Основные преимущества токарных резцов со сменными пластинами

Технология

§ 19. Виды и назначение токарных резцов

Для токарной обработки металлов применяют специальные инструменты — токарные резцы. Их изготовляют из сталей и сплавов, имеющих твердость, значительно превышающую твердость обрабатываемого материала. Рабочая часть резцов, как pi у многих других режущих инструментов, имеет форму клина (рис. 65).

Рис. 65. Схема процесса точения (а): 1 — обрабатываемая поверхность; 2 — обработанная поверхность; 3 — резец; основные углы режущей части резца (б): γ — передний угол; α — задний угол; β — угол заострения резца; δ — угол резания

Токарные резцы отличаются один от другого по конструкции, но все они имеют державку и режущую часть (рис. 66). Державка служит для закрепления резца в резцедержателе, режущая часть непосредственно участвует в процессе резания. На режущей части имеются передняя и две задние поверхности, главная и вспомогательная режущие кромки и вершина резца. Главная режущая кромка выполняет основную работу резания.

Рис. 66. Элементы резца: 1 — главная задняя поверхность; 2 — вспомогательная задняя поверхность; 3 — вершина резца; 4 — вспомогательная режущая кромка; 5 — передняя поверхность; 6 — главная режущая кромка

Важными характеристиками токарного резца являются основные утлы его режущей части.

Главный задний угол α (альфа). Увеличение данного угла уменьшает трение задней поверхности резца о поверхность заготовки.

Передний угол γ (гамма) влияет на процесс резания, легкость схода стружки, качество обработанной поверхности.

Угол заострения β (бета). Чем меньше угол заострения, тем легче резец входит в металл и отделяет стружку с меньшим усилием. Однако при уменьшении угла заострения снижается прочность резца, и он быстрее затупляется и ломается.

Угол резания δ (дельта). δ = α + β. Токарные резцы подразделяют по направлению подачи (правые и левые), конструкции головки (прямые и отогнутые), способу изготовления (цельные, сборные и составные), сечению державки (прямоугольные, круглые и квадратные), виду обработки (проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные). На рисунке 67 схематично показаны некоторые виды резцов.

Рис. 67. Токарные резцы: а — проходной прямой; б — проходной отогнутый; в — проходной упорный; г — подрезной; д — отрезной; е — фасонный; ж — резьбовой; з — проходной расточной

Проходные резцы (рис. 67, а, б) предназначены в основном для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей заготовок, проходной упорный резец (рис. 67, в) — для обработки уступов. Торцы заготовок обрабатывают подрезными резцами (рис. 67, г), а отрезают заготовки — отрезными (рис. 67, д). Резьбовыми резцами (рис. 67, ж) нарезают наружную и внутреннюю резьбу, а расточными (рис. 67, з) — растачивают отверстия. Для обработки фасонных поверхностей применяют фасонные резцы (рис. 67, е).

Следует помнить, что токарные резцы, как и любой другой инструмент, нельзя использовать не по назначению, бросать, хранить «навалом». Нельзя допускать значительного затупления инструмента.

Практическая работа № 19

Ознакомление с токарными резцами

1. Рассмотрите несколько различных токарных резцов.

2. Определите их виды и назначение.

3. Измерьте с помощью угломера основные углы режущей части одного из резцов и запишите результаты измерений в таблицу.

Новые слова и понятия

Токарные резцы, державка и режущая часть резца, основные углы режущей части резца: главный задний, передний, заострения, резания.

Проверяем свои знания

1. Каким инструментом обрабатывают детали на токарных станках?
2. Из каких основных частей состоит токарный резец?
3. Какие поверхности и кромки имеет режущая часть резца?
4. Назовите основные углы режущей части резца.
5. Что общего между токарным резцом, зубилом, сверлом, ножовкой?
6. Назовите основные виды токарных резцов.
7. Какие работы можно выполнять проходными резцами?

Разновидности токарных проходных резцов

Такие инструменты можно разделить сразу как на черновые, так на чистовые разновидности.

Чистовые имеют сравнительно небольшой радиус общего закругления. Это помогает получить более точно обработанную поверхность в приборе. Их принято использовать на конечной стадии изготовления и для создания небольших деталей. Если на производстве хотят получить большую гладкость, а также чистоту, то чаще всего используют лопаточные резцы, которые помогают добиться наилучшего эффекта.

Черновые разновидности можно использовать для процесса грубой обработки. При всём этом общий радиус закругления у них будет намного ниже, но и крепость намного сильнее. Они могут хорошо подойти в то время, когда нужно снимать большое число металла с полученной заготовки. Рабочий ресурс в этом случае у них будет гораздо выше. Именно по этой причине, с экономической точки рассмотрения такого вопроса, обработка сразу несколькими типами резцов происходит значительно выгоднее и бюджетнее. Точность при этом у них меньше, но первый этап устранения они проходят в разы быстрее.

Кроме этого, можно также выделять такие разновидности резцов, как проходной отогнутый левый, а также правый. В этом случае они будут отличаться расположением режущей кромки, как и на остальных деталях таких инструментов.

Резец проходной может быть произведён преимущественно из материалов твёрдых сплавов, но также можно использовать инструменты из стали быстрорежущего типа.

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.

Функциональность резцов

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.

Разновидности резцов

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).

Также токарные резцы делятся прямые, отогнутые и оттянутые в зависимости от положения режущей кромки по отношению к державке. В отогнутых кромка выполнена в виде прямой линии, в отогнутых — изогнутую, в оттянутых — кромка уже, чем ширина стержня.

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.

Для чего используются в токарном деле?

Основная сфера, в которой применяются алмазные резцы – это обработка следующих материалов:

• Цветные металлы (в первую очередь – тонкое точение).
• Неметаллические материалы – пластик, фибра, эбонит, каучук и т. д. Дело в том, что при обработке пластмасс эффективность алмазных резцов в десятки раз выше, чем у обычных твердосплавных.

Для работы по чёрному металлу алмазные резцы применяются редко: этот инструмент достаточно хрупок (особенно к боковым нагрузкам) и быстро выходит из строя. Тем не менее, для обработки по 1-му классу, где снимается небольшое количество припуска, алмазный инструмент может применяться и для заготовок из чугуна и стали.

Главная причина, по которой используются резцы с алмазной поверхностью – это высочайшее качество обработки и готовой поверхности. Как следствие, готовое изделие обладает высокой долговечностью в эксплуатации.

Важно!
Алмазные резцы не слишком долговечны – их можно перетачивать не более 15 раз (а в большинстве случаев – не более 6). Это надо учитывать при выборе технологии токарной обработки изделия.

Преимущества использования токарных пластин

Пластины для отрезных либо расточных резцов производятся на основе разных марок твердых сплавов. Это весьма удобно, поскольку позволит вооружиться большим набором режущих элементов, которые будут обрабатывать заготовки из разных элементов.

А еще применение сменных токарных приспособлений для режущего инструмента можно уверенно назвать выгодным решением с экономической точки зрения, поскольку, если случится поломка или износ, не нужно будет менять весь резец целиком, только лишь его режущую часть. Лучше всего применять инструмент, оснащенный сменными твердосплавными пластинами, тогда, когда требуется автоматизировать технологические процессы

Это особенно важно при мелком и среднесерийном производстве разных изделий

Твердосплавные изделия, которые ставят на токарные резцы, имеют ряд своих преимуществ:

• они стоят дешевле по сравнению с цельными резцами;
• заменить твердосплавный режущий элемент на новый можно очень быстро;
• пластины на основе твердых сплавов обладают высокой надежностью даже при интенсивной эксплуатации;
• если нужно, то подобные сменные режущие части можно переналаживать;
• все существующие модели данных режущих элементов для резцов унифицированы, поэтому можно без труда подобрать подходящий вариант для того или иного типа обработки, а также марки материала обрабатываемой заготовки.

А еще использование сменных твердосплавных пластин, оснащенных механическим креплением, можно значительно повысить срок эксплуатации державки токарного резца, а также не потребуется затачивать и паять режущую его часть. Кроме того, в условиях применения данного инструмента температура и сила резания может снизиться до 40 процентов. Твердые сплавы обладают такими свойствами, что их можно применять для производства пластин, а с их помощью можно обрабатывать металлы при условии изменения режимов резания.

https://youtube.com/watch?v=-Bwh36VbB70

В настоящее время выпускаются разные виды твердосплавных изделий. Требования к каждому типу прописаны в государственных стандартах. Они представлены ниже:

• ГОСТ 19086–80 — подразумевает характеристики опорных и режущих пластин, а также стружколомов;
• ГОСТ 19042–80 — прописывает требования к форме, классификации, а также к системе обозначений пластин сменного типа на основе твердосплавных материалов;
• ГОСТ 25395–90 — регулирует производство твердосплавных пластин нескольких типов, их фиксируют на державке резца посредством напайки. Это касается элементов, соединяющихся напайкой с резцами револьверного, проходного или расточного типа.

Заточка резцов по дереву для токарного станка

Качество обрабатываемой заготовки во многом зависит от правильной заточки, а именно от геометрии токарного резца. Угол заточки подбирается каждым мастером индивидуально в зависимости от собственных навыков, твердости древесины, качества рабочего инструмента, окончательного желательного вида обрабатываемой поверхности.

Для начинающего мастера угол заточки стамески и мейсера должен быть равен 40 градусам относительно рабочей поверхности и по отношению каждой из сторон лезвия. Для рейера это значение составляет 50-60 градусов. С повышением уровня мастерства угол затачивания может уменьшиться до 20-35. Процесс затачивания осуществляется на специальном станке для заточки токарных резцов, который оснащен набором кругов различной зернистости и бархатным бруском для ручной правки лезвия.

Перед тем как затачивать резец, нужно правильно его зафиксировать в оправке

Полезный совет! В наборе инструментов токаря должны присутствовать резцы одного типа единого размера, имеющие различные углы заточки. Это значительно ускорит работу специалиста и продлит срок эксплуатации изделий, поскольку не будет возникать необходимость в постоянном перезатачивании лезвия, исходя из вида обрабатываемой заготовки.

Инструмент с более тупым углом затачивания используется для грубой обработки и заготовок из твердых пород дерева. Режущий инструмент с более острыми углами позволяет более качественно обрабатывать поверхность заготовки. Он используется для ускорения процесса точения. Однако в этом случае возрастает вероятность повреждения лезвия и скола заготовки. К тому же правка и заточка резцов по дереву с острыми углами будет выполняться чаще, чем элементов с тупыми углами.

Примерный угол затачивания лезвия формируется на стадии изготовления токарных резцов до начала процесса закаливания. После окончания термической обработки затачивание осуществляется при помощи абразивного круга и завершается на бархатном бруске ручной доводкой.

Чтобы предупредить появление на точеных деталях задиров и сколов, важно использовать правильно заточенные резцы

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 сплавов, металлов.
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.

Классификация резцов

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.

Работа с отрезным резцом

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.

Расточные токарные резцы

Сборные

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.

1 Общие сведения

В большинстве случаев, токарные резцы, в том числе и сделанные своими руками, предназначены для ручного применения. Закрепленная заготовка вращается станком, а ее обработка происходит за счет перемещения режущего инструмента вдоль обрабатываемой поверхности руками мастера.

Стандартный ручной резец состоит из двух частей:

• рабочего тела изготовленного из металла;
• деревянной ручки, для удержания инструмента в руках.

Он имеет три зоны:

• лезвие — режущая часть (заточенный особым образом конец инструмента);
• тело — металлическая часть, которая упирается при работе в подставку (подлокотник) станка;
• хвостовик — зауженная часть инструмента в противоположном конце от лезвия. На хвостовике крепится деревянная (пластиковая) ручка.

Классификация резцов по дереву

Ручка ручного резца имеет основу (то за что держится мастер) и шейку (металлическое крепежное кольцо не позволяющее разрушаться ручке в процессе работы).

1.1 Виды резцов

Для проведения множества разнообразных работ на станке потребуется целый набор токарных резцов по дереву. Многие мастера имеют свои особые инструменты, которые необходимы им для проведения определенного вида обработки дерева, поэтому некоторые из них сделаны своими руками.

В зависимости от потребностей, резцы по дереву могут быть:

• отрезными;
• подрезными;
• расточными;
• фасонными.

Для выполнения основных операций по работе с деревом на токарном станке достаточно двух основных видов резцов:

• рейера — предназначен для первоначальной стадии обработки заготовки;
• мейселя — для придания изделию окончательной формы.

1.2 Рейер

Конструктивно представляет собой длинное стальное лезвие с полукруглым сечением.

Рейер — предназначен для первоначальной стадии обработки заготовки

Изготовить своими руками его можно из толстой металлической пластины или полукруглого желобка. Заточка рабочей части (лезвия) проводится также в виде полукруга. Используется рейер для придания первичной заготовке приблизительных параметров изделия в черновом виде.

1.3 Мейсель

Своей формой этот инструмент напоминает сапожный нож — это металлическая пластина, заточка косого лезвия которой выполнена под одинаковым углом с обеих сторон. Используется для придания изделию окончательной формы, а также для отделения готовой детали от заготовки.

Эти два основных вида резцов позволяют выполнять основные операции по обработке деревянных заготовок по внешней поверхности. В некоторых случаях возможна работа с ними и при внутренней обработке деталей.

1.4 Фасонные резцы

Большое семейство другого вида резцов по дереву, относятся к категории фасонных:

• стамеска (скребок) — выравнивает цилиндрические поверхности;
• гребенка — для вырезания канавок или резьбы;
• крючок — с его помощью вытачиваются полости в торце детали;
• кольцо — действует аналогично крючку;
• треугольник — заточка лезвия выполнена в форме треугольника для придания заготовке круглой формы.

1.5 Самодельные резцы

Самостоятельно изготавливая самодельные резцы для токарного станка по дереву, следует учитывать некоторые особенности при выборе материала. Он должен быть прочным (из качественной марки стали) и соответствовать допустимым минимальным размерам.

Самодельные резцы по дереву для токарного станка

Самыми простыми в изготовлении своими руками являются рейер и мейсель. Для получения этих резцов можно использовать уже отработанные напильники или рашпили. Используя обычный станок для заточки, им придается нужная форма лезвия, а ручку зачастую менять нет необходимости (при условии, что старая в полном порядке). При отсутствии крепежного кольца на ручке — его необходимо обязательно добавить, так как это элемент, который увеличивает безопасность работы с инструментом.

Металл, из которого они сделаны, имеет достаточную твердость, но перед выполнением заточки его следует закалить. Для этого полученную заготовку резца разогревают до красноты, а затем опускают для охлаждения (закалки) в машинное масло.

Сделанные своими руками резцы следует испытать на мягких породах дерева (тополь, липа), а затем, после осмотра на предмет появления трещин и сколов, можно приступать к работе с более твердыми породами (дуб, береза, бук).

Процесс вытачивания деревянной заготовки ручным резцом