Токарные резцы по металлу

Режимы резания

Проходной резец токарного типа может быть применим в достаточно простом режиме работы. Им можно производить продольные, а также поперечные движения, в зависимости от профиля детали и её обработки.

Стоит с самого начала сделать черновой процесс обработки лишь одним устройством, которое будет предназначено именно для такой цели, а после создать уже более чистый проход по почти готовому типу поверхности. Если в процессе черновой обработки со временем будет сниматься общая толщина до нескольких миллиметров, то при чистовой такой показатель идёт до десятых долей за несколько проходов.

Как самостоятельно изготовить токарные резцы по дереву

Многие любители самостоятельно работать с деревом, предпочитают изготавливать самодельные резцы для токарного станка по дереву в своей мастерской. Владея определёнными навыками слесарных работ изготовить токарную стамеску или рейер по собственным чертежам не составляет большого труда. Для этого необходимо:

выбрать заготовку из подходящего металла;
провести её предварительную обработку для придания необходимой геометрической формы;
заточить режущую часть с соблюдением всех углов и направлений заточки;
изготовить ручку;
собрать всю конструкцию.

Заготовка для токарного резца по дереву выбирается из различных марок стали. Основным требованием к ним является необходимый уровень жёсткости и прочности. Наиболее применяемыми считаются заготовки, выполненные из углеродистой инструментальной стали. В ней содержание углерода не превышает 0,7%. К ним относятся: У8, У10 и У12. По своим физическим и механическим характеристикам они полностью удовлетворяют предъявляемым требованиям.

Кроме заранее подготовленных болванок применяют подручный материал, который может быть достаточно легко найден. К таким изделиям относятся стальные инструменты, бывшие в употреблении. Например, листы автомобильных рессор, утративших свои характеристики напильники, обрезки листового проката. Отдельные изделия обладают повышенной прочностью и достаточно трудно поддаются обработке (особенно прошедшие термическую закалку во время изготовления особенно в условиях крупного производства). Для снижения трудозатрат целесообразно выбирать заготовку, геометрическая форма которой наиболее близка к конфигурации будущего изделия. Это избавит от необходимости применять сложные технологии.

Для работы с заготовками, токарных резцов, из марок стали обладающих повышенной прочностью, необходимо произвести предварительный нагрев. Используя свойства металла придать будущему изделию требуемую форму. Затем производят обработку режущей кромки до заданного уровня. После завершения всех операций производят закаливание готового резца. Процедура закаливания заключается в нагреве режущей кромки токарного резца с последующим быстрым охлаждением. Такой нагрев можно произвести в условиях домашней мастерской с применением газовой горелки или паяльной лампы. Быстрое охлаждение производят в ёмкости с жидкостью: например, водой или машинным маслом. Получается своеобразный домашний цех термической обработки.

Охлаждение заготовок токарного резца из высоколегированных и высокоуглеродистых сталей не следует производить в воде. Это вызывает повышенное внутреннее напряжение на различных уровнях металла. В конечном итоге приводит к появлению серьёзных дефектов. После изготовление токарного инструмента его возможности проверяю сначала на деревянных заготовках простой формы, желательно из мягких пород. Это поможет выявить все недоработки и недочёты возникшие в процессе производства и избежать порчи основных изделий.

Что необходимо для изготовления резцов

Изготовление токарных резцов этого класса не представляет особого труда при наличии трёх составляющих: подходящего материала, заточного оборудования и определённых слесарных навыков.

Для придания изделию заданной формы и создания качественной режущей кромки необходимы заточной станок или шлифовальная машина. В обоих случаях необходимо иметь несколько абразивных кругов различной зернистости. Окончательную доводку производят вручную, зафиксировав резец в тисках с помощью напильников или надфилей. На начальном этапе используют камень с наиболее крупным зерном, позволяющим наметить основные контуры будущей режущей кромки. Далее переходят к камню с самым мелким зерном. Все инструменты должны быть проверены, а камни тщательно закреплены.

Чаще всего профессионалы применяют заточку в несколько этапов. На начальном этапе изготовление резца производится на обдирочном круге. Затем постепенно переходят к более точной обработке. Для предотвращения перегрева в процессе обработки металлическую деталь поливают машинным маслом.

https://youtube.com/watch?v=WZ14lwE0B_s

Специфика резцовых устройств

На практике применяются различные виды резцов для токарного станка по металлу для получения требуемой формы изделия. Не всегда можно производить обработку прямым инструментом. На помощь приходят образцы, у которых конструкцией предусмотрена изогнутая державка.

Прямые проходные резцы используются для продольного точения. Отогнутыми инструментами можно обрабатывать торец заготовки, а также легко делать фаски. Выбрать резец по направлению движения во время обработки можно следующим образом. Положить свою руку на инструмент. Большой палец должен указывать на режущую кромку. Если направлению соответствует палец на правой руке, значит, резец правого направления.

Подрезные резцы перемещаются в поперечном направлении. При малом вылете заготовки из токарного патрона обработка прямым резцом невозможна. Применяются модели с отогнутыми или изогнутыми державками.

Для отделения изделия от заготовки используются отрезные резцы. Процесс отрезания происходит при условии размещения режущей кромки под прямым углом к заготовке. Кроме основных резцов, у которых ось проходит через весь инструмент, применяются резцы с оттянутой головкой. Головка может быть смещена вправо или влево относительно оси.

Резьбовые резцы выполняются в двух вариантах: для нарезания наружной резьбы и внутренней. Форма резцовой головке придается согласно типу и профилю нарезаемой резьбы.

Основные размеры и материалы

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

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

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

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

Классификация токарных резцов

Согласно общепринятой классификации ГОСТ все токарные резцы по металлу делятся на следующие категории:

с режущей кромкой из легированной стали — весь инструмент выполнен из единого куска металла. Они могут изготавливаться и из инструментальных типов сталей. На сегодняшний день используются редко;
с твёрдосплавными напайками — рабочая твёрдосплавная кромка-пластина приварена к основе — головке. Это наиболее распространенный тип инструмента;
с фиксацией твёрдосплавных пластин механическим способом — режущая пластина фиксируется на головке с помощью винтов, прижимов. Сменные твёрдосплавные пластины изготавливают из металлических и металлокерамических материалов. Это самая редкая категория.

Существует классификация и по направлению подающего движения:

левые — подаются слева: если взять его в левую руку, основная рабочая кромка располагается под большим пальцем;
правые — подаются к станку справа: если взять в правую руку, основная рабочая кромка будет под большим пальцем, более распространены на практике.

Согласно классификации на основании метода обработки различают резцы:

чистовые;
черновые (обдирочные);
получистовые;
для тонких работ.

Как выбрать токарный резец

Выбирая модель, нужно руководствоваться такими основными правилами:

Узнать, с каким материалом будет работать резец, каким нагрузкам он будет подвержен, и какие операции по обработке вы станете производить; Нужно определиться, что будет приоритетным показателем – качество обработки поверхности материала или точность выполнения геометрических размеров готовой детали

С учетом этого выбирается тип по геометрическим показателям и классифицирующим признакам

Определить, как важно выполнение условия износоустойчивости резца и на протяжении какого времени она обязана сохраняться

Ну, и в конце, как правильно заточить резец

Заточка делается как во время их изготовления, так и после долгого износа. Робота по заточке происходит на точильно-шлифовальных машинах с постоянным охлаждением. Сначала затачивается основная поверхность, после — задняя и дополнительная. Затем затачивают переднюю часть до образования ровного режущего края.

На любом станке для заточки токарных резцов находится два шлифовальных круга: из зеленого карбида кремния и из электрокорунда. Последний используется для обработки изделий из быстрорежущего материала, первый применяется для точки твердосплавных изделий. Для проверки заточки кромки есть специальные шаблоны.

https://youtube.com/watch?v=c6pGuFBsGT8

Разновидности резцов по металлу

Изготовление любого токарного инструмента, вне зависимости от вида выполняемых работ, проводится из твердосплавных марок стали. Их маркировка: ВК8, Т5К10, Т15К6.

Классификация токарных резцов по металлу:

Проходные прямые. Как правило, ведется обработка внешней стороны цилиндрической детали. Ими удобно снимать фаски.
Проходные отогнутые. Ведется обработка торцов заготовки. Ими тоже можно снимать фаски.
Проходные упорные отогнутые. Имеют широкое применение. С их помощью можно снимать с внешней стороны большой слой металла за один проход.
Подрезные отогнутые. Можно обрабатывать поверхность, которая расположена перпендикулярно оси вращения.
Отрезные. Таким инструментом ведется подрезка деталей и формирование в ней углублений. Изготавливаются на поверхности канавки.
Для нарезания наружной резьбы. Копьевидная форма режущей части позволяет нарезать на наружной поверхности метрическую резьбу. В случае изменения заточки, вид резьбы можно изготавливать другой.
Для внутренней резьбы. Изготовление резьбы проводится в отверстиях только большого диаметра.
Расточные для глухих отверстий. Рабочая форма имеет изгиб. Точить можно глухие отверстия, предварительно полученные сверлением.

Выбор токарных резцов

Токарный резец, являясь на первый взгляд сравнительно простым инструментом, требует к себе серьезного подхода. Для качественной обработки металла к нему предъявляется ряд требований:

Правильный подбор материала и геометрических размеров режущей части инструмента.
Достаточная виброустойчивость державки.
Соответствие пластины инструментального материала для конкретного вида обработки: форма и размер, способ крепления. Выбор геометрии и конструкции места для крепления пластины.
Способ стружколомания.

Все эти факторы определяют качество будущей детали, скорость выполнения операций.

Геометрические размеры резцов должны обеспечивать:

Максимальное время работы режущей части до величины максимального износа — стойкость инструмента.
Сохранение всех первоначальных настроек. Это особенно актуально при работе станков-автоматов.
Качество обрабатываемой поверхности.
Недопущение чрезмерного уровня вибраций.

Точного соблюдения всех условий и параметров достичь невозможно. Поэтому для обработки конкретных изделий проводится оптимизация всех критериев, в результате чего готовая деталь должна соответствовать заданным размерам и шероховатостям.

Заточка резцов

Важным условием качественного изготовления деталей является их своевременная заточка. Этот процесс выполняется на точильно-шлифовальных станках при постоянном охлаждении.

Заточка резца осуществляется в строгой последовательности. Сначала доводится главная поверхность с переходом на заднюю и вспомогательную плоскость. Затем получают ровную режущую кромку передней поверхности.

Резцы из быстрорежущей стали затачиваются электрокорундовым шлифовальным кругом. Точильный инструмент из карбида кремния используется для резцов из твердых сплавов. Применение шаблонов значительно облегчает доводку резцов.

Разновидности резцов

Конструктивно резцы токарные разделяются на основные виды:

прямые – приспособления с рабочим элементом и держателем, находящимися на одной или 2-х параллельных осях;
отогнутые – рабочая головка отогнута от оси держателя (заметно сверху);
изогнутые – с державкой, имеющей изогнутую форму (определяется сбоку);
оттянутые – державка в ширину не превышает рабочую часть.

резьбонарезные (нарезание резьбы наружной, внутренней);
подрезные (подрезание уступов, выполнение торцевания);
расточные (расточка отверстий);
отрезные (отрезание заготовок, создание узких канавок);
проходные (проточка заготовок параллельно оси вращения);
фасонные (операции индивидуального характера);
прорезные (прорезание канавок);
универсальные.

По виду установки:

радиальные (устанавливаются перпендикулярно к оси детали);
тангенциальные (устанавливаются вдоль оси резца).

Особенности конструкции резцов

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

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

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

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

Углы заточки:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды резцов для токарного станка и их назначение

При описании видов токарного инструмента обычно применяют несколько классифицирующих признаков. По конструктивному исполнению он делится на две разновидности: цельный и сборный. В первом случае все изделие выполнено в виде монолитного бруска металла. А во втором в роли лезвия выступают съемные или паяные твердосплавные пластинки. По технологическому назначению токарные резцы делят на специальные, которые используют для обработки различных профилей и резьбонарезания, и изделия общего назначения, применяемые для наружного и внутреннего точения, отрезки и торцевой подрезки. Еще один различительный признак токарного инструмента — это конфигурация режущей части, которая зависит от его режимов эксплуатации и вида токарных работ. Для токарной обработки труднодоступных мест обычно используют изогнутый резец, имеющий несколько разновидностей, отличающихся длиной режущей части, формой изгиба, заточкой и назначением (петушковые, отогнутые, обратные резцы и прочие).

Еще один вариант классификации — это деление токарного инструмента по принципу чистоты обработки. Здесь обычно выделяют два класса: черновой и чистовой. Первый предназначен для обдирочных работ или предварительной токарной обработки, а второй — для финишных операций. Если черновой инструмент, за редким исключением, довольно однотипен, то среди чистового существует ряд разновидностей с собственными названиями. В качестве примера можно привести лопаточный и радиусный резцы с дугообразным лезвием, назначением которых является точное чистовое точение. Еще один отдельный вид — это алмазный резец, применяемый для токарных работ по сверхтвердым материалам. Ни на что не похожую конструкцию имеет чашечный токарный резец с круговой режущей поверхностью, который может работать долгое время без переточки.

Отдельной категорией резцовых изделий для токарных станков являются строгальные резцы. При с их использованием подача осуществляется на неподвижную деталь. При этом припуск не срезается, как при вращении, а удаляется строганием. В такой конфигурации токарный станок выполняет ту же функцию, что строгальный или долбежный.

Прямые проходные

Используются для наружной обработки заготовок из стали.

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.

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.

Отогнутые подрезные

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

Резьбовые

Создают резьбу снаружи и внутри, с сечением в форме трапеции, прямоугольников и кругов. Изделия бывают ровными и выпуклыми, круглыми.

Для наружной резьбы

Выполняются из прочных сплавов (, металлокерамика), копьевидной формы, позволяющей наносить метрические и другие винтовые спиральные линии нужной глубины. Выпускаются в трех наиболее распространенных размерах: 25 на 16, 16 на 10 и 32 на 20 мм (последние отличаются сравнительной редкостью использования).

Для внутренней резьбы

Актуальны только для тех деталей, у которых есть технологические отверстия большого сечения. Главная конструктивная особенность – наличие змеевидной головки

Державки могут похвастаться значительной длинной, необходимой для глубокого и осторожного проникновения инструмента внутрь зафиксированной заготовки в процессе выполнения операции. Подходят только для того оборудования, которое оснащено «гитарой»

Их габариты, в миллиметрах:

16 х 16 х 150;
20 х 20 х 200;
25 х 25 х 300.

Сборные

Рабочая часть резца 1, в которую посажен штифт 3, на него надевают твердосплавную пластинку 2. Закрепляется клином 5 и винтом 4. Так она надёжно зажимается в корпусе резца.

Пластинки выпускают 3-х, 4-х, 5 и 6-гранные. Преимущества: сокращается время на обработку детали, хороший отвод стружки. Вместо заточки, делают поворот пластинки.

Пластинки дешевле целого резца. Можно ставить на одну державку по очереди пластины из разных сплавов. Оптимальны в чистовом точении.

Особенности упорных, подрезных и отрезных

Упорный инструмент может иметь прямой или отогнутый рабочий элемент. Этот инструмент может использоваться для обработки цилиндрических заготовок из металлического сплава. Многие специалисты часто пользуются снастью этого типа.

Подрезные резцы с внешней стороны имеют сходные черты с проходными. Только у первого инструмента треугольная режущая пластина. Она имеет в своем составе твердый металлический сплав.

Инструмент отрезного типа стал наиболее распространённым. С помощью таких снастей можно отрезать материал под прямыми углами.

Кроме этого их применяют для проделывания всевозможных высечек на металлической детали.

Особенность этого типа состоит в том, что он обладает тоненькой ногой с припаянной на нее твердосплавной пластинкой.

Токари пользуются резаками и других разновидностей

Чтобы нарезать внешнюю и внутреннюю резьбу;
Обрабатывать сквозные и глухие отверстия.

Любой тип токарного инструмента имеет свои особенности и назначение.

Особенности конструкции резцов

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

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

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

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

Углы заточки:

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