Резцы по металлу для токарного станка: характеристика инструмента

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 токарных операциях 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 (закаленная сталь, 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.

Советы по выбору качественных резцов при покупке

Чтобы правильно выбрать резцы для того или иного конкретного случая, надо опираться на следующие важные параметры:

Какой металл подвергается обработке чаще всего? Какие операции выполняются на оборудовании?
Важно заранее расставить приоритеты, между износоустойчивостью, эффективностью обработок и качеством изделий.

Если токарь только начинает работать, то ему достаточно приобрести инструмент трёх видов:

Расточные SDQCR.
Нейтральные наружного типа
Проходные, для обработки торцов. SDACR.

Наборы с резцами токаря актуальны, если эксплуатация планируется долгосрочная. Преимущество – комплекты со сменными пластинами. Необходимость в покупке новых державок отпадает, достаточно менять расходные составляющие.

Что касается производителей, то вот несколько названий, заслуживающих внимания:

Калибр.
СиТО.
Proma из Чехии.
Hoffman Garant из Германии.

Первые два производителя – российские. Актуальным будет приобретение специальной заточной машинки. Тогда при износе резцов самостоятельное возвращение работоспособности не доставит хлопот. Не нужно тратить время, ожидая мастеров.

Два круга абразивного свойства, поддержка охлаждающей системы становятся важными компонентами для современных агрегатов по заточке, шлифованию. Один диск – из карбида кремния, другой – на основе электрокорунда. Часть резца спереди обрабатывают первой, после неё идут поверхности сзади и дополнение. Цель – получение ровной кромки, способной разрезать материалы.

Особенности

Что такое токарный резец – это элемент, предполагающий державку и рабочую головку. Первая помогает фиксировать резец на станке, а вторая – работать с заготовкой. Сечение державки может быть квадратным и прямоугольным. Рабочая часть включает несколько смежных плоскостей и режущие кромки, а угол заточки связан с характеристиками материала, который обрабатывается в данный момент, и с самим видом обработки.

Немного о рабочей головке: она может быть цельной либо с пластинами, что с ней сварены (либо припаяны). А еще сегодня существуют резцы для токарного станка, которые орудуют со сменными пластинами, что очень удобно. Резцы с цельными элементами встречаются реже, а вот со сварными/спаянными – куда чаще. Их делают из быстрорежущей стали либо из твердого сплава с танталом, титаном или вольфрамом.

Как уже отмечалось, токарные резцы со сменой пластин – удобная для профессионала вещь. Пластина на головке может держаться механически, винтами либо специальными прижимами. И далее ею очень комфортно пользоваться. Особенно если выполнена пластина из минеральной керамики (хоть и стоимость отрезной детали в таком случае резко «подпрыгнет»).

Рабочая же часть токарного резца бывает твердосплавной, бывает – из быстрорежущей стали, либо из углеродистой высококачественной стали. Видов же резцов очень много, это большая и сложная классификация.

Категории резцов

Из всех имеющихся параметров, по которым классифицируют резаки, основным считается тип обработки заготовки. В зависимости от своего технологического назначения, сменные резцы для токарного станка по металлу бывают:

Проходными. Используя данное изделие, токарь обрабатывает цилиндрические и конические наружные поверхности металлических заготовок. Обработка осуществляется вдоль оси вращения заготовки.
Отрезными. Применяются для разрезания заготовок и их торцевания.
Фасонными. Используя данный резец для токарного станка по металлу, можно обтачивать фасонные поверхности заготовок. Инструмент также используется для формировки фасонных выступов и канавок.
Расточными. Изделие используется для растачивания как сквозного, так и глухого отверстия. Расточные резаки могут быть упорными и проходными.
Прорезными или канавочными. Внутренние и наружные канавки в цилиндрических заготовках из металла протачиваются данными резаками. Также этот тип резцов используется в тех случаях, когда необходимо разрезать заготовку под прямым углом.
Резьбовыми. Используются в тех случаях, когда нужно оснастить заготовку внутренней или наружной резьбой.
Гальтельными. Применяя резаки данной категории, токарь может обрабатывать переходные поверхности заготовок.
Фасочными. Используются данные резаки для снятия фасок.

Производители

При выборе резцов следует ориентироваться не на лучшую цену, а на соответствие продукции требованиям государственного стандарта. Произведенные по техническим условиям резцы вряд ли прослужат долго, да и заточить их будет проблематично. Несоответствие стандарту прямо указывает на изменение состава материалов в сторону удешевления. Например, для сплава ВК8 разница в несколько процентов кобальта кардинально меняет прочностные и температурные характеристики.

Только продукция, произведенная по ГОСТ, может обеспечить заявленные параметры и обеспечить бесперебойный технологический цикл.

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:

Отрезные (ГОСТ №18874-73) — используются на станках с поперечной подачей рабочего инстурмента, предназначены для обочки и обработки торцевый частей заготовок.
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.
Отрезные, они же канавочные (ГОСТ №18874-73) — монтируются на станки с поперечной подачей. Используются для резки монолитных кусков металла и протачивания канавок кольцевой формы.
Расточные (ГОСТ №18872-73) — предназначены для растачивания отверстий (сквозных и глухих), формирования углублений и выемок.
Фасонные (ГОСТ 18875-73) — используются с целью снятия наружных и внутренних фасок.
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.

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.

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.

Классификация токарных резцов

Производство и разделение этих деталей по отдельным видам происходит по специальному ГОСТу. В этом документе сказано, что существуют следующие категории инструмента:

Цельные приспособления, которые произведены полностью из стального сплава легированного типа. А также существуют детали, выполненные из инструментальной стали, однако они встречаются достаточно редко.
Резцы с напаянной твердосплавной пластинкой. Такой инструмент считается самым популярным.
Резцы, оснащенные съемными пластинками из твердого сплава, закрепляемыми на рабочем элементе с помощью прижимов и винтов.

Резцы по металлу различаются и направлением подающего движения при работе. Так, выделяют следующие виды:

Левые инструменты — при работе такие резцы подаются слева направо. Если на это приспособление положить свою левую ладонь, то режущая плоскость его будет находиться рядом с большим пальцем.
Правосторонние резцы характеризуются подачей справа налево.

Прямой и отогнутый проходной инструмент

Прямые проходные резцы зачастую применяются для обработки наружных поверхностей заготовок цилиндрической формы.

Существует два самых распространенных типоразмера державок этого инструмента:

Квадрат — 25x25 мм (предназначены для специальных видов работ).
Прямоугольник — 25x16 мм.

Проходные отогнутые изделия используются для обработки торцевых поверхностей. Кроме того, этот инструмент позволяет качественно снимать фаски и выполнять множество других работ. У этого приспособления державки могут иметь разные размеры. Требования, которые предъявляются к этому инструменту, регламентированы в ГОСТ 18877–73 .

Упорный, подрезной и отрезной

Упорные приспособления могут производиться с отогнутым или абсолютно прямым рабочим элементом. Этим инструментом можно обрабатывать цилиндрические заготовки из металлических сплавов. Кроме того, он является самым популярным типом среди многих специалистов.

Внешний вид подрезных резцов похож на проходной, однако первый инструмент обладает треугольной режущей пластинкой, выполненной из твердого металлического сплава.

Отрезная разновидность инструмента считается самой распространенной. Такие резцы используются для отрезания материала под углом в 90 градусов. А также с их помощью делаются всевозможные канавки на поверхности металлических деталей. Выяснить, что у вас в руках находится инструмент именно отрезного типа, нетрудно. Характерной особенностью этого приспособления является тоненькая нога, на которую припаяна твердосплавная пластинка.

Существуют и другие типы:

для нарезания внутренней и внешней резьбы;
для обработки глухих и сквозных отверстий.

Все виды токарных резцов обладают своими особенностями и предназначены для разных видов обработки.

Как сделать своими руками?

Допустим, речь идет об изготовлении токарного резца по дереву. Именно такие инструменты делают самостоятельно чаще.

Любая разновидность стамески предполагает следование такой схеме.

По чертежам либо фото выпиливается стальная заготовка нужной формы – это делается на токарном станке согласно заданных размеров.
Осуществляется первичная заточка будущего резца.
Металлическую деталь надо закалить, чтобы резец смог обрабатывать разные виды древесины. Сначала металл нагревается до предельной температуры, потом его опускают в машинное масло, и там он должен полностью остыть. А можно выдержать и просто при комнатной температуре.
Далее следует финишная заточка.
Режущая часть резца насаживается на деревянную ручку инструмента.

В этом процессе самым ответственным моментом будет первичная заточка. Резцы очень разные, их делают из напильника, например, но суть именно в предназначении инструмента, оно влияет на итог. Например, чтобы сделать резец с полукруглым режущим краем, на заготовке отмечают контур, по нему удаляют все лишнее и делают заточку оконечника нужного радиуса. Режущий край подтачивать надо аккуратно, чтобы тот вышел ровным.

Пример того, как выполнить своими руками резец-рейер.

Из напильника выковывается заготовка по размерам.

Плоская заготовка кладется на полукруглую обжимку, которая стоит в наковальном отверстии, сверху фиксируется полукруглая гладилка, по ней ударяют молотом. Так делают, чтобы полотно вокруг продольной оси было загнуто. Вместо гладилки используется стальной прут.

До момента закаливания «черновик» обтачивается под углом в 45 градусов

После закаливания сделать то же уже будет сложнее, потому важно не упустить момент.

Потом заготовка закаливается, ей нужно дать остыть.

Полотно отправляется в печку, чтобы нагреться до 200 градусов. Через 20 минут его достают и оставляют просто на воздухе, пока не остынет.

Наружная и внутренняя поверхности обрабатываются, обязательно выравниваются все деформации.

Режущую кромку надо заточить, сначала выровняв ее перпендикулярно продольной оси.

Осталось только насадить ручку – рейер своими руками готов.

Советы по выбору качественных резцов при покупке

Если токарь только начинает работать, то ему достаточно приобрести инструмент трёх видов:

Расточные SDQCR.
Нейтральные наружного типа
Проходные, для обработки торцов. SDACR.

Что касается производителей, то вот несколько названий, заслуживающих внимания:

Калибр.
СиТО.
Proma из Чехии.
Hoffman Garant из Германии.

Качественная работа с заточенными ножами

Чтобы работа была качественной, нужно постоянно натачивать инструменты. В машиностроительной промышленности используют специализированое оборудование с приспособлениями.

В заточных станках используется два абразивных круга. Белые круги используются для обтачки стальных частей. Второй круг с зеленным оттенком заправляется твердосплавной пластиной.

Лезвия затачивают в следующей последовательности:

Главный задний угол;
Вспомогательный задний угол;
Передний угол;
Делают закругление по радиусу.

Для заточки лезвий используют охлаждающую жидкость. Можно постоянно ее подавать, так же как во время шлифовки. Для сменных пластин не требуется перезаточка.

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:

Режущая часть.
Вершина.
Плоскость с тыльной стороны.
Плоскость, расположенная на лицевой части.

Токарные резцы для чайников

Изображение №2: геометрия токарного резца

Расскажем об углах резцов и их назначениях.

Задний вспомогательный угол (a₁). При его уменьшении снижается сила трения между задней плоскостью инструмента и обрабатываемой заготовкой.
Угол вершины (e). Формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью. Чем больше этот угол, тем лучше условия теплоотвода и выше прочность резца.
Вспомогательный угол в плане (f₁). Его размер варьируется в пределах от 10 до 30°. С уменьшением угла улучшается чистота обработки, но возрастает сила трения.
Главный угол в плане (f). Его размер варьируется в пределах от 20 до 90°. От размеров угла зависят длина и ширина среза. Чем меньше f, тем ниже температура и сила резания. Чистота обработки также улучшается. Но с уменьшением угла возрастают вибрации и радиальная сила резания.
Угол резания (d). Формируется между передней поверхностью и плоскостью резания.
Основной передний угол (g). 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.
Угол заострения (v). Формируется между передней и главной задней поверхностями. Оказывает влияние на остроту и прочность инструмента.
Главный задний угол (a). 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.
Угол наклона главной режущей кромки (l). Влияет на направление отвода стружки. При положительных l и l = 0° стружка сходит к обрабатываемой поверхности. Резцы с положительными l (12–15°) применяют при обработке заготовок из жаропрочных и закаленных сталей. У универсальных токарных резцов l = 0°. Резцы с отрицательными l применяют для чистовой обработки.

Материалы

Уже отмечалось, что резцы делают из самых разных материалов. Например, из твердых. Это вольфрамовые инструменты, которые могут обрабатывать цветные металлы и разные сплавы. Хороши для заготовок из чугуна, неметаллов. Еще существуют титановольфрамовые резцы, способные работать с любыми металлами. А тантало-вольфрамо-титановые резцы нужны там, где задача – обработка трудных металлов, например, ковочных и жаростойких, то есть тех, которые так просто не берутся.

Используются также и алмазные резцы: они хорошо обрабатывают цветные металлы, а еще пластик, каучук, эбонит, фибру. А вот по черному металлу они почти не работают, потому что в их отношении алмазные резцы считаются очень хрупкими. «Свежими» конкурентами алмазным элементам считаются эльборовые.

Режимы резания по металлу

Режим резания представляет собой набор величин, вычисляемые расчетным путем.

Глубина, определяющая толщину снимаемого слоя за одну операцию. При обработке торца показатель глубины определяется диаметром детали, плоских деталей — используют длину.
Скорость. Вычисляется путем умножения количества оборотов детали в минуту на ее диаметр. При этом учитывают тип выполняемой операции, вид инструмента, материал заготовки.
Подача. Показатель движения резца за один оборот детали.
После вычисления данные величины сравнивают с нормативными показателями, указанными в паспорте станка.

Также при расчете режима резания учитывают параметры токарного оборудования:

мощность, скорость вращения шпинделя и другие.

Заключение

Державка и рабочая голова – самые важные элементы у этого инструмента

Потому и внимание на них обращают по максимуму. От них зависит качественное выполнение всей работы, в целом

Эта же характеристика позволит заранее узнать, какими размерами будут обладать отверстия в готовом виде.

Неправильный выбор рабочих инструментов приведёт к различным проблемам при проведении обработки, особенно это касается металла. Потому стоит заранее внимательно изучить классификацию и понять, какими особенностями обладает каждая из представленных разновидностей. После этого определиться с подходящей моделью не составит труда.