Фасонный токарный резец

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 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 (, 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.

Особенности выбора

Выбор фасонных резцов определяется тремя основными критериями:

Передний угол определяют на основе целевых материалов. В большинстве случаев он составляет 0-25°. Причем величина угла должна быть напрямую связана с твердостью.
Задний угол зависит от типа и конфигурации резца. Его величина имеет обратную зависимость от прочности режущей кромки. Следовательно, фасонные инструменты с большим задним углом не подходят для обработки толстых заготовок. Для круглых моделей в целях безопасности его величину не делают более 10-15°. Для прочих видов фасонных резцов он составляет до 30°.
Материалы обычно выбирают твердосплавные наибольшей плотности. Это обусловлено высокой температурой кромок при одновременном взаимодействии с несколькими точками ввиду значительного сопротивления.

Обработка фасонных поверхностей фасонным резцом

Резцы, режущая кромка которых совпадает с профилем обрабатываемой поверхности, называются фасонными.

Простейший резец для обработки фасонной поверхности, часто называемый стержневым, показан на рис. 213, а.

Рис. 213. Фасонные резцы: обыкновенный (а), призматический (б) и дисковый (в)

Пример применения такого резца (обработка вогнутой поверхности) приведен на рис. 214, а.

Рис. 214. Примеры применения фасонных резцов: обыкновенного (а), призматического (б) и дискового (в)

Достоинство рассматриваемых резцов — простота, а поэтому сравнительно низка стоимость их изготовления.

Существенный недостаток таких резцов заключается в том, что после нескольких (а иногда и после одной) переточек профиль их изменяется, и резец становится негодным для дальнейшей работы. Поэтому стержневые фасонные резцы применяют преимущественно в тех случаях, когда работа не имеет массового характера и заточка резцов производится редко.

Призматический фасонный резец показан на рис. 213, б. Передней поверхностью служит торец бруска, из которого изготовлен резец, а задний угол образуется благодаря наклонному положению резца в державке 3. При заточке резца, производящейся по передней поверхности, профиль его не изменяется. Недостаток резца — сложность изготовления. Пример применения призматического резца показан на рис. 214, б.

Для закрепления в державке призматический резец 1 по всей длине (с задней стороны) имеет выступ в форме ласточкина хвоста, входящий в такой же паз державки 3. Державка надрезана, поэтому при затягивании винта державка сжимается и резец удерживается в ней достаточно прочно.

Дисковый фасонный резец, закрепленный на державке, изображен на рис. 213, в. Пример его применения показан на рис. 214, в.

Передняя поверхность дискового резца располагается ниже его оси на величину h (рис. 213, в), что создает необходимый задний угол. Если это понижение равно 1/10 диаметра резца, задний угол его получается около 12°. Передний угол фасонных резцов в большинстве случаев делается равным 0°. При этом условии упрощается изготовление резца; кроме того, резец не затягивается в деталь и обработанная поверхность последней получается качественной. Ширина фасонных резцов не превышает обычно 40 мм, но иногда применяются фасонные резцы шириной до 100 мм

Фасонные резцы, в особенности широкие, или державки для них часто делаются пружинными (см. рис. 99).

Работа фасонными резцами. Для получения правильного профиля обрабатываемой детали фасонный резец необходимо устанавливать так, чтобы его режущая кромка была точно на высоте центров станка. Положение фасонного резца, если на него смотреть сверху, следует проверять посредством маленького угольника. Если одну кромку такого угольника приложить к цилиндрической поверхности детали (вдоль ее оси), а другую подвести к боковой поверхности обыкновенного или призматического резца, или к торцовой поверхности дискового резца, то между угольником и резцом не должно быть просвета.

При закреплении фасонных резцов необходимо особенно тщательно выполнять общие правила закрепления резцов.

Подача фасонного резца в большинстве случаев осуществляется вручную. Она должна быть равномерной и не превышать 0,05 мм/об при ширине резца 10—20 мм и 0,03 мм/об при ширине свыше 20 мм. Подача должна быть тем меньше, чем меньше диаметр обрабатываемой детали. При обработке участка детали, расположенного близко к патрону (или к задней бабке), подачу можно брать больше, чем при обработке участка, расположенного сравнительно далеко от патрона (или от задней бабки).

При обработке фасонных поверхностей стальных деталей следует применять охлаждение маслом. Поверхность детали получается при этом гладкой и даже блестящей. Фасонные поверхности чугунных, бронзовых и латунных деталей обрабатываются без охлаждения.

Правильность фасонной поверхности проверяется шаблоном. Между обработанной поверхностью и шаблоном не должно быть просвета.

Если обрабатываемая поверхность детали имеет большие перепады диаметров разных участков, то при работе фасонным резцом приходится снимать много металла. Во избежание быстрого износа резца предварительную обработку такой поверхности надо производить обдирочным резцом, профиль которого подобен профилю окончательного фасонного резца, но значительно проще его.

Обдирочный фасонный резец может иметь передний угол больше нуля.

Заточка

Первичная заточка выполняется на заводе при изготовлении. Новый резец имеет готовый профиль режущих кромок с соблюдением углов. Но во время работы инструмент изнашивается, и необходимо его затачивать.

Когда требуется заточить режущий инструмент

Износ резца сказывается на скорости, качестве и точности обработки. При ручной подаче отрезного или канавочного резца появляется ощущение, что инструмент идет туго.

При автоматической обработке признаками износа являются:

Изменение цвета стружки.
Ухудшение качества поверхности.
Искры во время точения.
Свист, вибрация.
Появление сколов и зазубрин на режущей кромке.

Совет! Не рекомендуется эксплуатировать резец до полного затупления режущей кромки.

Общие правила выполнения

Заточка выполняется на заточном станке. Для твердосплавных материалов предусмотрен круг из электрокорунда. Инструмент из быстрорежущий стали затачивают на круге из зеленого карбида.

Резец кладут на подручник и прижимают к вращающемуся кругу. Для получения ровной поверхности его необходимо перемещать вдоль круга. Режущая кромка должна располагаться по центру круга, в крайнем случае на 10 мм выше. Когда все поверхности готовы, на пересечении главной и вспомогательной режущей кромки делается небольшое скругление.

Важно!

Зазор между подручником и абразивным кругом допускается не более 3 мм.

Чтобы исключить перегрев режущей кромки, необходимо периодически ее охлаждать. Для этой цели возле заточного станка должна быть емкость с водой. Если пренебречь охлаждением, на поверхности кромки образуются микротрещины. Их не видно невооруженным глазом, но стойкость инструмента и качества обработки снижается.

Для повышения стойкости резца и спрямления кромок выполняют доводку. В зависимости от материала инструмента для этого предусмотрены алмазный (для твердосплавных) и эльборовый (для быстрорежущих) доводочные круги. Для контроля углов резца используют специальные шаблоны.

Как установить отрезной резец

Чтобы правильно выполнить отрезание без повышенного износа режущей пластины, а также обеспечить требуемое качество торца после отрезки, необходимо выставить резец строго перпендикулярно к детали. Кроме того, он должен быть установлен напротив оси вращения с отклонением по вертикали не более ± 0,1 мм. Размещение кромки лезвия даже на несколько десятых миллиметра выше может привести к поломке режущего лезвия, а при установке ниже уровня на заготовке может остаться непрорезанная ступенька. Отрезку необходимо производить максимально близко к кулачкам патрона, используя резец с минимальным вылетом.

Конструктивные особенности токарных резцов

Каждый токарный резец состоит из двух частей.

Державка. Может быть квадратной или прямоугольной. С ее помощью резец закрепляют в посадочных гнездах станков. ГОСТом установлены следующие стандартные размеры державок.
1. Квадратные — 4*4, 6*6, 8*8, 10*10, 12*12, 16*16, 20*20, 25*25, 32*32, 40*40 мм.
2. Прямоугольные — 16*10, 20*12, 25*16, 25*20, 50*25, 40*32, 50*32, 50*40, 63*50 мм.
Головка. Это рабочая часть резца, контактирующая с заготовкой в процесс ее обработки. Головка состоит из заточенных под определенными углами кромок.

Изображение №1: конструкция токарного резца

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.

Углы резца

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.

В зависимости от предназначения

Здесь речь чаще всего об обрабатываемых материалах.

Для дерева

Инструменты, обрабатывающие дерево, реализуются магазинами в таких комплектах:

Гребёнки.
Кольца.
Крючки.
Косые резцы.
Обрезные резцы.
Стамески.
Рейеры.
Мейселя.

Резцы и вращательные механизмы крепят друг к другу. Следы заготовок определяются сразу по инструментам, их формам, прочности, остроте. Это облегчает и выбор форм заготовок в итоге. От

Для работ с металлом

Приваривание и припайка пластин – оптимальный выбор для резцов, обрабатывающих металл. В производстве отдают предпочтение быстрорежущим, твёрдым сплавам. В составах обычно присутствуют тантал или вольфрам, титан. Высокая прочность, доступная цена стали главным преимуществом для инструментов.

Часто применяют разновидности, у которых пластины сменные. Тогда их крепят к головке, с помощью специальных винтов или прижимных элементов. Пластины из минералокерамики – самые удобные для дальнейшей эксплуатации. Но тогда резец будет дорогим.

Твёрдые сплавы применяют в случае с рабочими поверхностями инструмента:

Вольфрамовые.
Титановольфрамовые.
Танталово-вольфрамо-титановые.

Допустимы варианты с быстрорежущей сталью, либо её углеродистой разновидностью.

Установка резцов допустима на станки нескольких видов:

Специального назначения.
Револьверно-автоматные.
Долбёжные.
Токарные.
Строгальные.

По виду обработки

Чистовые

Подача с небольшой скоростью. С болванки снимается материал, для которого характерна небольшая толщина. Проходной резец – наиболее популярная разновидность такого инструмента.

Получистовые

Много сходств с предыдущей разновидностью. Только характеристики у них используются в два раза меньшие по сравнению с аналогом. Назначение, особенности работы остаются почти одинаковыми.

Заточка резцов

Заточка токарных резцов производится как при их изготовлении, так и при износе. Процесс заточки проходит на точильно-шлифовальных станках с непрерывным охлаждением. Сначала затачивается главная поверхность, затем задняя и вспомогательная. После этого обрабатывают переднюю поверхность резца до получения ровной режущей кромки.

На каждом станке для заточки резцов имеется два шлифовальных круга: из электрокорунда и из зеленого карбида кремния. Первый применяется для обработки резцов из быстрорежущей стали, второй используется для заточки твердосплавных резцов. Для проверки правильности заточки резца существуют специальные шаблоны.

Такой инструмент, как токарные резцы, востребован достаточно хорошо и широко представлен в ассортименте каталога .

Особенности геометрии изделий

Геометрия фасонного резца зависит от его конструкции, а она в свою очередь отталкивается от размеров и профиля детали. Основными из них являются углы резания, заострения, главные передний и задний, а также у некоторых изделий в конструкцию вводят дополнительные углы. Параметры могут быть самыми разными. Получить качественную деталь из заготовки помогут грамотное конструирование формы инструмента и правильный подбор марки стали/сталей для его изготовления. Расчет профиля будущего изделия выполняют специалисты 2 способами: аналитическим и графическим, – каждый из которых требует определенных навыков и умения пользоваться конкретными справочниками и литературой

Немаловажное значение имеет и опыт работы

Преимущества твердосплавных пластин для резцов

Главные преимущества твердосплавных пластин для отрезных резцов перед инструментом из быстрореза — это возможность работы с высокими скоростями резания (до 500 м/с для стали) и сохранение твердости при высокой (до 900 °C) температуре в зоне обработки. Существуют два основных метода фиксации твердосплавных пластин на головке державки: напайка (а также аналогичные методы) и механическое крепление. Неразъемные соединения конструктивно проще и более устойчивы к вибрации при работе под большими нагрузками. Но, несмотря на более сложную технологию изготовления, отрезной инструмент с креплением пластин механическим способом обладает рядом неоспоримых преимуществ:

отсутствие термического воздействия на головку державки во время крепления режущей части;
возможность быстрой замены пластины или поворот другой режущей кромкой;
использование на одном типе державки различных видов пластин;
сохранение геометрических характеристик резца после замены пластины.

Помимо режущих элементов из твердых сплавов при обработке особо твердых материалов применяют керамические пластины. Они более хрупкие, но отличаются повышенной износостойкостью режущей кромки и могут работать при очень высоких температурах в зоне резания (до 1200 °C).