Технологические операции, проводимые на токарном станке с заготовками при помощи специальных приспособлений, связаны с получением в итоге изделия нужной конфигурации, представленной на чертеже. А чтобы точение было рациональным, точным необходима заточка токарных резцов по металлу, которая выполнит необходимый профиль, углы требуемой величины и соответствующие параметры рабочей части. Подготовке такого средства придается серьезное значение.
Заточка токарного резца по металлу
В каких случаях она необходима?
В процессе эксплуатации происходит трение стружки о рабочую поверхность инструмента. За счет повышения температуры в процессе работы происходит износ детали. Если не проводить заточку, то значительно снижается полноценный срок службы детали и всего оборудования.
В документации указана допустимые параметры износа резца. Если эти параметры превышены – инструмент использовать нельзя. Его необходимо заточить по передней и задней поверхности.
Допустимая величина износа отличается в зависимости от условий работы и колеблется в пределах 0.3-2 мм.
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.
Инструменты и приспособления
В зависимости от сплава, твердости, угла затачивания и других технологических деталей, необходимо подобрать инструмент для заточки резцов. У каждого приспособления есть свои преимущества и недостатки.
Мусаты
Действенный инструмент, который представляет собой металлический стержень с рубчиком. Обработка ведется при помощи рукоятки.
Точильные бруски
Еще один вариант ручной обработки. Для заточки резцов при помощи точильных брусков потребуется сноровка, которая приобретается лишь с опытом. Резец необходимо приложить к детали и провести по ней от 10 раз.
Механические точилки
Автоматизированный способ заточки. Для начала нужно выставить входные параметры и в зависимости от них активно действовать инструментом.
Электрические точилки или заточный станок
Это наиболее универсальный и простой метод заточный станок удобно использовать, внешне он напоминает металлический брус с отверстиями разных размеров.
Наждачный, алмазный круг
Широко применяется алмазный круг, поскольку он обеспечивает высокую чистоту режущих поверхностей. Также с применением алмазных кругов увеличивается ресурс работы заточных резцов – количество возможных переточек возрастает на 20-30%.
Типы затачивания
Крупные предприятия, занимающиеся обработкой металлов обязательно располагают необходимыми для затачивания инструментов специалистами и оборудованием. Владельцы небольших мастерских выполняют заточку собственноручно.
Заточка резцов может быть выполнена одним из следующих методов:
- Абразивный (на шлифовочном круге).
- Механико-химический (выполняется обработка специальными средствами).
- С помощью особых приборов.
Абразивное затачивание выполняется на заточном, токарном устройстве либо на шлифовочном брусочке. Вручную трудно наточить резец, соблюдая требуемые углы. Дополнительную сложность создает нагрев металла, приводящий к потере свойств. Ввиду этого качество затачивания прямо зависимо от навыков рабочего.
Резцы из твердых сплавов точат на зеленом карборунде. Инструменты из разных видов стали проходят обработку шлифовочными кругами, сделанными из среднетвердого корунда. Начальное обрабатывание осуществляется оселками с абразивом 36-46, завершающее – 60-80. Перед тем как устанавливать круг на станочное устройство, нужно удостовериться в том, что он целостен. При обработке он может сломаться, травмировать токаря, изменить углы токарного резца.
Механико-химический способ дает возможность эффективно и быстро заточить резец, предотвращает образование сколов, трещинок. Данный метод используется для заточки больших инструментов из твердых сплавов. Они проходят обработку купоросным раствором. В результате химической реакции образуется тончайшая защитная пленка, смываемая частичками абразива, которые присутствуют в растворе. Процедура выполняется в станочном устройстве, которое оборудовано резервуаром с передвижным шлифовальником. Зафиксированный инструмент перемещается возвратно-поступательно. Кроме того, резец прижимается к абразиву (150 г на кв. см).
Заточку алмазных резцов выполняют на специальном оборудовании электрокорундовыми/кремниевыми кругами.
Подробные схемы и инструкции, как это сделать своими руками
Мастер должен знать полный технологический процесс, чтобы правильно производить заточку инструмента своими руками.
Технологический процесс
Технологический процесс включает в себя несколько основных моментов:
- Заднюю поверхность обрабатывают под углом равным заднему углу державки.
- На втором этапе происходит обработка самой режущей поверхности.
- Угол заточки должен быть на пару градусов больше, чем задний угол резания на пару градусов.
- Уже на третьем этапе формируется задний угол.
После доводки следует шлифовка, как финальный этап заточки.
Проведение доводки
Доводку следует проводить по выбранной методике. Основные моменты:
- резцы не погружают в воду, поскольку они могут сломаться;
- при доводке обязательно подавать воду для охлаждения;
- сначала обрабатывают заднюю грань, затем главную и вспомогательную.
Шлифовка
Шлифовку проводят с использованием наждачного круга. Оптимальный вариант – мелкозернистая модель.
Углы затачивания
Далее будет приведен список углов заточки для всех распространенных материалов. Первая дробь указывает на задний угол при черновом обрабатывании, вторая – на задний угол при чистовой обработке. Третья дробь показывает величину переднего угла. В числителе указываются углы для резцов, которые точат и растачивают детали, а в знаменателе – для инструментов, строгающих заготовки.
- Сталь (твердость меньше восьмисот Мегапаскалей) – 8/6, 12/8, 15/12.
- Сталь (твердость больше восьмисот Мегапаскалей) – 8/6, 12/8, 10/10.
- Сталь (твердость больше тысячи Мегапаскалей) – 8/6, 12/10, 10/8.
- Серый чугун (твердость по Бриннелю меньше двухсот двадцати) – 6/6, 10/10, 12/8.
- Серый чугун (твердость по Бриннелю больше двухсот двадцати) – 6/6, 10/10, 8/5.
- Ковкий чугун – 8/8, 10/10, 8/8.
Основной угол в плане должен составлять 30 — 45 градусов. Ширина фаски зависит от сечения резцовых стержней.
Какие абразивные круги используются для затачивания токарных инструментов Затачивание проходного инструмента по державке и под углом 5 градусов выполняется кругом из электрокорунда, имеющим зернистость сорок — пятьдесят, твердость СМ1/2. Окружная скорость круга составляет 25 м/с.
Подготовительное затачивание осуществляется изделиями из черного кремниевого карбида, имеющими зернистость двадцать пять — сорок, твердость М3-СМ1. Финальное затачивание отрезного инструмента выполняется кругами из зеленого кремниевого карбида, имеющими зернистость шестнадцать — двадцать пять, твердость М3-СМ1.
Параметры точильных кругов для стальных и твердосплавных резцов прописаны в таблице режимов затачивания. Там же можно посмотреть окружные скорости кручения.
В настоящее время финальное затачивание рекомендуется проводить посредством алмазного круга. В особенности это актуально для пластин из твердых сплавов. Окружная скорость круга при подготовительном/финальном затачивании не должна превышать двенадцать — пятнадцать метров в секунду.
Техника безопасности
Каждый мастер, работающий на токарном станке, должен уметь проводить заточку резцов своими руками. Важно только соблюдать правила техники безопасности. Для этого необходимо использовать защитное оборудование для лица. Прикасаться к станку, резцу разрешено только после полного остывания.
Заточка резцов для станка – один из наиболее важных технологических процессов, который должен уметь выполнять любой квалифицированный токарь. Детали процесса зависят от вида резца, выполняемых работ и степени износа.
Как сила резания зависит от угла затачивания
Сила резания зависит от углов заточки, в особенности от переднего. Чем больше данный угол, тем меньше сила резания и тем проще отделять металлическую стружку. Однако это не означает, что передний угол возможно неограниченно увеличивать. При чрезмерном увеличении надежность резца по металлу уменьшается. Его кромка подвергается сильному износу, выкрашиванию. Ввиду этого, когда подбирают величину переднего угла, стараются не только уменьшить силу резания, но и получить прочную кромку, стойкий к износу металлорежущий инструмент.
Иногда используют токарные резцы с отрицательным передним углом (от — 5 до -10 градусов). Обычно такие инструменты используются при обточке твердых либо закаленных металлов.
Виды точильных камней
Любой нож, даже самый качественный, рано или поздно потребует правки (выравнивания режущей кромки) или заточки (придания остроты). Правку осуществляют при незначительном затуплении лезвия, в качестве профилактической меры с целью отсрочить необходимость заточки. Для этого по лезвию периодически проходятся мусатом – абразивным стержнем. Заточка, в зависимости от твердости и качества лезвия, может потребоваться уже через пару недель, а может – через пару лет. Так, ножи из высокоуглеродистой стали, закаленные до 55-60 HRC могут сохранять первоначальную заточку до года. Еще дольше не требуют заточки ножи премиум-класса из многослойной дамасской стали.
Когда же наступает пора точить клинок, необходимо приобрести камень с подходящей зернистостью для заточки ножей. Чаще всего такие инструменты выпускаются в виде бруска прямоугольной и овальной форме с абразивной текстурой. Зернистость камня для заточки ножей измеряется в гритах и указывается на самом изделии.
Перечислим основные виды точильных камней:
- Натуральные. Широко распространен арканзасский камень из США. Он почти полностью состоит из оксида кремния. Горные пласты с твердыми, средними и мягкими типами фракций используют для создания брусков разной степени зернистости. Для заточки японских ножей подходят натуральные водные камни, которые добывают в провинции Киото. Название инструмента говорит само за себя – перед применением камни замачивают в воде, это позволяет избежать забивания пор металлической пылью. При заточке на поверхности образуется суспензия. Водные камни позволяют заточить до бритвенной остроты даже самое твердое лезвие из высокоуглеродистой стали.
- Синтетические. В зависимости от качества связующей субстанции могут быть достойными аналогами природного камня или слишком быстро истираться и терять свои абразивные свойства. Как правило, недорогих китайских брусков хватает на 1-2 процедуры заточки, в то время как синтетические водные камни японских производителей с крупным абразивом стачиваются медленно, а мелкозернистые почти не изнашиваются со временем. В качестве материалов изготовления могут применять карбиды и оксиды кремния, хрома, алюминия. Чем дороже сырье, тем выше цена изделий, но они в любом случае доступнее, чем натуральные камни.
- Алмазные. Эти бруски имеют твердое алмазное напыление и подходят для очень твердых лезвий – керамических и из высокоуглеродистой стали. Такой абразив быстро затачивает режущую кромку, поэтому действовать нужно аккуратно, чтобы не снять лишний слой металла. Для финишной заточки применяют точильные камни из других материалов.
- Керамические. Сочетают прочность алмазного абразива с достоинствами природных камней. Применяют обычно для правки и доводки клинков.
Особенности конструкции резцовых устройств для токарного станка
Металл обрабатывают с помощью токарных резцовых приспособлений с двумя основными компонентами:
- Рабочие головки берут на себя основную часть работы по металлу.
- 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:
- Оттянутые. Державка с увеличенной шириной по сравнению с рабочими головками.
- Отогнутые. Название связано с положением, характерным для рабочей головки по отношению к оси державок. При виде сверху характеристика более заметна.
- Изогнутые. При боковом взгляде форма державки становится изогнутой.
- Прямые. Когда одна ось вмещает одновременно рабочие головки с державками. Допустимо расположение на двух осях, но параллельность друг к другу детали сохраняют.
Изучение станка
Прежде чем браться за создание деревянного шедевра, стоит изучить устройство станка. Он состоит из четырех основных частей.
Во-первых, это станина, остов, на котором смонтированы все узлы и агрегаты.
Следующая важная часть токарного станка – передняя бабка. На нее через систему шкивов или шестеренчатую передачу передается вращение от электродвигателя. На ее выходе установлен шпиндель с вращающимся центром или планшайбой для фиксации заготовки. В промышленном станке, сделанном под правую руку, она находится слева.
Задняя бабка – это пассивная деталь, представляющая собой свободновращающийся заостренный вал. Ее предназначение – фиксация длинной заготовки. Бабка может перемещаться для работы с деталями разной длины и надежно фиксироваться в любом положении.
Подручник или держатель резцов чаще всего представляет собой металлический столик, на который опирается стамеска или резец по дереву. Его конструкция позволяет свободно перемещаться для удобства работы.
До того как включать токарный станок, стоит разобраться в органах управления, понять принцип работы и задачу каждой детали, это позволит избежать ошибок, а возможно, и несчастного случая.
