Резцы круглые по металлу

Обновлено: 05.07.2024

Конструктивные элементы токарного резца – режущая часть или головка и державка, с помощью которой оснастка фиксируется в резцедержателе станка. Резец и державка могут иметь квадратную или прямоугольную форму. Размер резца должен соответствовать стандартному ряду в пределах от 160х100 до 630х500 мм для прямоугольной конфигурации и от 40х40 до 400х400 мм для квадратной.

Главной рабочей частью резца является головка, режущие свойства которой определяют углы кромок. Именно углы токарного резца определяют характер съёма металла с заготовки. Основные углы:

Главный задний — находится между плоскостями резания и задней поверхностью резца. От него зависит параметр силы трения, качество обработки и скорость изнашивания инструмента. Подбирается в соответствии с плотностью обрабатываемого материала.
Главный передний – определяет уровень деформации материала при срезе, усилие реза и эффективность отвода тепла. Должен быть обратно пропорционален твердости обрабатываемого материала — чем она выше, тем меньше угол.
Резания. Расположен между передней и задней поверхностями головки.
Заострения. Расположен между передней и задней поверхностями. От него зависит прочность и острота оснастки.
Основной в плане. От него зависит количество снимаемого материала.
Вторичный в плане. От него зависит шероховатость. Чем он ниже, тем выше качество поверхности.
Вершина между задней вспомогательной поверхностью и кромкой реза. Имеет прямое соотношение с показателем прочности.
Наклона режущей кромки – определяет геометрию пятна контакта резца и поверхности детали.
Задний вспомогательный – определяет трение между задней плоскостью и заготовкой.

Все элементы конструкции токарного резца выполняются из одной марки стали. Рекомендуются металлокерамические твердые сплавы Т5К10 или сходные с ним.

Требования к инструментам

На токарном станке могут использовать самые разные режущие инструменты, каждый из которых будет работать в более тяжелых условиях по сравнению с любыми деталями машин. По этой причине к материалу, из которого они изготовляются, предъявляются повышенные требования.

Твердость инструмента всегда должна оказываться выше, чем она же у обрабатываемой заготовки. Если это не соблюдать, то вместо резания будет наблюдаться смятие режущей кромки.

Высокая износостойкость наиважнейшая требование, предъявляемое к металлорежущему инструменту от которого зависит время на обработку до последующей переточки.

Высокая теплостойкость подразумевает такое качество инструмента, при котором он способен выполнять обработку без потери режущих свойств не смотря на высокую температуру.

Высокая механическая прочность влияет на устойчивость инструмента к воздействию силы резания, которая в процессе обработки достигает высоких значений. Материал, из которого изготавливается режущий инструмент, должен хорошо работать, как на изгиб, так и на сжатие.

Читать также: Нагнетатель своими руками на авто

Фасонные резцы применяются для обработки деталей с фасонным профилем. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают:

идентичность формы, точность размеров деталей, так как они зависят не от квалификации рабочего, а в основном от точности изготовления резца;
высокую производительность благодаря большой экономии машинного времени, связанной с сокращением пути резания, и вспомогательного времени, требуемого на установку и наладку резца при смене его;
высокую долговечность благодаря большому количеству допускаемых переточек;
меньшее количество брака;
простоту заточки.

На рис. 76 приведена схема обработки при помощи десяти простых и двух фасонных резцов. В первом случае время обработки

Рисунок 76 — Схема работы фасонных резцов

равно 41/2 мин. (в расчет были приняты резцы В, С, F, G, К, J), тогда как во втором около 11/2 мин., т. е. экономия получается в 3 раза. Установка двух фасонных резцов значительно проще и быстрее по сравнению с установкой десяти резцов. На заточку двух резцов требуется во много раз меньше времени, чем на заточку .десяти резцов.

Из-за большой стоимости фасонные резцы применяются при крупносерийном и массовом производствах.

Типы фасонных резцов

В практике встречаются разнообразные фасонные резцы, которые делятся па следующие типы (рис. 77):

по форме резца: круглые (рис. 77, а) и призматические (рис. 77, б);
по установке относительно детали: радиальные (рис. 77, а, б) и тангенциальные (рис. 77, в);
по расположению оси отверстия или базы крепления резца по отношению к оси детали: с параллельным расположением оси отверстия (рис. 77, г) или базы крепления и с наклонным расположением оси отверстия (рис. 77, д) или базы крепления;
по расположению передней поверхности: с положительным (или равным нулю) передним углом (рис. 77, а, б) или с положительным передним углом и углом наклона режущей кромки (рис. 77, е)
по форме образующих фасонных поверхностей: с кольцевыми образующими (рис. 77, а, е) или с винтовыми образующими (рис. 77, ж).

Рисунок 77 — Типы фасонных резцов

Круглый резец насаживается на оправку и предохраняется от проворачивания при помощи зубьев или рифлений, сделанных на одном из его торцов (рис. 78). Призматический резец закрепляется в державке при помощи ласточкина хвоста и винтов.

Рисунок 78 — Крепление фасонных резцов

Радиальный фасонный резец

Радиальные резцы обладают круглой или призматической формой, тангенциальные чаще всего — призматической. Круглые резцы применяются для наружной и внутренней обработки, тогда как призматические — только для наружной.

Радиальный резец устанавливается по отношению к заготовке таким образом, чтобы обеспечить поперечную подачу по радиусу. В процессе резания ось детали пересекается одной или несколькими точками режущей кромки резца. Из-за широкого фронта работы радиальный резец работает в тяжелых условиях, вследствие чего приходится применять пониженные режимы резания. При обработке длинной заготовки малою сечения возникает опасность прогиба его от усилия резания.

Тангенциальный фасонный резец

Тангенциальный резец устанавливается по касательной к внутренней окружности профиля изделия. Режущая кромка снабжена скосом под углом φ (см. рис. 77, в). Это позволяет ему работать не сразу всем профилем, а с последовательным вводом в работу всех точек режущей кромки. Обработка профиля заканчивается тогда, когда последняя точка кромки пройдет через ось заготовки.

Тангенциальные резцы рекомендуется применять для обработки малоустойчивых к прогибу заготовок и неглубоких профилей.

В практике получили распространение резцы с параллельным расположением оси отверстия (для круглых) или базы крепления (для призматических) относительно оси заготовки. Наклонное расположение оси отверстия или базы крепления применяется в исключительных случаях, когда конфигурация детали на отдельных участках профиля не обеспечивает получения оптимальных задних углов при параллельном расположении.

Читать также: Чем очистить силумин от окиси

Для улучшения процесса резания фасонные резцы необходимо снабжать положительным передним углом (см. рис. 77, а, б). Резцы с положительным углом у и углом наклона режущей кромки λ, (см. рис. 77, ё) применяются при повышенных требованиях в отношении соблюдения формы детали и точности заданных ее размеров (например, на ответственном участке 1-2 длиной l).

Круглые фасонные резцы

Круглые резцы обычно выполняются с кольцевыми образующими фасонных поверхностей.

Призматические резцы обладают по сравнению с круглыми надежностью крепления, широким выбором заднего угла, большой прочностью режущей кромки, лучшим отводом тепла, а также обеспечивают большую точность обработки детали.

Однако в практике круглые резцы получили более широкое распространение, что объясняется в основном простотой их изготовления как тел вращения.

Режущий инструмент — инструмент, предназначенный для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки путём удаления части материала в виде стружки или шлама с целью получения готовой детали или полуфабриката. Подразделяется:

· по типу применения — на ручной и машинный (станочный), строительный, монтажный, и т. д.
· по типу обрабатываемого материала — металлорежущий, дереворежущий, и т. д.,
· по типу применяемого материала — быстрорежущий, для высокоскоростной обработки, и т. д.,
· по типу обрабатываемой детали — зуборезный, резьбообразующий, и т. д.,
· по характеру обработки — абразивный, шлифовальный, и т. д.,

по чистоте обработанной повехности — черновая обработка, получерновая обработка, чистовая обработка, получистовая обработка, суперчистовая обработка.

Классификация резцов

Существует несколько характеристик для классификации резцов. В первую очередь это конструктивные особенности:

Монолитное исполнение – единая головка и державка.
Сборная конструкция – головка с напайкой из твердой марки стали.
Сборная с механическим креплением. Данные типы токарных резцов оснащены пластинами из металлокерамики, которые крепятся болтовым соединением.
Регулируемые резцы.

В зависимости от назначения резцов они подразделяются на черновые и чистовые, соответственно, для снятия большей или меньшей толщины металла при увеличенных или уменьшенных оборотах. Также инструмент подразделяется и по направлению подачи на правый и левый.

В основном виды резцов для токарного станка определяются по их функциональному назначению и подразделяются на:

отрезные;
проходные;
канавочные;
расточные;
фасонные и резьбовые.

В зависимости от расположения режущей кромки относительно державки инструмент подразделяется на прямой, отогнутый и оттянутый. В прямых форма режущей кромки прямая, в отогнутых имеет изогнутую форму и в оттянутых её ширина меньше чем у стержня.

Получение фасонных поверхностей. Виды резцов

Фасонную поверхность можно получить путем следующих манипуляций:

ручная поперечная и продольная подача резца относительно заготовки, подгонка профиля по шаблону;
обработка резцами, которые соответствуют профилю готовой детали;
подача в продольном и поперечном направлении к заготовке;
использование копирных устройств, приспособлений;
комбинация описанных методов.

Простейший инструмент стержневого типа показан на рисунке 1.

Резец для вогнутой поверхности (1а). Простой, изготовление стоит недорого, но после нескольких переточек пластина стачивается, при установке уменьшается высота по центру. Применяется при простом профиле или когда работа — не массового характера.
Призматический (1б). Сложен в изготовлении. Передняя поверхность — это торец бруска, из которого сделан резец (1). Задний угол образуется потому, что резец в державке (3) закреплен с наклоном — с помощью выступа по всей длине в форме хвоста ласточки. Если затянуть винт (2), державка сожмется.
Дисковый (1в). Передняя поверхность расположена ниже оси на величину h — это формирует задний угол. Например, он может быть 12 градусов, если понижение равняется десятой части диаметра резца. Передний угол, как правило, равен 0 градусов — так инструмент не затянется в деталь, и она получится высокого качества.

Читать также: Оператор плазменной резки еткс

Обработка фасонными резцами

Для обработки галтелей, резьбы и других фасонных поверхностей применяют фасонные резцы. Профиль режущей кромки фасонных резцов полностью совпадает с профилем обрабатываемой поверхности, поэтому передняя поверхность резца устанавливается точно на линии центров станка. Фасонные резцы затачивают по передней поверхности. Это необходимо учитывать при повторной установке резцов. В горизонтальной плоскости резец должен быть установлен перпендикулярно к линии центров станка; правильность установки проверяют угольником, который одной стороной прикладывают к цилиндрической поверхности детали, а другой — к боковой поверхности резца, при этом между угольником и резцом должен быть равномерный просвет. Применение призматических и круглых фасонных резцов позволяет обрабатывать фасонные поверхности сложного профиля.

Призматические радиальные фасонные резцы устанавливают на поперечном суппорте или в револьверной головке с горизонтальной осью вращения. Они предназначены для работы с поперечным движением подачи. Режущую кромку резца необходимо устанавливать по центру обрабатываемой детали. Задние углы α создают соответствующей установкой резца в державке, что является преимуществом этой конструкции.

Фасонные круглые резцы с винтовыми образующими режущих кромок обеспечивают получение меньшей шероховатости обрабатываемой поверхности по сравнению с круглыми резцами с кольцевыми образующими. Резцы с винтовыми образующими — это высокопроизводительный инструмент, который применяется на станках с револьверными головками.

Подача фасонного резца должна быть равномерной и не превышать 0,05 мм/об при ширине резца 10… 20 мм и 0,03 мм/об при ширине резца более 20 мм. Подача зависит от жесткости детали.

Резцы круглые фасонного типа для токарного станка ЧПУ

Резцы круглые фасонного типа являются телом вращения, у которого присутствует угловой паз для образования передней плоскости режущей части и промежутка для выхода стружки. Изобретение относится к машиностроению, в частности устройства круглых фасонных резцов к токарным станкам ЧПУ с точной регулировкой. Известно техническое решение крепления круглых фасонных резцов в державках к токарным станкам, включающее зубчатый венец, изготовленный на торце корпуса и на торцовой поверхности резца. Недостатком известного технического решения является сложность конструкции установки.

Наиболее близким аналогом технического решения является державка для крепления круглых фасонных резцов с точной регулировкой к токарным станкам (ГОСТ 13059-67), содержащая корпус, механизм точной регулировки и механизм грубой регулировки положения вершины резца по высоте центра обрабатываемой детали, изготовленный на торце регулировочного сектора и на торцовой поверхности резца или установочной зубчатой шайбы, штифтом соединенной с резцом.

Использование зубчатого венца в механизме фиксаций позволяет производить грубую регулировку положения вершины резца по высоте центра обрабатываемой детали. Тонкая регулировка круглых фасонных резцов осуществляется с помощью сектора и винта, эксцентриковой втулки или другими способами.

Недостатком данного способа является необходимость изготовления достаточно сложного зубчатого венца на резце или шайбе и секторе, следовательно, увеличение стоимости резца и державки. Техническим результатом является упрощение и удешевление конструкции резцов круглых фасонного типа к токарным станкам ЧПУ.

Технический результат достигается тем, что круглый фасонный резец к токарным станкам, закрепленный в державке, включающей корпус, механизм грубой регулировки и механизм точной регулировки положения вершины резца по высоте центра обрабатываемой детали, имеющий регулировочный сектор, согласно изобретению снабженный винтом для фиксации в заданном положении круглого фасонного резца, на торце которого выполнен кольцевой выступ с по меньшей мере одним треугольным пазом, в котором расположен ролик, а в регулировочном секторе выполнена цилиндрическая проточка, сопряженная с упомянутым кольцевым выступом, при этом ролик установлен враспор между поверхностью паза на выступе круглого фасонного резца и цилиндрической проточкой на регулировочном секторе.

Новизна заявляемого предложения заключается в том, что не требуется изготовление сложного зубчатого венца на резце или шайбе и секторе, следовательно, уменьшается стоимость резца и державки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

на рис. 1 - резец круглый фасонный к токарным станкам с одним роликом;
на рис. 2 - разрез А-А круглого фасонного резца к токарным станкам с одним роликом;
на рис. 3 - паз с роликом в соединении «резец - регулировочный сектор»;
на рис. 4 - круглый фасонный резец к токарным станкам с зажимом тремя роликами.

Круглый фасонный резец к токарным станкам содержит корпус 1, механизм грубой регулировки и механизм точной регулировки положения вершины резца 2 по высоте центра обрабатываемой детали, имеющий регулировочный сектор 3. Торец резца 2 имеет кольцевой выступ 4 с треугольным пазом 5, в котором расположен ролик 6. Регулировочный сектор 3 имеет установочный винт 8 для фиксации в заданном положении и цилиндрическую проточку 7, сопряженную с кольцевым выступом 4 резца 2, при этом ролик 6 установлен враспор между поверхностью паза 5 на выступе 4 резца 2 и цилиндрической проточкой 7 на регулировочном секторе 3. Для установки резца 2 корпус 1 содержит опорный болт 9 и зажимную гайку 10.

Рис. 1. Круглый фасонный резец к токарным станкам с одним роликом

Резцы круглые фасонного типа к токарным станкам изготавливаются следующим образом. Паз 5 в кольцевом выступе 4 фрезеруется таким образом, что резец 2 свободно вращается против часовой стрелки, а ролик 6 находится в точке А (фиг. 3). При повороте резца 2 по часовой стрелке ролик 6 выдвигается в точку В и осуществляется зажим по профилю паза. После предварительной (грубой) регулировки описанным способом производится затяжка установочного винта 8 для предотвращения случайного поворота резца 2.

Рис. 2. Резец круглый фасонный в разрезе А-А

С началом процесса резания крутящий момент на резце возрастает и сила зажима автоматически увеличивается. При необходимости лучшего центрирования или при большой силе резания для уменьшения контактных напряжений в месте соприкосновения ролика 6 с резцом 2 и регулировочным сектором 3 возможна схема зажима, показанная на фиг. 4 с большим числом роликов.

Рис. 3. Паз с роликом “Резец - Регулировочный сектор”

Рис. 4. Круглый фасонный резец к токарному станку с зажимом тремя роликами

Круглый фасонный резец к токарным станкам, закрепленный в державке, включающей корпус, механизм грубой регулировки и механизм точной регулировки положения вершины резца по высоте центра обрабатываемой детали, имеющий регулировочный сектор, отличающийся тем, что он снабжен размещенным в регулировочном секторе винтом для фиксации в заданном положении круглого резца фасонного типа, на торце которого выполнен кольцевой выступ с по меньшей мере одним треугольным пазом, в котором расположен ролик, а в регулировочном секторе выполнена цилиндрическая проточка, сопряженная с упомянутым кольцевым выступом, при этом ролик установлен враспор между поверхностью паза на выступе круглого фасонного резца и цилиндрической проточкой на регулировочном секторе.

Данное изобретение имеет Патент “Круглый фасонный резец к токарным станкам” №2630143

Конструкции токарных резцов: общие сведения

Цельные резцы, головка и тело которых состоят из одного материала, применяются очень редко. Резцы для токарного станка такой конструкции встречаются только из углеродистой инструментальной стали, стоимость которой сравнительно невелика, а также из быстрорежущих сталей для небольших резцов, используемых главным образом в державках.

Напайные и наварные резцы (резцы с напаянными или приваренными пластинками из быстрорежущей стали или из твердого сплава) имеют широкое распространение. Стержень такого резца, обычно нормального сечения, изготовляется из обыкновенной углеродистой стали марок Ст. 6 и Ст. 7 либо из качественной углеродистой стали марки 45 или 50. Стержни резцов, работающих в особо тяжелых условиях, прочность которых нельзя усилить увеличением сечения, изготовляются из углеродистой инструментальной стали марок У7 и У8 или из легированной стали марки 40Х.

Несмотря на высокое качество современных способов напайки пластинок твердого сплава, изготовление таких резцов для токарных станков сопровождается иногда образованием трещин и в дальнейшем разрушением пластинки. Поэтому в последнее время стремятся заменить напайку или приварку пластинок (особенно минералокерамических) механическим закреплением их.

Пластинка 1 в этом случае (рис. 5) закрепляется в стержне 4 резца посредством прижима 3 и болта 2. Один конец прижима опирается на пластинку, а другой — на рифленую поверхность (шаг рифлей — 1,5 мм). При износе пластинки на 1,5 мм прижим можно сдвинуть вперед (для этого отверстие для болта, закрепляющего прижим, сделано продолговатым). Пластинка в рабочем положении правой кромкой упирается в заплечик, имеющийся с нижней стороны прижима.

Рис. 5. Державка для закрепления твердосплавных пластинок

При замене затупившейся пластинки новой снимать резец со станка нет надобности. Недостаток такого способа закрепления пластинок состоит в том, что они используются примерно лишь наполовину. Кроме того, быстро изнашиваются болт, прижимы и другие детали, посредством которых осуществляется крепление пластинки.

В последние годы применительно к механическому креплению стали выпускаться многогранные неперетачиваемые пластинки.

В случае, когда длина режущей кромки резца, например расточного, может иметь небольшую протяженность, он изготовляется коротким и небольшого сечения. Для закрепления таких резцов используются державки различных конструкций. Державки применяются также для закрепления фасонных и резьбовых резцов для токарных станков.

Круглые твердосплавные пластины и особенности их работы

Круглые твердосплавные пластины в этой статье рассматриваются с позиции условий работы формообразующего участка активной части режущей кромки пластины. Установлен характер влияния радиуса округления режущей кромки которые имеют твердосплавные пластины для резцов на границы ее участков, работающих в условиях неустойчивого резания. При изготовлении инструмента режущая кромка из-за округления представляет собой поверхность, которую можно считать цилиндрической поверхностью радиуса ρ (рис. 1). Твердосплавные пластины для токарных резцов имеют определенные свойства инструментального материала, в результате, технология изготовления режущего инструмента и угол его заострения определяют величину этого радиуса. При увеличении вязкости инструментального материала уменьшается радиус ρ. У заточенных быстрорежущих резцов ρ=6. 15 мкм, твердосплавные резцы имеют ρ=18. 26 мкм, а при уменьшении размера зерна в структуре твердого сплава величина радиуса округления лезвия уменьшается в 2-2,5 раза.

Сменные твердосплавные пластины для резцов, изготовленные из особо мелкозернистых твердых сплавов, имеют радиус ρ=1. 3 мкм. Для случая, когда режущая пластина имеет износостойкое покрытие, величина радиуса округления режущей кромки возрастает.

Величина радиуса округления характеризует остроту режущей кромки. От степени ее остроты зависит толщина слоя обрабатываемого материала, которую срезает инструмент. Срезаемый слой толщиной а в процессе точения удаляется только при «абсолютно остром» инструменте. Круглые твердосплавные пластины за счет наличия округления режущей кромки срезают слой толщиной а и подминают пластичный материал, а поверхность резания упруго восстанавливается, и фактически в стружку переходит часть срезаемого слоя а`. Режущая поверхность АВСDЕ инструмента состоит из плоской части АВ передней поверхности с передним углом γ, плоской части DЕ задней поверхности с углом α и радиусного участка ВСD, на котором находится точка С, условно разделяющая переднюю и заднюю поверхности. Значения углов γ и α на участке ВСD переменны, передний угол на части участка ВС становится отрицательным.

Как показано в работе “Обоснование параметров режимов обработки и конструкции инструмента в условиях микрорезания”, величина угла γ с для некоторых металлов составляет -50º. -55º. Считая радиус округления лезвия ρ=10 мкм, величина будет равна 2,5 мкм.

Рис. 1. Радиус округления режущего клина

Когда в работе используются круглые твердосплавные пластины RNGA 120400 с радиусом R=6 мм активная часть режущей кромки ограничена точками А и С и состоит из режущего участка СВ и формообразующего участка ВА (рис. 2). Формообразующий участок активной части режущей кромки на всей своей длине срезает припуск ВВ1А с переменной толщиной a.

В точке В формообразующий участок режущей кромки срезает припуск с максимальной толщиной a на этом участке. В точке А режущей кромки толщина припуска aA равна нулю. Например, при точении режущей пластиной RNGA 120400 с радиусом R, равным 6 мм, подача s=0,15 мм/об, в точке В режущей кромки действительная толщина срезаемого слоя аВ равна 3,7 мкм. При этом в точке E активной части режущей кромки толщина припуска аЕ = 1,7 мкм, а в точке J соответственно аJ =2,5 мкм.

Рис. 2. Условия работы формообразующего участка активной части режущей кромки круглой пластины

На рис. 3 приведены образцы стружки при точении стали 45 резцом, оснащенным режущей пластиной RNGA 120400 с радиусом R, равным 6 мм при работе в условиях чистового точения. На одном из краев образца стружки видны результаты неустойчивого резания с характерными разрывами. Действительная ширина срезаемого слоя b при работе круглой пластины с R=8 мм при точении с глубиной резания t=0,5 мм и подачей s=0,34 мм/об равнялась 2,99 мм. Измеренная ширина полученного образца стружки b1 была равна 2,47 мм (рис. 4).

Допуская, что коэффициент уширения Kу=1, фактическое положение точки J, границы разделения припуска, левее точки B левой границы формообразующего участка активной части режущей кромки. В этом случае формообразование обработанной поверхности осуществлялось режущей кромкой в условиях пластического деформирования.

Во многих работах указывается на то, что при уменьшении подачи до некоторой величины наблюдается возрастание шероховатости обработанной поверхности, что характерно при точении когда используются круглые твердосплавные пластины, это объясняется условиями работы их формообразующего участка.

ABOUT FEATURES OF WORK OF ROUND CUTTING PLASTINS M.A. Boriskina, A.S. Khludov The terms of work of shape-generating area of active part of cutting edge of plate of round form are in-process considered. Character of influence of radius of rounding off of cutting edge is set on the borders of her areas working in the conditions of the not steady cutting.

Рис. 3. Образец стружки при точении стали 45 режущей пластиной RNGA 160600 с глубиной резания t=0,5 мм и подачей s=0,34 мм/об

Рис. 4. Твердосплавные резцы производят точение круглой пластиной с глубиной резания t=0,5 мм и подачей s=0,34 мм/об: круглая пластина RNGA ; 1 - стружка; 2 - поверхность резания

Виды отрезных резцов, маркировки, преимущества напаек

Резец отрезной: назначение, виды, устройство. Инвертированные резцы: особенности и преимущества. Маркировка по ГОСТ и ISO. Применение и виды твердосплавных напаек и пластин. Рекомендации по выбору и установке.

Резец отрезной — это одна из разновидностей токарного инструмента, предназначенная для сквозного прорезания заготовки узкой и глубокой канавкой. Такие резцы чаще всего используют для отделения обработанной детали от прутка, подаваемого через отверстие в шпинделе. По своей конструкции они отличаются от проходных, расточных, резьбовых и прочих токарных резцов по металлу, что обусловлено спецификой работы их режущей кромки. Отрезная операция занимает небольшую часть общего времени обработки детали, но, как правило, является последней в рабочем цикле, и поэтому от нее зависит качество торца детали. Неправильный выбор углов заточки режущей пластины повышает риск появления на поверхности реза неравномерностей и сколов, что может привести к браку детали или невозможности ее дальнейшей обработки. Одной из главных особенностей отрезного токарного инструмента является то, что его головная часть в процессе обработки погружена в узкую канавку, поперечный размер которой чуть больше ширины лезвия режущей кромки. Это создает определенные сложности для стружкоотвода и охлаждения инструмента и поэтому требует особых конструктивных решений.

Устройство отрезного токарного резца

Конструктивно цельнометаллический отрезной токарный резец состоит из массивной державки и плоской головки, оканчивающейся режущей пластиной (см. левый чертеж на рис. ниже). В отличие от других типов резцового инструмента здесь, кроме основной режущей кромки, присутствуют также две вспомогательные, которые расположены по обе стороны от нее и предназначены для подрезки боковых поверхностей прорезаемого паза. У отрезного резца лезвие сужается в сторону державки под углами от 1º до 3º с каждой из сторон. Это сделано для того, чтобы уменьшить трение резца о стенки канавки, а также улучшить стружкоотвод и циркуляцию СОЖ.

Ширина лезвия головки может составлять от 3 до 10 мм, а ее длину необходимо выбирать на несколько миллиметров больше радиуса заготовки. Для увеличения прочности и снижения вибрации используют специальные модели отрезных резцов с увеличенной передней частью.

Сбалансированность такому инструменту придают головки, имеющие округлый выступ вверху («петушковые»), что позволяет расположить режущую кромку на одной линии с осью державки (см. правый нижний чертеж на рис. выше).

Виды и назначение отрезных резцов

По своей конструкции отрезные резцы делятся на цельнометаллические и сборные. Первые изготавливаются из инструментальной стали, а их типоразмеры и правила обозначения регламентируются ГОСТ 18874-73. Максимальные размеры ГОСТ такого резца составляют: общая длина — 80 мм, длина головки — 15 мм, ширина лезвия — 12 мм. У этого инструмента по мере заточки режущей кромки уменьшается длина головки и, следовательно, предельный диаметр отрезки.

Сборные отрезные резцы можно разделить на два основных вида. К первому относится режущий инструмент, у которого державка и головка выполнены из одного бруска металла, а режущая пластина является отдельным сборочным элементом, смонтированным на конце головки. Существует два основных вида ее крепления, в соответствии с которыми выделяют резцы с механическим и напайным креплением пластин. Второй вид — это получивший в последнее время широкое распространение сборный отрезной инструмент, у которого плоская и длинная головка с режущей частью крепится механическим способом в специальную оправку, выполняющую роль державки (см. рис. ниже). Такие резцы поставляются со сменными пластинами различной ширины и толщины. Кроме того, у некоторых из них регулируется длина вылета головки.

Кроме нормального и усиленного отрезного инструмента традиционной конструкции, существует ряд разновидностей для работы в особых условиях, в том числе и компенсирующих недостатки маломощного и нежесткого токарного оборудования. К ним относятся пружинные и инвертированные резцы, которые в основном используют в домашних мастерских и мелких производствах. Пружинные отрезные резцы имеют дугообразную головку и предназначены для обработки материалов с неровной и твердой поверхностью на небольших станках с нежесткой конструкцией. Такая головка компенсирует динамические удары и сглаживает вибрацию, что позволяет добиться заданного качества поверхности и сохранить режущую пластину от повреждения.

Инвертированные резцы стали популярными пять-шесть лет назад, когда была разработана очень простая в использовании и эффективная в работе режущая пластина.

Особенности и преимущества отрезных инвертированных резцов

Свое название этот вид отрезного инструмента получил вследствие того, что он работает на обратном (против часовой стрелки) вращении шпинделя. Сама конструкция напоминает канцелярский нож: державка и длинное лезвие в виде пластины со скосом на торце. Лезвие изготовлено из быстрорежущей стали, легированной кобальтом, и в сечении выглядит как перевернутая буква «Т» с короткими перекладинами (см. рис. ниже). Угол заточки торца режущей кромки — 7º, размерный ряд выпускаемых производителем толщин — от 1 до 3.2 мм.

Основное достоинство этого резца — облегченный отвод стружки, т. к. при обратном вращении шпинделя она под собственным весом сразу уходит вниз. При таком режиме резко снижается вероятность забивания канавки стружкой, что нередко является причиной заклинивания и поломки инструмента. К другим плюсам этой модели можно отнести:

простоту заточки лезвия;
работу на большом вылете;
улучшение режима охлаждения (стружка снизу, СОЖ сверху);
большой ресурс даже при многократной переточке пластины.

Кроме того, его оправка имеет систему точной регулировки по высоте, что избавляет от подгонки положения инструмента с использованием прокладок.

Используемые маркировки

Существует три ГОСТ, в которых установлены правила маркировки отрезных резцов. Типоразмеры и кодировка инструмента из быстрорежущей стали регламентируются ГОСТ 18874-73, с твердосплавными пластинами — ГОСТ 18884-73, изогнутого («петушкового») с пластинами из твердого сплава — ГОСТ 18894-73. Определить вид и геометрию по маркировке без использования таблиц ГОСТ невозможно. Во всех трех стандартах каждому типу соответствуют свой код и группа параметров, расписанная в таблицах. Единственный информативный элемент маркировки — это обозначение твердого сплава режущей пластины. К примеру, правый резец из быстрореза сечением 16×16 мм, длиной 80 мм, с головкой 15 м и шириной лезвия 12 мм обозначается как 2120-0519 ГОСТ 18874- 73. Остальные два ГОСТ придерживаются такой же системы маркировки. Подобный по геометрии отрезной резец с твердосплавной пластиной обозначается 2130-0255 Т5К10 ГОСТ 18884- 73, где Т5К10 — это твердый сплав с карбидом титана и кобальтом (цифры — процентное содержание). Некоторые производители в соответствии с международными нормами маркируют вид материала пластины цветом (наносится на торец державки). К примеру, Т5К10 обозначается желтым.

Помимо ГОСТ существует универсальная международная система обозначения режущего инструмента ISO. Это объемный документ с множеством таблиц, содержащих характеристики сменных пластин, поэтому здесь уместно привести только пример маркировки отрезного резца со сменными пластинами, который относится к группе «Наружная отрезка и обработка канавок»: QFGD2525R2252H. Расшифровка позиций кода:

Q – отрезная державка.
F – обработка на торце.
G – размер пластины.
D – для двусторонних пластин.
25 – высота державки.
25 – ширина державки.
R – правое, нейтральное, левое.
22 – максимальная глубина обработки.
52 – минимальный диаметр врезания.
H – положение пластины при обработке торцевых канавок.

Стандарт ISO частично или полностью повторяют системы маркировок ведущих производителей режущего инструмента, а также новый российский ГОСТ ISO 5609-2015.

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).

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.

Для облегчения обработки сложных материалов на настольных станках применяют пружинные и инвертированные резцы. Но, вероятно, народные умельцы для этих целей используют и другие конструкции, а также различные усовершенствования «штатных» резцов. Если вы что-нибудь знаете об этом, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к данной статье.

Виды и маркировки фасонных резцов, советы по выбору

Фасонный резец: классификация, особенности конструкции круглых, призматических и стержневых типов изделий. Инструмент радиальный и тангенциальный. Нюансы геометрии. Маркировка. Принцип подбора.

Для получения деталей с фасонной конфигурацией поверхности (торцевой, наружной или внутренней) на металлорежущие станки токарного типа в резцедержатель устанавливают специальный режущий инструмент – фасонный резец. Он обеспечивает точность получения геометрических размеров, соответствие полученной формы техническим требованиям конструкторского документа и высокую производительность труда, что важно при производстве деталей в массовом и крупносерийном производстве. Фасонными считаются поверхности, если они созданы образующей криволинейного типа, комбинацией прямолинейных и криволинейных образующих, включая те, которые расположены под разными углами. Особенность инструмента: профиль соответствует профилю будущей детали. Изготавливают такие изделия под конкретную деталь, поэтому стоимость режущего инструмента высокая.

Классификация

Режущие инструменты фасонного типа предназначены для обработки поверхностей заготовок, выполненных из сталей мягких, средней твердости и твердых, чугуна мягкого и твердого, латуни, бронзы, меди, алюминия и других цветных металлов и сплавов. Работы выполняются на станках револьверных, токарных, включая полуавтоматического и автоматического типа.

Классифицируют изделия по таким признакам:

материалу изготовления (твердосплавные и быстрорежущие);
способу изготовления (цельные и составные);
конструкции (круглые, призматические и стержневые);
виду обрабатываемой поверхности (наружные и внутренние);
установке относительно заготовки (тангенциальные и радиальные);
форме образующих фасонных поверхностей (кольцевые, винтовые и плоские);
расположению оси отверстия для крепления относительно заготовки (с параллельным и наклонным);
расположению передней поверхности (с нулевым углом наклона режущей кромки и с определенным углом наклона);
способу крепления (насадные, хвостовые).

Режущий инструмент изготавливают из легированной и быстрорежущей стали. Именно от марки стали зависит, будет ли он изготовлен из цельного куска металла или составным. В первом случае целесообразно изготавливать его цельной конструкции, во втором – из нескольких марок стали. Изделие составного типа представляет собой державку, выполненную из обычной стали, к которой приклеивается, приваривается или присоединяется режущая часть, изготовленная из специальной инструментальной стали. Такой способ снижает стоимость изготовления по сравнению с инструментом, выполненным полностью из дорогостоящей высоколегированной стали.

Резцы фасонные круглые

Круглый фасонный резец является распространенным режущим инструментом, его несложно изготовить. Служит он для обработки наружных и внутренних поверхностей заготовок, выполненных из разных материалов. Характерная особенность – поддаются повторной заточке, которую можно осуществлять неоднократно. Инструмент представляет собой тело вращения с угловым пазом для создания передней поверхности и с отверстием для отвода стружки.

Резцы фасонные призматические

Инструменты такого типа предназначены для обработки поверхностей заготовок. С их помощью можно получать как внешние, так и внутренние поверхности необходимой конфигурации. Призматические фасонные резцы представляют собой изделие в форме призмы, у которой передняя поверхность плоская, а задняя имеет фасонную форму. Такой режущий инструмент устанавливается в резцедержатель с помощью соединения, которое называется ласточкин хвост. Инструмент перетачивается неоднократно по передней рабочей поверхности. При точении обеспечивают высокое качество поверхности по чистоте обработки и шероховатости.

Резцы фасонные стержневые

Стержневой фасонный резец отличается от обычного токарного тем, что имеет режущую кромку, соответствующую форме будущей детали. Изготавливаются нескольких типов: галтельные, канавочные, радиусные и с более сложным профилем – дисковой или призматической конструкции.

Радиальный

Радиальный режущий инструмент имеет круглую или призматическую форму, при этом первый вид применяют для обработки как наружных, так и внутренних поверхностей заготовки; призматическими изделиями обрабатываются исключительно наружные поверхности. Устанавливается по отношению к заготовке в резцедержатель так, чтобы обеспечить поперечную подачу – ось заготовки в этом случае пересекается в нескольких или в одной точке с режущей кромкой изделия.

Тангенциальный

Тангенциальный резец применяют для обработки заготовок, плохо сопротивляющихся прогибу, и при выполнении неглубоких профилей. Устанавливается режущий инструмент в резцедержателе так, чтобы оказаться по касательной к внутреннему профилю заготовки. Это позволяет последовательно в работу вводить режущие кромки инструмента.

Подаваться на заготовку инструмент может в нескольких направлениях:

продольном;
поперечном;
под углом к оси.

Резцы с положительным передним углом режущей плоскости улучшают процесс резания. Их вкупе с изделиями, имеющими еще и угол наклона режущей кромки, применяют для изготовления особо точных деталей.

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.

Маркировка фасонных резцов

Так как режущий инструмент изготавливается индивидуально, то маркировка наносится на торец изделия, где указываются такие данные:

шифр;
расстояние передней поверхности от оси резца;
высота подъема над осью заготовки;
величина заднего и переднего угла;
марка стали, из которой изготовлен инструмент.

Советы по выбору фасонного резца

Как указывалось ранее, инструмент изготавливается под конкретную деталь. Работы по изготовлению начинаются с проектирования. Этапы проектирования следующие:

определяются с типом инструмента, профиль которого напрямую зависит от чертежных данных детали;
определяются с основными и присоединительными размерами, а также с углами режущей части и установки резца;
выполняют расчет размеров профиля, так называемый коррекционный расчет;
определяются с допусками.

Исходя из этого подбирают материал и способ изготовления, а также делают чертеж будущего изделия. Кроме того, определяются с державкой для крепления на станке конкретной модели. При необходимости ее тоже изготавливают. В большинстве случаев первоначально выполняют шаблон, а для контроля размеров в процессе эксплуатации изделия – контршаблон.

Вывод: изготавливается изделие по известному профилю детали, которая будет точиться с помощью инструмента. Профиль определяют в плоскости передней грани и в той, которая перпендикулярна задней поверхности.

Выбор режима резания

марки обрабатываемого материала;
марки материала, из которого изготовлен режущий инструмент;
длины заготовки и ее диаметра;
способа установки инструмента на станке;
конфигурации и глубины профиля.

Ориентировочные режимы резания фасонными резцами на металлорежущих станках в зависимости от диаметра заготовки и ширины резца указаны в таблице.

Диаметр заготовки, мм	Ширина резца, мм	Скорость подачи, мм/об.
20	8	0,03 ÷ 0,09
	10	0,03 ÷ 0,07
	15	0,02 ÷ 0,05
25	8	0,04 ÷ 0,09
	10	0,03 ÷ 0,085
	15	0,035 ÷ 0,75
	20	0,03 ÷ 0,06
40	8	0,04 ÷ 0,09
	10	0,04 ÷ 0,085
	15	0,04 ÷ 0,08
	20	0,04 ÷ 0,08
	30	0,035 ÷ 0,07
	40	0,03 ÷ 0,06
60	8	0,04 ÷ 0,09
	10	0,04 ÷ 0,085
	15	0,04 ÷ 0,08
	20	0,04 ÷ 0,08
	30	0,035 ÷ 0,07
	40	0,03 ÷ 0,06
	50	0,025 ÷ 0,055

Просим поделиться опытом точения заготовок фасонным резцом в комментариях к тексту, а тех, кто проектировал, – нюансами изготовления чертежа самого резца, державки, шаблона и контршаблона.

Читайте также: