Заточка и доводка резцов. Как сделать и заточить резцы по дереву Заточка резцов по металлу

Точение различных изделий на токарном оборудовании выполняют посредством инструмента, который носит обобщающее название резец токарный. Резцовый инструмент классифицируется главным образом по функциональному назначению, от которого напрямую зависят конструктивные особенности отдельных видов, конструкция и конфигурация их лезвий. Другие классифицирующие признаки относятся к его ориентации во время рабочего процесса, виду режущей части, а также материала, из которого он изготовлен. Кроме токарных станков для металлообработки, существует аналогичное оборудование для точения изделий из дерева, резцы которого имеют отличную конструкцию и пригодны только для работы с древесиной и пластиками. Чтобы различать их с резцовым инструментом для токарной обработки металлов, в названии последнего часто употребляют словосочетание «резец по металлу». Типоразмеры и конструктивные характеристики токарных резцов регламентируются государственными и международными стандартами и в виде специального кода указываются на их маркировке.

Основная часть токарного резцового инструмента имеет примерно одинаковую компоновку и конфигурацию основных частей. В основном они отличаются геометрией режущей части, что связано с функциональным назначением конкретного типа резцового инструмента. Кроме того, существует несколько технологий сочленения державки и режущей части, от которых зависит базовая конструкция токарных резцов. Тем не менее все модели имеют примерно одинаковый набор рабочих плоскостей и граней головки резца, участвующих в . Кроме основных, непосредственно реализующих процесс снятия припуска, к ним также относятся элементы, ответственные за направленный отвод слоя удаленного металла, формирование и ломку стружки и пр. На рисунке ниже представлены классические элементы резца и их расположение на режущей части.

Одной из особенностей токарной обработки является то, что горизонтальное продольное движение резцового инструмента может осуществляться в двух направлениях: от шпинделя (вправо) и по направлению к нему (влево). Смена направления движения требует изменения ориентации режущих поверхностей, поэтому инструментальная промышленность производит токарный инструмент в обоих вариантах. Чтобы определить, правый это или левый резец, нужно поместить на него правую ладонь пальцами в сторону лезвия. Если большой палец будет справа от вершины, то это правый, а если нет - левый.

Плоскости резания

Угловые параметры резцового токарного инструмента рассчитываются с помощью системы координатных плоскостей, среди которых базовыми являются основная, резания и главная секущая. Их взаимный наклон формирует углы заточки режущей части, обеспечивающие токарную обработку на расчетных режимах. Таким образом определяются следующие углы: главный передний (γ), главный задний (α), угол заострения (β), а также ряд других углов (см. правый рис. ниже).

Работа токарного инструмента в процессе резания определяется угловыми параметрами передней и задней поверхностей. Поэтому основные углы резца - это главный передний (γ) и главный задний (α). При увеличении первого снижаются затраты мощности на выполнение резания, улучшается стружкоотвод и снижается шероховатость. С другой стороны, при увеличении переднего угла снижается толщина лезвия, что приводит к ухудшению его прочностных характеристик, усилению выкрашивания и уменьшению скорости отвода тепла. Основное назначение заднего угла - это снижение трения между поверхностью резания и главной задней. Кроме главных по функциональности углов α и γ при расчете определяется еще несколько углов, чьи величины влияют на класс чистоты токарной обработки, процесс формирования стружки и другие технические характеристики.

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.

Кроме стандартной классификации, существует множество названий специфического токарного инструмента, как правило, отражающего особенности его конструкции или технологии применения. К таким относится пружинный резец с изогнутой в виде волны резцовой частью, которая пружинит во время токарной обработки жестких и неровных материалов.

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.

Проходные прямые, отогнутые и упорные

Самая распространенная токарная операция - это обточка внешних частей цилиндрических заготовок. При этом используют три базовые разновидности резцового инструмента, представленные на рисунке ниже.

Упорный резцовый инструмент предназначен для обточки длинных и нежестких изделий, т. к. его конструкция способствует меньшему изгибанию детали. Отогнутый резец имеет лезвие, расположенное под углом к державке, поэтому им можно работать на продольной подаче. Все резцы этого типа фиксируются в резцедержателе так, чтобы их вершина находилась напротив главной оси вращения станка. Одна из разновидностей прямого типа - пружинный резец, который имеет удлиненную и изогнутую режущую часть, пружинящую в процессе обработки. Проходной резцовый инструмент является наиболее массовым и универсальным, поэтому часто изготавливается неразборным из быстрорежущей инструментальной стали.

Основное предназначение данного инструмента - подрезка торцов и формирование уступов на вращающихся заготовках. Подрезные резцы работают на обоих направлениях подачи и поэтому могут формировать уступы под различными углами. Конструктивно это чаще всего быстрорежущие резцы сборного типа. На фото ниже - подрезка торца бронзовой заготовки.

Этот вид токарного инструмента относится к группе канавочных и отрезных резцов. От проходных и подрезных его отличает специфическая форма режущей части. На ее лезвии по бокам от основной рабочей кромки располагаются две вспомогательные, обеспечивающие резание боковых плоскостей канавки. Помимо этого для снижения трения о боковые поверхности прорезаемого паза режущая часть имеет трапецеидальную форму с сужением в сторону державки. Головка такого инструмента, как правило, имеет усиленную форму, часто выгнутую вверх (т. н. петушковый резец). Отрезку рекомендуется производить как можно ближе к зажимному патрону, при этом режущая кромка должна устанавливаться точно против оси вращения, а корпус инструмента - строго перпендикулярно к плоскости резания. Отрезные работы выполняются на меньших скоростях, чем обточка, а при резании стали и твердых металлов в зону обработки обязательно должна подаваться СОЖ. На фото ниже - отрезка.

Если при токарной обработке необходима высокая точность соотношения оси резьбы с другими плоскостями изделия, то в этом случае рекомендовано использовать резьбонарезные резцы. Технология нанесения резьбы резцовым инструментом основана на точном соответствии геометрических параметров его режущей части и резьбового профиля изделия. Независимо от вида резьбы при таких операциях подача должна быть обязательно синхронизирована с оборотами шпинделя. Конструктивно резцовый инструмент, используемый для наружной резьбы, является прямым, а для внутренней - отогнутым. На фото ниже - внешнее резьбонарезание.

Этот вид инструмента предназначен для токарной обработки внутренних цилиндрических поверхностей с целью достижения точной соосности с осью вращения детали. При токарной расточке затруднены стружкоудаление, отвод тепла и применение СОЖ, поэтому инструмент находится в более сложных условиях, чем при выполнении наружной обточки. Вследствие этого такое точение производится на меньших скоростях и небольших глубинах. Существует две основных разновидности резцового : упорные и проходные. Первые предназначены для тупиковых отверстий, а вторые - для сквозных. Для расточки больших диаметров обычно используют инструментальные державки различной конфигурации, в которые в том числе могут устанавливаться и расточные резцы. На фото ниже - расточка.

Сборный инструмент

Конструктивно токарные резцы выпускаются в двух основных разновидностях: цельнометаллическими и сборными. В первом случае все изделие выполнено из единого металлического бруска, на торце которого затачивается лезвие. Во втором цельнометаллическим является все, кроме лезвия, которое в таком изделии представляет собой режущую пластинку, зафиксированную на торце головки инструмента. Режущие пластинки в этом виде токарного инструмента могут крепиться напайным или механическим способом. В первом случае ее фиксируют с помощью пайки или сварки, а во втором - различными механическими приспособлениями, среди которых самые распространенные - это резьбовые элементы, прижимы и эксцентрики. Напайки и пластины для резцов изготавливают из специальных режущих материалов, среди которых основные - это инструментальная сталь, твердотельные сплавы и порошковые композитные материалы.

Главные правила при выборе токарного резца по металлу

При выборе токарного инструмента в первую очередь нужно четко представлять, для каких целей его предполагается использовать и на каких режимах он будет эксплуатироваться. Кроме того, важным критерием является и производственное назначение, от которого зависит и его стоимость. Инструмент, используемый при разовых токарных работах в ремонтном цехе, и тот, что применяется в серийном производстве, обладают разными эксплуатационными характеристиками и, соответственно, имеют разную цену.

Однако при прочих равных ключевым параметром все-таки является стойкость резца, которая зависит от материала его лезвия. Токарные резцы со сменными пластинами во многих случаях имеют самые лучшие характеристики, но при выходе из строя лезвия оно не точится, а подлежит замене. Цельнометаллический инструмент в этом отношении практичнее, т. к. износ резца ведет только к его переточке. Кроме того, форму режущей кромки у такого изделия можно задать по своему желанию.

Когда требуется заточка резца

Необходимость в заточке резцов для токарного станка возникает в двух ситуациях: при изготовлении нового инструмента и в случае его износа в процессе эксплуатации. Работать изношенным или неправильно заточенным резцовым инструментом нельзя, т. к. это ведет к резкой потере точности токарной обработки и снижению качества поверхности детали. Другими следствиями проблем с заточкой являются вибрация и избыточный нагрев.

Правила выполнения заточки

Целью заточки токарных резцов является приведение их поверхностей к заданным геометрическим характеристикам и придание надлежащей остроты режущим кромкам. Чтобы правильно заточить токарный инструмент, необходимо соблюдать технологию заточки и применять соответствующие материалу изделия абразивные круги. Также важно, чтобы заточной станок был оборудован регулируемым подручником, позволяющим фиксировать затачиваемый инструмент под необходимыми углами. Порядок заточки токарного резца выглядит следующим образом: первыми выводятся углы обеих задних поверхностей, а после их проверки и замера затачивается передняя. Последней операцией является доводка участков всех поверхностей в тех местах, где они прилегают к режущей кромке лезвия.

Применяемые инструменты

На станке для заточки токарных резцов должны быть установлены два шлифкруга с разными абразивами: из электрокорунда и зеленого карбида кремния. Первый предназначен для заточных работ по инструментальной стали, а второй круг применяют при заточке твердосплавных материалов. , которая является финишной операцией, производится на отдельном с минимальными биением и высокими оборотами. Здесь абразивным инструментом служат эльборовые или алмазные шлифкруги.

Как установить резец на станке

Токарный инструмент крепится на каретке подвижного суппорта с помощью одинарного или многопозиционного резцедержателя. Чтобы правильно установить резец, его необходимо точно выверить относительно главной оси станка в перпендикулярном и параллельном направлениях. Режущая кромка большинства токарных резцов должна находиться строго напротив оси вращения, что требует настройки инструмента по высоте. Для этого обычно используют пластины из мягкой стали разной толщины, которые подкладывают под его основание. Важным условием установки также является жесткая фиксация резца, поэтому он должен зажиматься без люфтов и зазоров.

Если кто-нибудь из читателей имеет опыт работы на токарном станке, подскажите, пожалуйста, сколько токарного инструмента и какого типа необходимо иметь в домашней мастерской. Ждем вашего ответа в комментариях к этой статье.

Заточка рабочих поверхностей резцов. Во второй главе указывалось, что в одних случаях основной износ резца наблюдается только по задней поверхности, в других - только по передней, а в третьих - одновременно по обеим поверхностям (табл. 4.21). Кроме того, помимо образования площадок износа наблюдаются разрушения инструмента в виде местного выкрашивания режущей кромки или сколов на контактных площадках.

Главные и вспомогательные задние поверхности всех резцов, за исключением фасонных, выполняют плоскими. Передняя поверхность резцов может быть плоской без и со стружколомающими элементами, с мелко- и крупноразмерными лунками и порожками (уступами).

Характерные виды износа и схемы переточки резцов

Таблица 4.21

Характер износа	Схема переточки	Припуск h„ на переточку, мм
Износ по задней поверхности		Л п = Л 1 + (0,1...0,2), где =h 3 tga
Износ по передней поверхности		К = К + ( 01...0,2)

Характер износа	Схема переточки	Припуск h n на переточку, мм
Износ по передней и задней поверхностям		К. 3 =К tga+(0,1...0,2) К.п -й л + (01...0,2)
Износ по фаске и задней поверхности
Износ по криволинейной передней и задней поверхностям		К. 3 =К tga+(0,1...0,2) Лп.. = Л л + Л в + (01...0,2)

Примечание. На схемах удаляемый припуск заштрихован.

Поверхности рабочей части резца разделяют на открытые и полуоткрытые (рис. 4.4). К открытым относят поверхности, которые не пересекаются с державкой, т.е. могут затачиваться на проход. Допускаемые отклонения углов резца при переточках приведены в табл. 4.22.

Рис. 4.4. а, в - задних открытых и полуоткрытых; б, г - передних открытых

и полуоткрытых

Назначение условий переточки резцов зависит от типа производства, объема затачиваемой партии резцов, конструктивных особенностей резца, степени и характера износа контактных поверхностей, наличия заточного оборудования и др. Технологический процесс заточки и доводки резцов должен обеспечить получение требуемой шероховатости обрабатываемых поверхностей (табл. 4.23).

Таблица 4.22

Допускаемые отклонения углов резца

Таблица 4.23

Параметр Ra шероховатости поверхности резцов, мкм

Затачиваемая	Материал режущей части
поверхность	Быстрорежущая сталь	Твердый сплав
по пластине
по державке
Передняя
криволинейная
Стружколом

В основном применяют две схемы заточки твердосплавных резцов , обеспечивающие при правильном выборе режимов заточки и характеристик кругов стабильную стойкость заточенных резцов.

Первая схема предусматривает предварительную заточку кругом из карбида кремния (КЗ) и окончательную заточку алмазным (А) кругом, вторая - полную обработку алмазным кругом за одну операцию. Обычно при правильном подборе алмазного круга после нескольких проходов выхаживания достигается шероховатость поверхности Ra 0,32 мкм. При необходимости получения меньшей шероховатости применяется операция доводки мелкозернистым алмазным кругом на органической связке. Задние поверхности доводятся по ленточке шириной 1...2 мм, передние - по фаске.

При переточке резцов полную алмазную заточку производят при припуске до 0,2...0,3 мм. При более значительных припусках экономически целесообразнее затачивать по схеме «КЗ + А».

При больших припусках и необходимости снимать одновременно с твердым сплавом большой объем материала державки вместо заточки по схеме «КЗ + А» применяют электрохимическую заточку.

Оборудование для заточки резцов. Резцы из быстрорежущей стали затачивают кругами из электрокорунда на керамической связке с обильным охлаждением и доводят эльборовыми или алмазными кругами.

Первая схема заточки предусматривает снятие значительного (0,4 мм и более) припуска шлифовальными кругами из карбида кремния (твердый сплав) или электрокорунда и монокорунда (быстрорежущие стали) на предварительных операциях и последующую окончательную заточку и доводку рабочих поверхностей с применением алмазных, эльборовых или мелкозернистых абразивных кругов на бакелитовой связке. Эта схема заточки во многих случаях оказывается наиболее целесообразной по экономическим показателям, так как съем основной массы припуска осуществляется с помощью относительно дешевых шлифовальных кругов, а требуемое качество поверхности обеспечивается алмазной и эльборовой обработкой при съеме небольшого припуска (менее 0,4 мм).

При съеме незначительных припусков лучших показателей по экономичности можно достигнуть при использовании второй схемы заточки, предусматривающей полную обработку всех рабочих поверхностей резца с использованием только алмазных (для твердого сплава) или эльборовых (для быстрорежущей стали) кругов одной или двух зернистостей. Возможно также осуществление полной заточки одним кругом оптимальной зернистости при правильном выборе его характеристики.

При заточке и доводке резцов наиболее приемлем следующий порядок операций:

• 1) заточка передней поверхности;
• 2) заточка задней главной поверхности по державке;
• 3) заточка задней вспомогательной поверхности по державке;
• 4) заточка фаски по передней поверхности;
• 5) заточка задней главной поверхности по пластине;
• 6) заточка задней вспомогательной поверхности по пластине;
• 7) заточка задней поверхности по радиусу вершины;
• 8) заточка лунок, канавок или стружколомающих порожков;
• 9) доводка фаски по передней поверхности;
• 10) доводка фаски по задней главной поверхности;
• 11) доводка вершины по радиусу.

В зависимости от конкретных требований и условий некоторые операции могут быть опущены или совмещены.

На машиностроительных предприятиях инструмент, как правило, затачивают централизованно. Вместе с тем иногда необходимо затачивать инструмент вручную.

Для ручной заточки инструмента применяют точильно-шлифовальные станки, состоящие из шлифовальной головки и станины (рис. 4.5). В шлифовальную головку встроен электродвигатель. На выходящих концах вала ротора крепятся шлифовальные круги, которые закрываются кожухами с защитными экранами. Станок оснащается поворотным столиком или подручником для установки резца.

При заточке на точильно-шлифовальных станках резец устанавливают на поворотный столик или подручник и вручную прижимают обрабатываемой поверхностью к шлифовальному кругу. Для равномерного изнашивания круга резец необходимо перемещать по столику или подручнику относительно рабочей поверхности круга.

Рис. 4.5.

При заточке резца по задним поверхностям столик или подручник поворачивают на заданный задний угол и закрепляют в непосредственной близости к кругу. Резец устанавливают так, чтобы режущая кромка располагалась параллельно рабочей поверхности круга. Переднюю поверхность резца чаще всего затачивают боковой поверхностью круга, при этом резец устанавливают на подручнике боковой поверхности. Переднюю поверхность можно затачивать также периферией круга, однако это менее удобно. Резцы из быстрорежущей стали затачивают сначала по передней, а затем по главной и вспомогательной задней поверхностям. При заточке твердосплавных резцов применяют такой же порядок операций, но предварительно обрабатывают задние поверхности державки под углом, на 2...3 0 большим, чем угол заточки на пластине твердого сплава.

Обычно на точильно-шлифовальном станке устанавливают шлифовальные круги разных характеристик, что позволяет производить предварительную и окончательную заточку инструмента. При предварительной заточке твердосплавного инструмента используют круги из карбида кремния (63С) зернистостью 40, 25, 16 и твердостью СМ2 или С1 на керамической связке (КЗ);

окончательную заточку (при припуске 0,1...0,3 мм) выполняют на алмазных, эльборовых и мелкозернистых абразивных кругах с бакелитовой связкой.

При предварительной заточке быстрорежущих инструментов применяют шлифовальные круги из электрокорунда (23А, 24А) зернистостью 40, 25,16 и твердостью СМ1, СМ2 на керамической связке (К5). Окончательную заточку (при припуске 0,1...0,3 мм) выполняют кругами из электрокорунда (23А, 24А) или монокорунда (43А, 45А) зернистостью 25, 16 и 12 и твердостью М3, СМ1, СМ2 на керамической связке (К5).

При заточке резца мелкозернистым кругом на его режущей кромке остаются неровности, которые непосредственно влияют на интенсивность изнашивания резца. Поэтому после заточки резец доводят на алмазном круге или на вращающихся чугунных дисках с применением абразивных паст. Скорость вращения алмазного круга - до 25 м/с, скорость вращения чугунного диска - 1 -1,5 м/с. Резец доводят по главной задней и передней поверхностям, формируя фаски шириной 1,5...4,0 мм. Вспомогательную заднюю поверхность резца не обрабатывают.

Для получения поверхностей высокого качества (Ra 0,32... 0,08 мкм) необходимо, чтобы биение доводочного диска или круга не превышало 0,05 мм, при этом вращение их должно быть направлено под режущую кромку.

При использовании универсально-заточных станков резцы затачивают торцом или периферией круга преимущественно в трех- поворотных тисках по лимбам А, Б, В. При этом возможны три исходных положения резца (рис. 4.6) - два основных (И 15 И 2)

Рис. 4.6.

Формулы настройки трехповоротных тисков при заточке резцов

Таблица 4.24

	Затачиваемая поверхность	положения	Углы разворота по шкалам
Периферией	Главная задняя		Произвольно (при малых а и у)
	Вспомогательная задняя
	Передняя			У sin Ф Р + cos ф р
Торцом круга	Главная задняя
	Вспомогательная задняя
	Передняя
	Главная задняя
	Вспомогательная задняя
	Передняя				Фр

Заточка и переточка режуших инструментов

и одно дополнительное (И 3). В последнем случае несколько упрощается настройка тисков, но усложняется процесс заточки.

Чтобы заточить резец по трем поверхностям (передней, главной и вспомогательной задней), необходимо задать его углы у, А, а, а 1? ф, Для обеспечения требуемых углов заточки рассчитывают углы разворота тисков по соответствующим осям (табл. 4.24). Для этого находят расчетные углы: А. р, ф р, ф 1р (табл. 4.25). Направления поворота частей тисков зависят от типа резца.

Стружколомающие уступы обрабатывают шлифовальными кругами прямого профиля и чашечными кругами, осуществляя врезание в направлении, перпендикулярном передней поверхности (рис. 4.7, а) или параллельном упорной поверхности порожка (рис. 4.7, б).

Таблица 4.25

Влияние типа резца на направление разворота головки

Рис. 4.7.

а - перпендикулярном передней поверхности; б - параллельном опорной поверхности порожка

Стружколомающие лунки обрабатывают либо кругом, заправленным по заданному радиусу, либо двухугловым кругом, развернутым под углом к направлению продольной подачи (рис. 4.8). Угол разворота |/ определяют из зависимости

где R - радиус канавки; р - радиус округления угловой кромки заточного круга; R K - радиус круга.

Рис. 4.8.

Круглые и призматические фасонные резцы затачивают по передней поверхности чашечными кругами на универсально-заточных станках. Особое внимание следует обращать на правильное положение резца относительно шлифовального круга, поскольку погрешности расположения изменяют передний угол и точность профиля обрабатываемой детали искажается.

На рис. 4.9 показаны схемы заточки призматического и круглого фасонных резцов. Призматический резец устанавливают в держателе либо непосредственно в трехповоротных тисках, обеспечивая разворот передней поверхности под углом а + у. Круглый резец устанавливают на оправке, аналогичной оси при-

Рис. 4.9. а - призматического; б - круглого

способления для крепления резца на токарном станке. Его передняя поверхность должна быть повернута относительно оси на угол а + у. Для этого ось круглого резца должна быть расположена на расстоянии г к = Н относительно плоскости вращения торца шлифовального круга. Величину Н рассчитывают по формуле

где R x - радиус наиболее выступающей точки профиля резца.

При настройке станка торец шлифовального круга вводят в соприкосновение с передней поверхностью резца. В другом варианте на торце резца должна быть нанесена риска радиусом г к, на уровне которой при настройке станка устанавливают торец шлифовального круга.

В ходе заточки резец принудительно поворачивается на угол, обеспечивающий полное удаление площадки износа на задней поверхности. Круг при этом не должен изменять настроенного положения.

Токарные резцы эксплуатируются на разных токарных агрегатах, являясь для них рабочим инструментом для обработки фасонных и иных изделий, плоскостей, с их помощью можно производить нарезание резьбы, а также многие другие операции.

1 Из каких частей состоят резцы для токарных агрегатов?

Токарные резцы включают в себя два ключевых элемента – стержень для фиксации в специальном станочном держателе и головку. Поверхность, предназначенная для схода стружки с детали, называется передней. Под задними же (либо вспомогательными, либо основными) понимают поверхности, к которым обращено изделие, подвергаемое металлообработке.

Металлообработку заготовок производит режущая главная кромка, формирующаяся задней (основной) и передней поверхностями приспособлений. Токарные резцы, кроме того, имеют и дополнительную кромку. Она создается пересечением вспомогательной и основной поверхностей. Причем место этого пересечения именуют вершиной инструмента.

Большое значение для технических возможностей станка, работающего с резцами, имеют их углы, которые принято делить на вспомогательные и главные. Последние из указанных замеряют в плоскости, являющейся проекцией основной кромки на секущую (то есть на главную) плоскость.

Описываются углы такими плоскостями:

• Основной. Она наложена на опорную нижнюю поверхность инструмента и является параллельной направлениям подач станка.
• Плоскостью резания. Она пересекает основную режущую кромку и размещается по отношению к поверхности обработки по касательной.

Различают углы заострения (между задней основной и передней поверхностями резца), задние главные (между плоскостью обработки и задней основной поверхностью), передние главные (между перпендикулярной плоскостью и передней частью инструмента). Все указанные углы в сумме равняются 90 градусам.

Кроме того, резцы для станка описывают и далее приведенные углы:

• между направлением подачи и проекцией режущей основной кромки;
• между плоскостью обработки и передней резцовой поверхностью;
• между проекциями вспомогательной и основной кромок.

2 Классификация резцов для токарного оборудования

Токарные резцы делят на различные типы. По виду обработки они могут быть:

• расточными – применяются для получения отверстий (изготавливаются по ГОСТ 10044, 9795, 18872, 18063, 18062, 28981 и др.);
• проходными – для обработки деталей вдоль их оси вращения (ГОСТ 18869, 18878, 18868, 18877, 18870);
• канавочными – для формирования канавок на поверхностях (внутренних и внешних) цилиндрической формы (ГОСТ 18874 и 28978);
• фасочными – с их помощью производится снятие с заготовок фасок (ГОСТ 18875);
• подрезными – для торцевания либо уменьшения уступов (ГОСТ 29132, 28980, 18871, 26611, 18880);
• резьбонарезными – они предназначены для с помощью токарного станка (ГОСТ 18885 и 18876);
• фасонными – используются при выполнении специфических и индивидуальных металлообрабатывающих работ.

Также широко применяются , которые позволяют выполнять узкие канавки на заготовках и отрезать детали под прямым углом. Они производятся по ГОСТ 28987 (сборные пластинчатые) и ГОСТ 18874 (сделаны из быстрорежущей стали). По подаче резцовый инструмент относят к левому или правому. Левыми резцами осуществляют обработку по направлению к задней бабке станка, правыми – к передней.

Режущая часть интересующего нас токарного инструмента может изготавливаться из металлокерамического, быстрорежущего, алмазного либо твердосплавного материала. Токарные резцы из твердых сплавов используются для обработки на агрегатах с большой скоростью подачи цветных и черных металлов. Быстрорежущие больше подходят для токарного оборудования относительно малой мощности.

При отсутствии ударной нагрузки рекомендуется применять инструменты с пластинками из металлокерамики. Ими обычно обрабатывают стальные и чугунные заготовки. А алмазные приспособления предназначаются для растачивания и тонкого точения деталей из сплавов на основе цветных металлов. Головки токарных резцов по металлу имеют две разные формы. Исходя из этого, инструмент делят на отогнутый и прямой.

У отогнутых режущих приспособлений (например, у проходных по ГОСТ 18868) ось имеет наклон в одну из сторон. У прямых резцов (например, у проходных по ГОСТ 18878) ось не имеет отклонений.

Также токарные резцы относят к сборным либо напайным (наварным) по виду соединения их стержня и металлорежущей части. Проще изготавливать сварные инструменты для токарного станка, но их рабочий потенциал обычно меньше, чем у сварных резцов. Отметим, что быстрорежущий инструмент всегда выполняется при помощи сварки, а другие токарные резцы могут быть и сборными, и наварными.

3 Как затачивать режущий инструмент для токарного станка?

Любые токарные резцы, за исключением тех, которые делаются с одноразовыми сменными пластинами, периодически затачивают. Эта операция обеспечивает им требуемые величины углов и нужную по технологическому процессу форму. Заточка токарных резцов на крупных предприятиях производится на специальных агрегатах. Такую работу на заводах выполняют отдельные подразделения.

В домашних условиях, а также на небольших предприятиях, заточка резцов осуществляется при помощи разных по типу приспособлений, химических реактивов и кругов для шлифования. Самым простым и недорогим способом возвращения инструменту его рабочих параметров является его заточка на несложном заточном агрегате либо на ручном точиле посредством использования абразивных кругов.

Ручная заточка по своему качеству значительно уступает станочной, но если другого варианта нет, вполне можно применять ручное точило. Здесь главное – правильно подобрать шлифовальный круг. Для заточки твердосплавных инструментов оптимально подходят круги из карборунда зеленого цвета. А токарные резцы из обычных углеродистых либо быстрорежущих сплавов желательно затачивать средними по твердости корундовыми кругами.

Процесс заточки советуем выполнять с охлаждением (нужно равномерно подавать холодную воду на то место, где происходит контакт круга с обрабатываемым инструментом). Допускается и сухая заточка, но тогда после выполнения операции нельзя погружать резец в холодную воду из-за высокого риска появления трещин, ведущих к повышенной ломкости режущего токарного приспособления.

Стандартная схема заточки следующая: сначала обрабатывается задняя основная грань, потом задняя вспомогательная и после этого передняя. На финальном этапе затачивается вершина резца (радиус ее закругления). Важно постоянно передвигать затачиваемый инструмент вдоль поверхности шлифовального круга, стараясь несильно прижимать его к абразиву.

Обязательной операцией после заточки является доводка резца, а точнее его режущих граней – участков возле кромки шириной до четырех миллиметров. Твердосплавные токарные инструменты доводят с помощью медных оселков, смазанных специальным пастообразным составом или композицией керосина и карбида бора. Остальные виды резцов обрабатывают оселком с малым уровнем абразивности, смоченном в машинном масле либо керосине.

По металлу представлен двумя элементами: головкой и державкой.

Головка — это исполняющая часть, состоящая из ряда плоскостей и режущих кромок с определенным углом. В зависимости от требуемого вида заточки резцу задается определенный угол.

Державка отвечает за фиксацию резца в держателе токарного устройства. Она имеет квадратную или же прямоугольную форму. Существует ряд стандартных размеров сечений каждой формы.

Разновидности конструкции

Существуют следующие для токарного станка по металлу:

• Прямые. Державка и головка расположены на одной или параллельных осях.
• Изогнутые. Державка имеет согнутую форму при взгляде на нее сбоку.
• Отогнутые. Головка изогнута к державке при взгляде сверху.
• Оттянутые. Ширина державки больше, чем у располагается на одной оси с державкой или же смещена по отношению к ней.

Если опираться на общеизвестную классификацию устройств в соответствии с ГОСТ, то они подразделяются на следующие виды:

• Обладающие режущей кромкой на основе Инструмент монолитный. Он может быть изготовлен из инструментального вида стали. В настоящее время к его использованию прибегают крайне редко.
• Начиненные напайками из твердых сплавов. Кромка-пластина припаяна к головке. Это наиболее часто встречаемый вид.
• Пластины из твердых сплавов, фиксируемые посредством механического способа. Режущая пластина закреплена на головке при помощи винтов и прижимов. За основу сменных резцов берутся металл и металлокерамика. Это самый редкий вид.

Классификация по направлению подающего движения

• Левая модель подается слева при взятии в левую руку. Главная рабочая кромка расположена над большим пальцем.
• Правая модель, соответственно, подается справа. Главная рабочая кромка находится под большим пальцем. В практике она встречается чаще.

Способы установки приспосбления

Резец для токарного станка по металлу может различаться по способу установки относительно поверхности для обработки:

• Радиальный вид. При обрабатывании резец принимает прямой угол к оси заготовки для обработки. Такой способ широко применим в промышленных предприятиях. Резец имеет унифицированную конструкцию крепления на станках. Он также обладает более удобным выбором геометрических положений режущей части.
• Тангенциальные. При обрабатывании резец располагается к оси заготовки под углом, отличным от прямого. Обладает более сложным способом крепления и применяется на токарных приспособлениях, позволяющих производить обработку высокой чистоты.

Различие по методу обработки

Резцы можно подразделить и по способу обработки:

• чистовой;
• черновой;
• получистовой;
• для работ, производимых с особой тонкостью.

На неровность обрабатываемой детали оказывает влияние радиус закругленности верхушки приспособления. Гладкая поверхность достигается при использовании резца, заточенного под большим радиусом.

Виды токарных резцов

Резец для токарного станка по металлу имеет множество видов. Самыми распространенными являются:

• Проходной. Он создает контуры детали при вращении, а также обеспечивает обточку, подрезку при подаче в поперечном и продольном направлении.
• Расточной вид создает разнообразные пазы, углубления и отверстия. Может выполнить сквозные отверстия.
• Подрезная модель применятся лишь для поперечного направления подачи для обточки деталей, обладающих ступенчатой формой и торцевых.
• Отрезной. Его подача осуществляется в поперечном направлении по отношению к оси вращения. Он производит пазы и канавки вокруг детали, применяется для отделения готового изделия.
• Резьбовой. Нарезает резьбу любого вида на деталях с любой формой сечения. Этот вид может быть изогнутым, прямым или же круглым.
• Фасонный. Он производит обточку детали сложной конструкции, может вынуть различные фаски изнутри и снаружи.

Набор резцов для токарного станка по металлу можно приобрести в специализированных магазинах или же заказать через Интернет.

Основа резцов

Материалы, из которых изготавливаются приспособления, подразделяются на три категории:

• Первая предназначена для режущих приспособлений, используемых при низкой скорости. Это инструментальные или же углеродистые металлы с показателем твердости закаливания 60-64. При повышении температуры резца для токарного инструмента выше 200-240 градусов качество его резки заметно снижается, поэтому на практике их применяют нечасто. К этой группе можно отнести приспособления на основе хромовольфрама, хромокремния и с уровнем стойкости к температуре до 300 градусов.
• Вторая категория резцов применятся при высоком уровне вращения головки токарного станка. Основу таких устройств составляет сталь с высокой категорией нарезания Р12 Р9 или Р9К5Ф2. После закалки материал твердеет до показателя 62-65 и сохраняет все свои свойства при температуре 650 градусов. Не подлежит протирке длительное время.
• Третью категорию составляют резцы на основе металлокерамики. Это твердосплавные приспособления, которые функционируют при высокой скорости станка и выдерживают температуру нагревания до 1000 градусов. Чугунные и некоторые детали из цветных сплавов точат устройствами на основе вольфрамокобальта (ВК6 для чистового и получистового исполнения, ВК8 для первичного обрабатывания). Сталь обтачивается твердым сплавом титановольфрамокобальтом Т15К6. При этом производится чистая обработка.

Приспособления для настольных токарных станков

Резцы для обладают малым сечением 8 х 8 и 10 х 10 мм. Они применяются для обрабатывания деталей малых размеров.

Резцы в форме сменных пластин

Резец для токарного станка по металлу категории Т5 К10 используется для первичной и прерывистой обточки. На основе кубического нитрида бора делаются сменные пластины для обрабатывания металлов, отличающихся особой твердостью, в том числе и чугуна. Цветные металлы обтачиваются посредством поликристаллического алмаза.

Пластины могут быть сменными. Они вставляются в державку. Некоторые модели содержат стружколомы, отлично дробящие стружку при невысокой подаче и поверхностной обточке. Такого рода пластины применяются при высокочистовой резке нержавейки и других видов стали.

Затачивание резцов

Любые виды резцов, помимо сменных пластин, время от времени подлежат затачиванию. Заточка резцов для токарного станка по металлу обеспечивает достижение требуемых величин углов и формы. В промышленных условиях она осуществляется на специализированных агрегатах.

Процесс этот в домашних условиях можно произвести посредством химических реактивов и кругов для шлифовки. Ручная заточка по уровню качества уступает промышленной. Главное здесь — правильная подборка шлифовального круга.

Для из твердых сплавов берется круг из зеленого карборунда. Токарные резцы из углеродистых материалов затачивают кругами из корунда.

Затачивание рекомендовано выполнять при посредстве охлаждения (равномерная подача холодной воды на место контакта круга с обрабатываемым резцом). Можно осуществлять и сухую заточку, но после этого деталь не следует опускать в холодную воду, так как она может треснуть.

Стандартная схема процесса затачивания

В первую очередь обработке подлежит основная задняя грань, затем задняя вспомогательная и только потом передняя часть. В самом конце процесса обрабатывается вершина приспособления (радиус закругления). Затачиваемый резец следует постоянно передвигать на поверхности круга для шлифовки и слегка прижимать к образиву.

Обязательная составляющая процесса — это доводка резца, а точнее режущих граней (участков возле кромки, ширина которых достигает 4 мм).

Устройства из твердых сплавов затачивают при помощи оселков из меди, которые смазываются специальным составом в виде пасты или же смесью керосина и карбида бора.

Остальные виды резцов затачивают оселком с низким видом абразивности, смоченным машинным маслом или керосином.

Изготовление самодельных резцов

Можно изготовить и самодельные резцы для токарного станка по металлу. За основу таких устройств берутся ненужные сломанные сверла.

Центровки на основе сверл не ломаются. В особенности они подходят токарным станкам старой модификации. Они подлежат многократной переточке. Срок их службы достигает 30 лет.

Самодельные резцы для мини токарного станка по металлу изготавливаются из сегмента пилы Геллера. Он нарезается отрезным диском.

Как осуществить правильный выбор резца?

Выбирая резец, необходимо принять во внимание ряд рекомендаций.

Определите, с какого рода металлом вам предстоит работать, какие операции по обрабатыванию вы намечаете и какой степени нагрузку при этом испытает резец.

Решите, что является главным — точность соблюдения геометрии изделия или уровень обработки его поверхности. В зависимости от этого подбирается резец в соответствии с классифицирующими признаками и геометрическими пропорциями.

Обозначьте для себя, насколько является важным соблюдение условия износостойкости приспособления и как долго она должна оставаться неизменной.

Заточка резца заключается в придании формы и необходимого угла рабочей поверхности. Затачивают новые или затупившиеся инструменты. После заточки проводится доводка, во время которой инструменту придается острота, окончательно зачищаются рабочие поверхности.

Виды заточки

Большие металлообрабатывающие заводы специально содержат штат заточников и специальные станки для приведения резцов в рабочее состояние. Сотрудникам маленьких мастерских приходится делать это самостоятельно.

Провести заточку можно несколькими способами:

• абразивным (на шлифовальных кругах);
• химико-механическим (металл обрабатывают особыми составами);
• с помощью специальных устройств.

Абразивную заточку можно провести на заточном, токарном станке или вручную на шлифовальном бруске. Вручную очень сложно качественно заточить инструмент с соблюдением нужных углов. Осложняется процесс тем, что металл нагревается и теряет свои свойства. Поэтому результат напрямую зависит от умений токаря и его знания углов заточки.

Твердосплавные инструменты затачивают на зеленом карборунде. Резцы из различных типов стали обрабатывают шлифовальными кругами из корунда средней твердости. Первичную обработку проводят оселками с абразивом 36-46, финальную — 60-80. Перед установкой круга на токарный станок необходимо проверить целостность. Во время работы он может расколоться и поранить рабочего,а так же испортить угол заточки.

Химико-механический метод очень эффективен и быстр, обеспечивает чистую, гладкую поверхность, предупреждает формирование сколов и трещин. Применяется для затачивания крупных твердосплавных резцов. Их обрабатывают раствором медного купороса. Реактив формирует тонкий защитный слой, который смывается абразивными зернами, присутствующими в растворе. Процесс происходит в станке, оборудованном емкостью с подвижным шлифовальником. Закрепленный резец двигается возвратно-поступательно и с давлением около 0,15 кг на кв. сантиметр прижимается к абразивной поверхности.

На специализированных станках заточка резцов проводится белыми кругами из электрокорунда (быстрорежущие инструменты), зеленых из карбида кремния (твердосплавные), алмазных (для доводки).

Процесс заточки

Первой затачивают основную заднюю поверхность, потом вспомогательную заднюю поверхность, переднюю поверхность и затем радиус закругления конца. По окончании работы углы заточки сверяются с шаблоном.

Чтобы кромка получилась ровной и гладкой, инструмент нужно постоянно двигать вдоль шлифовальной поверхности. При такой работе круг дольше служит и изнашивается равномерно.

Обрабатывать инструмент можно всухую или с постоянным водяным охлаждением. Поток воды должен быть достаточным и непрерывным. Если инструмент затачивается всухую, не нужно периодически поливать его, окунать в емкость с водой. Это вызывает растрескивание поверхности и разрушение рабочей кромки.

Ручная доводка проводится:

• оселком мелкой зернистости с использованием технического масла керосина или — инструментов из различных видов стали;
• кругом из меди с использованием пасты из карбида бора и технического масла.

Доводят исключительно режущие поверхности инструмента с шириной кромки до 3 миллиметров. Эффективнее доводить резцы на станке с оселком из чугуна. Процедура проста и не требует больших временных затрат, но значительно продлевает срок эксплуатации и продуктивность инструмента. Важно соблюдать необходимые углы!

Видеоролики о затачивании резцов разных видов:

Подробные схемы и инструкции по заточке