Резцы по металлу для токарного станка: подробная характеристика инструмента

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.

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.

Геометрия резца

Существуют различные разновидности резцов, которые отличаются по размеру, форме державки и количеству плоскостей на рабочей головке. Например, стержень для закрепления оснастки может быть круглым, прямоугольным, квадратным. Рабочий элемент приспособления представляет собой набор поверхностей

— Резцы делятся на правосторонние и левосторонние. Отличие заключается в том, как расположена режущая кромка относительно удерживающей части.

Виды строгальных резцов

Строгальные изделия отличаются от токарных изогнутой назад головкой и вершиной, которая не совпадает с опорной плоскостью инструмента. Такая конструкция объясняется технологическими особенностями обработки металла. Если бы резец не был изогнутым, под давлением удаляемого слоя металла он ломался бы.

Изображение № 3: виды строгальных резцов (схема)

По виду выполняемых работ инструменты делятся:

• на проходные для горизонтальных плоскостей;
• подрезные для уступов;
• для разрезки заготовок;
• фасонные для работы со сложными поверхностями.

Классификация резцов для токарной обработки

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

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

• Цельные приспособления. Представляют собой оснастку для токарных станков, изготавливаемую из легированной стали. Редко встречаются модели, изготовленные из инструментальной стали.
• Приспособления с дополнительными пластинами. Они делаются на заводе из разных видов твердых металлов, сплавов.
• 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.

Скорость резания, скорость подачи и глубина резания

Определения скорости резания, скорости подачи и толщины стружки

Скорость резания всякой операции, состоящей в снятии стружки или в разрезании металла, выражается в метрах в минуту или миллиметрах в секунду. Для токарных станков скорость резания равна длине, проходимой цилиндрической (при цилиндрической обточке) или торцевой (при лобовой обточке) поверхностью изделия в единицу времени по лезвию резца. Если бы можно было точно измерить длину стружки, снятой резцом в течение минуты (или секунды), она представила бы скорость резания.

Скоростью подачи или просто подачей (питанием) при обточке называется величина перемещения резца вдоль обрабатываемого предмета за один оборот последнего. Если, например, при обточке вала подача составляет 0,5 мм, то это значит, что когда изделие сделает 100 оборотов, суппорт передвинется на 0,5 х 100 = 50 мм. Часто употребляют выражения: «большая» или «крупная» подача, „малая» или „тонкая» подача. Эти выражения имеют смысл только в том случае, когда говорят о станках приблизительно одинаковой мощности. Понятно, что одна и та же подача может быть „малой» для крупного станка и „большой» для станка малой мощности.

Глубиной резания называется толщина слоя металла, снимаемого резцом; так называют иногда и толщину снимаемой стружки, хотя эти величины не вполне одинаковы вследствие деформирования металла при резании. Положим, например, что требуется стальную болванку диаметром 50 мм обточить на токарном станке до диаметра 47 мм с одного прохода. Ясно, что глубина резания должна быть (50 — 47) /2 = 1,5 мм.

Элемент времени

Одним из основных факторов, определяющих производительность машины или мастерской, является время. От скорости, с которой металл снимается с изделия, зависит время полной обработки его. Количество снимаемой стружки зависит, в свою очередь, от трех элементов — глубины резания, величины подачи и скорости резания. Рассмотрим для примера токарную работу.

1. Предположим, что требуется уменьшить диаметр изделия с 50 мм до 47 мм, т.-е. глубина резания должна быть 1,5 мм. Если резец может взять такую стружку с одного прохода, то нет никакого смысла делать два прохода, снимая стружку в 0,75 мм, так как при этом обточка потребовала бы вдвое больше времени. Следовательно, первым фактором производительности является глубина резания.
2. Если при одном обороте изделия резец подается на 0,4 мм, в то время, как можно было бы сообщить ему подачу в 0,8 мм, то для прохода определенной длины потребуется вдвое большее число оборотов изделия, иначе говоря, при прочих равных условиях, вдвое больше времени. Таким образом, величина подачи является вторым фактором, влияющим на скорость обработки.
3. Пусть диаметр изделия 50 мм и число оборотов его 65 в минуту. Скорость резания составляет очевидно: π ✖ 0,050 ✖ 65 = 10 метр в минуту. Если резец может работать (без ненормально частой переточки) со скоростью резания 20 метр/мин, то неэкономично давать шпинделю станка только 65 об мин. Следовательно, третьим фактором производительности является скорость резания.

Задача производительной и экономичной работы мастерской сводится, поэтому, к умелому подбору скорости резания, величины подачи и глубины резания для каждой работы и к выбору соответствующего станка. Удачный подбор этих элементов требует большого опыта. Проще находить их при помощи подсчета по известным формулам.

Расточные резцы 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.

Изготовление резцов своими руками: пошаговое руководство

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

Специалисты рекомендуют остановиться на легированном, либо углеродистом быстрорежущим варианте.

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.

Заточка инструмента

Только регулярная заточка резцов позволит получить максимально точные результаты. Необходимость в процедуре возникает не только для инструментов, у которых есть твёрдосплавные пластины одноразового применения. Работа выполняется специализированными станками, когда речь идёт о производственных предприятиях крупного масштаба.

Ограничения по методике для домашних условий практически отсутствуют. Применение допустимо для обычных кругов по заточке, реагентов с химически активным действием. Станки универсального, специализированного назначения – дешёвый вариант, сохраняющий эффективность.

Обрабатывая заднюю часть инструмента, проходят три главных этапа.

• Сохранение такого же угла, что и у самой державки сзади. Увеличение показателя по сравнению с задним углом резания равно 5 градусам.
• Второй этап предполагает обработку поверхности самой режущей пластины сзади. Здесь надо сохранить превышение, равное 2 градусам.
• Доводка составляет третий этап. Он нужен для формирования необходимого заднего угла.

Через несколько этапов обработки проходит и передняя поверхность.

Доработка и шлифовка

Это делают карбидом, на специальном чугунном диске. Приспособление вращается, сохраняя скорость до 1-2 м/с. Направление вращения самого диска – к рабочей кромке, от опорной части инструмента.

Последовательно притирают лезвия, инструментальные поверхности. Резцы практически доводятся до блеска, их избавляют от любых неровностей.

Зачем нужна доводка? Инструмент со временем притупляется и изнашивается, если его используют достаточно часто. Причина – в том, что пластина трётся о заготовки и стружки. Если пластина ровнее, то трение будет меньше. Износ инструмента в такой ситуации замедляется.

У процесса доводки есть и другие особенности:

• При доводке применяют абразивные пасты, главный компонент у которых – борный карбид.
• Доводка предполагает смачивание инструмента керосином.
• Потом на поверхность зигзагообразно наносят пасту.
• Инструмент подносят к диску.
• Пасту ГОИ можно использовать совместно с керосином.
• Керосин не относится к обязательным этапам, когда применяют современные смазки.

Важно правильно установить стол подручника. После его установки по сравнению с серединной частью диска лезвия резцов с деталью на одних линиях, либо ниже. Вращение диска – к пластине с резьбой, направленное.

Частички пасты начинают измельчаться, когда прижимают инструмент, приступают к доводке. У резца нет сколов и потёртостей при прохождении через кромки. Неровности с резцовой поверхности устраняются благодаря тем самым зёрнам пасты.

Сборные резцы

Выполняют разные технологические операции. Конструкция позволяет закреплять на державке разные твердосплавные пластинки. Наличие нескольких рабочих элементов позволяет увеличить универсальность приспособления. Резцы, которые собираются из разных пластин, закрепляются в шпинделях оборудования, управляемого системой ЧПУ. Сборными приспособлениями обрабатывают отверстия, делают контура, выбирают канавки.

Какие действующие стандарты бывают и расшифровка их маркировки

Основным стандартом, по которым изготавливают токарные резцы, является ГОСТ:

• Отрезные и канавочные — ГОСТ 18874-73.
• Расточные — ГОСТ 18872-73.
• Проходные — ГОСТ 18871-73.
• Фасонные — ГОСТ 18875-73.
• Резьбовые — ГОСТ 188885-73.

Маркировка по материалу рабочей части:

• Вольфрамовые — ВК8, ВК2.
• Титановольфрамовые — Т5К10, Т15К6, Т30К4.
• Титано-тантало-вольфрамовые — ТТ7К12, ТТ8К6.
• Высокоуглеродистая сталь — У10А, У12А.
• Быстрорежущая сталь нормальной эффективности — Р9, Р12, Р18.
• Быстрорежущая сталь повышенной эффективности — Р18Ф2, Р18Ф4, Р6М3.

Это интересно: Как восстановить хром: очистка и реставрация хромированного покрытия