготовку, деформирует её наружную поверхность. В результате она начинает скалываться. Передняя поверхность инструмента сдвигает её, превращая в стружку.

Поступательное движение продолжается, процесс скалывания не останавливается, продолжается образование стружки. Её внешний вид сильно зависит от нескольких факторов:

• Скорость вращения детали.
• Подача.
• СОЖ.

В зависимости от вида операции, оснастка подразделяется на несколько типов:

• Токарная.
• Долбёжная.
• Строгальная.

Для перемещения заготовки совместно с инструментом в горизонтальном направлении, устанавливается строгальный резец. Если резание происходит вертикально, пользуются долбёжным приспособлением. Оба приспособления работают по одному принципу. Они отличаются от аналогичной токарной оснастки, так как на этом станке процесс резания происходит непрерывно. Когда выполняется строгание или долбление, врезание происходит только во время рабочего хода.

Согласно технологическому процессу, обработка заготовки может иметь несколько операций:

• Черновую.
• Получистовую. Резец имеет режущую пластину с закруглённой режущей кромкой. В результате улучшается шероховатость поверхности.
• Чистовую.
• Тонкое точение.

Обработка глухих отверстий

Очень часто встречаются конструкции, где детали не имеют сквозных отверстий. Чтобы их расточить, применяется специальный, расточной резец для глухих отверстий. Все типы такого инструмента стандартизованы. В ГОСТе можно посмотреть размеры резца, а также его конструкцию.

Когда приходится обрабатывать глухие отверстия, устанавливается режущая пластина в виде треугольника. Для удобства работы, рабочая часть державки имеет небольшой изгиб. По диаметру отверстия, подбирается соответствующий габарит державки.

Растачивание сквозных отверстий

Чтобы использовать изогнутый резец, в детали предварительно сверлят отверстие. Его глубина находится в прямой зависимости от размера державки. Чем она длиннее, тем больше глубина отверстия. Толщина слоя снимаемого металла, при такой обработке примерно равна величине загиба режущей части.

Расточной инструмент для работы на токарном станке

Токарная обработка деталей считается одной из важнейших операции машиностроения. При помощи расточного инструмента выполняется обработка глухих или сквозных отверстий.

Использование расточного инструмента даёт возможность получить высокую точность обработки и отличную шероховатость поверхности. Расточные операции выполняются только в определённых ситуациях:

• Когда сверление не даёт точных размеров и нужной чистоты поверхности.
• Отсутствует нужный инструмент для получения требуемого диаметра.
• Необходимо получить прямолинейное отверстие с точным расположением оси. Диаметр обрабатываемого отверстия намного больше стандартного размера сверла.
• Очень маленькая длина отверстия.

Для обработки цветных металлов, пластмассы и других лёгких материалов, применяют резцы, для изготовления которых используется инструментальная сталь. Если в рабочую головку установлена твердосплавная пластина, используют прочную нержавеющую сталь.

Во время работы режущая часть начинает изнашиваться, происходит выкрашивание твердосплавной пластины. Резцы приходится перетачивать.

Изготовление резцов своими руками: пошаговое руководство

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

Подбор необходимой конфигурации напильников или рашпилей

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

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

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

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

Крепление режущих частей

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

Виды подрезных резцов

Во-первых, в зависимости от направления подачи, подрезные резцы бывают левые и правые. Определить вид по этому принципу довольно легко, стоит лишь приложить ладонь на инструмент и посмотреть, в какую сторону указывает большой палец. Если направление большого пальца влево – это левый, а вправо – правый резец.

Во-вторых, в зависимости от особенностей конструкции, существуют:

• Резец подрезной отогнутый. Он имеет режущие кромки, наклоненные в одну из сторон от оси державки.
• Резец подрезной прямой. Он имеет режущие кромки, параллельные оси державки.
• Резец подрезной торцевой (или упорный). Этот инструмент так же имеет режущие кромки, что параллельны оси державки, но расположенные под меньшим углом.

В-третьих, существует классификация резцов по способу изготовления. В зависимости от этого, они бывают двух видов:

• Цельные – инструменты, державка и головка которых созданы из одного и того же материала.
• Составные – инструменты, составные части которых изготовлены из разных материалов. Например, державка создана из твердого сплава Т10К5, а режущая пластина, расположенная на головке, из быстрорежущей стали Р9.

Классификация резцов для токарной обработки

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

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

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

1. Цельные приспособления. Представляют собой оснастку для токарных станков, изготавливаемую из легированной стали. Редко встречаются модели, изготовленные из инструментальной стали.
2. Приспособления с дополнительными пластинами. Они делаются на заводе из разных видов твердых металлов, сплавов.
3. Модели со съёмными пластинками. Закрепляются на державке с помощью винтов. Редко используются во время серийной обработки металлических деталей.

Главной классификацией считается разделение приспособлений на отдельные виды по форме, конструкции. О них нужно поговорить отдельно.

Прямые проходные

Используются для наружной обработки заготовок из стали. Размеры:

• прямоугольные державки — 25х16 мм;
• квадратные державки — 25х25.

Резец токарный проходной с частью, закрепляемой в суппорте квадратного сечения. Используется при проведении особых штучных операций.

Отогнутые проходные

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

1. Тренировочная оснастка — 16×10 мм.
2. Наиболее популярный размер — 25х16 мм.
3. Заказные модели — 40х25 мм.

Редко встречаются размеры удерживающей части 32х20, 20х12 мм.

Упорные проходные

Приспособления бывают с прямым и отогнутым рабочим элементом. Предназначены для работы с деталями цилиндрической формы. Форма плюс правильная заточка позволяют быстро снимать большинство излишков с рабочей поверхности заготовки. Размеры державок у упорных проходных приспособлений — 16х10–40х25 мм.

Отогнутые подрезные

Представляют собой оснастку похожую на проходную. Однако, есть различие по форме режущей кромки. Она треугольная, что позволяет делать более качественную обработку. Размеры удерживающей части — 16х10–32х20 мм.

Отрезные

Популярные приспособления, которые применяются при разрезании металлических заготовок. На месте реза образуется угол 90 градусов. С его помощью создают пазы, выемки на деталях. Отрезная оснастка представляет собой державку с закреплённой пластиной из твердого сплава металлов. Размеры удерживающей части — 16х10–40х25 мм.

Резьбонарезные для внешней резьбы

Данные приспособления применяются, когда нужно сделать резьбу снаружи металлических заготовок. Инструмент состоит из удерживающей части с закреплённым на ней копьевидными пластинками.

Резьбонарезные для внутренней резьбы

Приспособления применяются для нарезания резьбы в просверленных отверстиях. Приспособление состоит из удерживающего элемента квадратного сечения. От её размера зависит то, на какую глубину можно будет нарезать резьбу. Чтобы использовать резьбонарезные приспособления, на промышленном оборудовании должна быть установлена гитара.

Расточные для глухих отверстий

Расточные инструменты оборудуются согнутой на бок рабочей частью. Сверху напаивается режущая треугольная пластинка. От того насколько изменяется длина части, закрепляемой в суппорте, зависит размер отверстия, которое подлежит расточке.

Расточные для сквозных отверстий

Это оснастка для промышленного оборудования. Она применяется для расточки отверстий, созданных сверлением. От того, какая длина у части, закрепляемой в суппорте, зависит глубина обработки отверстий. Элемент с режущей кромкой имеет отогнутую головку. Толщина материала, которую снимает режущая кромка, практически равна изгибу. Максимальная длинна удерживающей части — 300 мм.

Список актуальных ГОСТов

Ввиду различий в конструкции, размерах и геометрии, многие не могут правильно подобрать резец подрезной. ГОСТ должен избавить от этих трудностей. В стандарте имеется вся необходимая информация о токарных инструментах, их конструкции, геометрических параметрах и других не менее важных особенностях, которые пригодятся при расчете режимов резания и выборе резца.

Всего есть 4 государственных стандарта, в которых упоминаются токарные подрезные резцы:

1. ГОСТ 18880-73 (переиздание с изм. 2003 г.). В стандарте изложена краткая информация об основных обозначениях, конструкции, геометрических параметрах и размерах подрезных отогнутых резцов, имеющих напаянные режущие пластины из твердого сплава.
2. ГОСТ 18871-73 (переиздание с изм. 2003 г.). В стандарте имеется необходимая информация о конструкции и размерах токарных подрезных резцов с напаянными пластинами из быстрорежущей стали.
3. ГОСТ 28980-91 (переиздание с изм. 2004 г.). Говорится о проходных и подрезных резцах со сменными твердосплавными пластинами.
4. ГОСТ 29132-91 (переиздание с изм. 2004 г.) Имеется информация о проходных и подрезных резцах со сменными многогранными пластинами, которые применяются в производстве вместе со специальным приспособлением, копиром.

Когда требуется заточка

Есть два случая, в которых она необходима:

• кромка износилась и потеряла свои полезные качества;
• выпускается новый инструмент.

В обоих случаях ее необходимо проводить, иначе вы банально не сможете обработать деталь с должной точностью и обеспечить нужное качество поверхности. Плюс, в процессе заготовка наверняка дополнительно пострадает от биения и вибрации.

Так что обязательно делайте ее тогда, когда она требуется, то есть регулярно и своевременно; тем самым вы обеспечите лезвию необходимую остроту и надежность, что положительно скажется на общем уровне безопасности осуществления технологических операций на станке.

Правила выполнения заточки

1. используйте только подходящий абразивный круг;
2. работайте в перчатках и маске (очках), не забывайте о защите;
3. очистите все основные части и элементы токарного резца от пыли и грязи и зафиксируйте его в подручнике, отрегулировав положение;
4. в первую очередь выводите задние углы и лишь после их замера и проверки переходите к передним;
5. не пренебрегайте доводкой – она нужна на каждом участке, где наблюдаются даже мельчайшие неровности.

Применяемые инструменты

Базу в данном случае составляет пара шлифкругов: один выполнен из зеленого кремниевого карбида, другой – из электрокорунда. Первый подойдет для материалов высокой степени твердости, второй – для более мягких инструментальных сталей.

Также понадобится шлифовальный станок для проведения финишных операций. Так как последние считаются тонкими, оборудование должно функционировать на малых оборотах с минимально возможным уровнем биений. В качестве абразива подойдет алмазная или эльборовая поверхность.

Геометрия токарных резцов

Изображение №2: геометрия токарного резца

Расскажем об углах резцов и их назначениях.

1. Задний вспомогательный угол (α1). При его уменьшении снижается сила трения между задней плоскостью инструмента и обрабатываемой заготовкой.
2. Угол вершины (ε). Формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью. Чем больше этот угол, тем лучше условия теплоотвода и выше прочность резца.
3. Вспомогательный угол в плане (ϕ1). Его размер варьируется в пределах от 10 до 30°. С уменьшением угла улучшается чистота обработки, но возрастает сила трения.
4. Главный угол в плане (ϕ). Его размер варьируется в пределах от 20 до 90°. От размеров угла зависят длина и ширина среза. Чем меньше ϕ, тем ниже температура и сила резания. Чистота обработки также улучшается. Но с уменьшением угла возрастают вибрации и радиальная сила резания.
5. Угол резания (δ). Формируется между передней поверхностью и плоскостью резания.
6. Основной передний угол (γ). Его размер варьируется в пределах от -5 до +15°. При увеличении угла облегчается врезание инструмента в металл, улучшается отвод стружки, уменьшаются сила резания, деформация обрабатываемой поверхности и потребляемая мощность. Однако при этом ухудшаются теплоотвод и сокращается срок службы режущей кромки.
7. Угол заострения (β). Формируется между передней и главной задней поверхностями. Оказывает влияние на остроту и прочность инструмента.
8. Главный задний угол (α). Его размер варьируется в пределах от 6 до 12°. С уменьшением угла снижается сила трения между деталью и задней поверхностью резца. При этом улучшается теплоотвод и продлевается срок службы инструмента, но ухудшается чистота обрабатываемой поверхности.
9. Угол наклона главной режущей кромки (λ). Влияет на направление отвода стружки. При положительных λ и λ = 0° стружка сходит к обрабатываемой поверхности. Резцы с положительными λ (12–15°) применяют при обработке заготовок из жаропрочных и закаленных сталей. У универсальных токарных резцов λ = 0°. Резцы с отрицательными λ применяют для чистовой обработки.

Рабочие режимы

Режим резания определяется несколькими факторами, основные среди которых – расточка инструмента, тип материала, диаметр углубления. Так, на основе диаметра резец для расточки цилиндров монтируют выше центра либо ниже. Резец для глухих отверстий во избежание образования в торце бобышек располагают по центру.

Однако чрезмерно большой вылет сказывается на качестве поверхности, так как вызывает вибрации и упругие деформации, а также ведет к быстрому износу пластины. В большинстве случаев оптимальна расточная оправка с наибольшей жесткостью. Под ней понимают способность к сопротивлению деформациям под внешним влиянием. Данный показатель дифференцируют на два типа. Статистическая жесткость относится к упругим деформациям, динамическая – к вибрациям. В целом она определяется материалом, размерами, формой и методом установки предмета. Жесткость имеет значение для режимов и частоты обработки, а также стойкости инструмента.

Для растачивания используется консольный способ крепления инструмента, характеризующийся малой жесткостью, вследствие чего наблюдаются вибрации. С целью улучшения виброустойчивости необходимо сократить вылет расточного резца. Однако, как было отмечено, это снизит глубину расточки. Оптимальным значением вылета, обеспечивающим виброустойчивость, считают равное четырем диаметрам оправки.

В процессе работ следует создать минимальную силу резания. Для этого подбирают геометрию расточного резца. Так, рекомендуется применять варианты с формами СМП типа V и D. К тому же следует выбирать модели с положительной геометрией передней поверхности пластин и радиусом при вершине заднего угла равным 90°. При эксплуатации для задней поверхности допустим износ до 0,3 мм. Наконец, лучшую виброустойчивость обеспечивают твердые сплавы с износостойкими покрытиями.

Величина прогиба определяется также моментом инерции поперечного сечения державки, который зависит от его формы и размеров.

Ввиду этого жесткость таких моделей выше, чем у вариантов с круглой державкой. Это позволяет значительно повысить скорость резания в отсутствии вибраций даже при большом вылете. К тому же допустимо повышение сечения стружки до 5 раз. Наконец, в изготовлении такие расточные резцы проще, чем обычные.

Угол заточки расточного внутреннего резца определяется типом работ (черновые, чистовые). Задний угол связан обратной зависимостью с диаметром отверстия.

Выбор режима резания при растачивании

На выбор параметров режима обработки в первую очередь влияет угол заточки, который имеет резец, материал (тип, марка металла), с каким будут проводиться работы, размер канала в поперечнике и некоторые иные факторы. Основные параметры режима обработки:

• глубина, на которую будет проводиться рез (t);
• скорость подачи инструмента в канал (s);
• скорость съема толщины металла (v).

Так, при обработке получистового характера рекомендуется углубляться в пределах 3.0–0.5 мм, при чистовой обработке – 1.0–0.1 мм. При глубоких каналах и большом съеме металла следует увеличивать подачу инструмента, чтобы снизить вибрацию.