Режущий инструмент по металлу это

Обновлено: 03.07.2024

Токарный резец — это основной инструмент, который применяется для обработки заготовок на токарных станках. Именно он контактирует с деталью и придает ей необходимую форму. В этой статье мы максимально подробно расскажем о конструктивных особенностях и классификации резцов. Изучив информацию, вы сможете на практике без проблем подобрать инструмент для той или иной операции.

Конструктивные особенности токарных резцов
Геометрия токарных резцов
Классификация резцов по металлу по форме головок, конструкции, направлению резания и точности операций
1. Классификация по форме головок
2. Классификация по конструкции
3. Классификация по направлению резания
4. Классификация по точности операций
1. Прямые проходные токарные резцы и их назначение
2. Отогнутые проходные токарные резцы и их назначение
3. Проходные упорные токарные резцы и их назначение
4. Отогнутые подрезные токарные резцы и их назначение
5. Расточные токарные резцы и их назначение
6. Отрезные (канавочные) токарные резцы и их назначение
7. Резьбовые токарные резцы и их назначение
8. Фасонные токарные резцы и их назначение.
Токарные резцы по металлу: конструктивные особенности и классификация

Начнем с конструктивных особенностей резцов.

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.

Квадратные — 4*4, 6*6, 8*8, 10*10, 12*12, 16*16, 20*20, 25*25, 32*32, 40*40 мм.

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

Геометрия токарных резцов

Изображение №2: геометрия токарного резца

Расскажем об углах резцов и их назначениях.

Задний вспомогательный угол (α₁). При его уменьшении снижается сила трения между задней плоскостью инструмента и обрабатываемой заготовкой.

Угол вершины (ε). Формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью. Чем больше этот угол, тем лучше условия теплоотвода и выше прочность резца.

Вспомогательный угол в плане (ϕ₁). Его размер варьируется в пределах от 10 до 30°. С уменьшением угла улучшается чистота обработки, но возрастает сила трения.

Главный угол в плане (ϕ). Его размер варьируется в пределах от 20 до 90°. От размеров угла зависят длина и ширина среза. Чем меньше ϕ, тем ниже температура и сила резания. Чистота обработки также улучшается. Но с уменьшением угла возрастают вибрации и радиальная сила резания.

Угол резания (δ). Формируется между передней поверхностью и плоскостью резания.

Основной передний угол (γ). Его размер варьируется в пределах от -5 до +15°. При увеличении угла облегчается врезание инструмента в металл, улучшается отвод стружки, уменьшаются сила резания, деформация обрабатываемой поверхности и потребляемая мощность. Однако при этом ухудшаются теплоотвод и сокращается срок службы режущей кромки.

Угол заострения (β). Формируется между передней и главной задней поверхностями. Оказывает влияние на остроту и прочность инструмента.

Главный задний угол (α). Его размер варьируется в пределах от 6 до 12°. С уменьшением угла снижается сила трения между деталью и задней поверхностью резца. При этом улучшается теплоотвод и продлевается срок службы инструмента, но ухудшается чистота обрабатываемой поверхности.

Угол наклона главной режущей кромки (λ). Влияет на направление отвода стружки. При положительных λ и λ = 0° стружка сходит к обрабатываемой поверхности. Резцы с положительными λ (12–15°) применяют при обработке заготовок из жаропрочных и закаленных сталей. У универсальных токарных резцов λ = 0°. Резцы с отрицательными λ применяют для чистовой обработки.

Классификация резцов по металлу по форме головок, конструкции, направлению резания и точности операций

По этим параметрам существуют следующие классификации резцов по металлу.

Классификация по форме головок

По этому параметру резцы делят на 4 типа.

Прямые. Державка и рабочая головка располагаются либо на одной оси, либо на двух, но параллельных.

Изогнутые. Державка имеет изогнутую форму.

Отогнутые. Отгиб головки в сторону заметен невооруженным глазом.

Оттянутые. Ширина головки меньше ширины державки. Головка может быть оттянута влево или вправо. Существуют и симметричные модели.

Изображение №3: классификация резцов по форме головок

Классификация по конструкции

По конструкции резцы классифицируют на три типа.

Цельные. Такие резцы целиком изготовлены из легированной или инструментальной (редко) стали. Стоят недорого, быстро изнашиваются и не подходят для обработки твердых материалов.

С твердосплавными напайками. Такие резцы сочетают в себе высокую износостойкость и среднюю стоимость. Напайки обычно изготавливают из сталей ВК8, Т5К10 и Т5К6.

Со сменными твердосплавными пластинами. Стоят дороже аналогов. Максимально удобны. Для смены пластин не нужно снимать режущий инструмент.

Изображение №4: классификация токарных резцов по конструкции

Классификация по направлению резания

Резцы бывают левыми и правыми.

Правые. Такие резцы для токарных станков используются чаще всего и в процессе обработки заготовок подаются справа налево. Если положить сверху на такой резец правую руку, то режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца.

Левые. Подаются слева направо. Если положить сверху на такой резец левую руку, то режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца.

Изображение №5: левый (а) и правый (б) резцы

Классификация по точности операций

По этому признаку выделяют следующие разновидности резцов.

Черновые (обдирочные). Предназначены для грубой обработки заготовок.

Получистовые. Точность обработки находится на среднем уровне.

Чистовые. Точность обработки находится на высоком уровне.

Специальные Предназначены выполнения тонких технологических операций.

Маркировка токарных резцов, значения цифр и символов

По стандарту маркировка токарных резцов может включать в себя 9 или 10 символов.

Первый — способ крепления режущей пластины.

Второй — ее форма.

Третий — тип резца.

Четвертый — задний угол режущей пластины.

Пятый — направление резания.

Изображение №6: возможные значения параметров 1–5

Шестой — высота державки.

Седьмой — ширина ее хвостовой части.

Восьмой — общая длина резца.

Девятый — размер режущей пластины.

Изображение №7: возможные значения параметров 6–9
1. Десятый указывается при необходимости. Обозначает точность некоторых параметров резцов.
Изображение №8: возможные значения параметра 10

Классификация токарных резцов по назначению

По назначению принята следующая классификация токарных резцов. Всего выделяют 8 чаще всего применяющихся видов.

Прямые проходные токарные резцы и их назначение

Их применяют для обработки наружных поверхностей заготовок.

Фотография №1: прямые проходные токарные резцы

Чаще всего используют инструменты с тремя размерами державок.

Отогнутые проходные токарные резцы и их назначение

Предназначение проходных отогнутых резцов — создание фасок и обработка торцевых поверхностей.

Фотография №2: отогнутые проходные токарные резцы

Наиболее широкое распространение получили инструменты с державками:

Проходные упорные токарные резцы и их назначение

Их обычно применяют при обработке ступенчатых валиков или иных деталей в случае, если в конце обработки требуется подрезать небольшой уступ.

Фотография №3: проходной упорный резец

Чаще всего используют проходные упорные резцы со следующими размерами державок.

Быстрорежущие стали

Существует огромное количество различных металлов, которые обладают своими определенными достоинствами и недостатками. Быстрорежущие стали зачастую применяются для изготовления инструментов, которые должны обладать повышенной прочностью, некоторых ответственных деталей. Рассмотрим особенности этого сплава подробнее.

Характеристики быстрорежущих сталей

Быстрорежущие стали – сплавы, которые имеют достаточно большое количество легированных добавок. За счет добавления различных химических веществ свойства металла серьезно меняются. Рассматривая характеристики следует отметить, что материал подобного типа специально создается для эксплуатации при высоком показателе трения, который возникает на момент резания. Состав быстрорежущей инструментальной стали существенно повышает твердость металла, за счет чего он может работать на повышенной скорости.

Основные характеристики быстрорежущих сталей

Характеристики быстрорежущей стали следующие:
1. Высокая твердость. Рассматривая основное назначение подобного металла следует учитывать, что он может использоваться для обработки деталей или заготовок путем резания. Как показывают проведенные тесты, качественная быстрорежущая сталь сохраняет свои основные эксплуатационные качества при нагреве инструмента даже до температуры 6000 градусов Цельсия. Кроме этого быстрорежущая сталь обычного качества может иметь даже меньшую твердость в сравнении с обычным углеродистым металлом.
2. Повышенная стойкость к высокой температуре. Устойчивость к воздействию повышенной температуры определяет то, как долго инструмент сможет работать без изменения своих эксплуатационных качеств. Из-за слишком высокого показателя трения металл может нагреваться, что становится причиной изменения кристаллической решетки. В результате основные свойства быстрорежущей стали могут существенно измениться. Как правило, нагрев становится причиной повышения пластичности и снижения твердости, за счет чего износ поверхности проходит намного быстрее.
3. Устойчивость к разрушению. Режущий инструмент, который может работать на высокой скорости, должен обладать повышенной механической устойчивостью. Кроме этого инструмент может работать при высоком показателе подачи, что позволяет работать на большой глубине резания.
Именно химический состав быстрорежущей стали определяет ее основные эксплуатационные качества.

Классификация и маркировка быстрорежущих сталей

Все быстрорежущие стали классифицируются непосредственно по химическому составу, для чего проводится расшифровка маркировки. Инструментальные стали быстрорежущие делятся на следующие три группы:
1. Сплавы с полезными примесями, в которых процентное содержание кобальта не более 10%, а вольфрама 22%. Маркировка металла этой группы следующая: P10M4Ф3К10 и Р6М5Ф2К8 и другие.
2. Сплавы, в составе которых не более 5% кобальта и до 18% вольфрама. Виды быстрорежущей стали этой группы следующие: Р9К5, Р10Ф5К5 и другие.
3. Варианты исполнения металла, расшифровка которых определяет процентное содержание кобальта и вольфрама более 16%. Представителями этой группы можно назвать марки Р9 и Р18, Р12 и Р6М5.
При применении подобного металла получающаяся кромка не реагирует на механическое воздействие, по всей длине показатель твердости остается неизменным и металл не выкрашивается. Вышеприведенная классификация быстрорежущей стали определяет то, при какой скорости резания и подаче может использоваться сплав.

Состав быстрорежущих сталей различных марок

Рассматривая обозначение быстрорежущей стали следует уделить внимание тому, что первая буква для обозначения этой группы «Р». Цифра, которая идет первой в обозначении указывает процесс вольфрама в составе. Далее могут идти буквы, обозначающие легирующие элементы. Стоит учитывать, что расшифровка металла указывает на точное содержание определенных легирующих элементов, которые изменяют эксплуатационные качества материала.

Область применения различных марок быстрорежущих сталей

Рассматривая применение износостойкого металла следует уделить внимание тому, что конкретный состав металла определяет его эксплуатационные качества. Инструмент изготовленный из подобного металла может выдерживать длительную эксплуатацию.

Режущий инструмент из быстрорежущей стали

Область применения достаточно обширна:
1. Изготовление сверл. Сверла имеют достаточно сложную форму и конструкцию, которая получается путем литья.
2. Изготовление резцов. Сегодня для удешевления резцов их основная часть изготавливается из недорого металла, и только режущая кромка из износостойкого материала.
3. Изготовление напаек для режущего инструмента. В некоторые случаях режущая кромка сменная.
4. Изготовление фрез. Фрезы также получаются методом литья расплавленного металла.
Материал может использоваться для получения инструмента, который будет выдерживать высокую нагрузку.

Сегодня, при повсеместной установке станков с ЧПУ, режущий инструмент повышенной устойчивости является единственным выходом из сложившейся ситуации, когда высокие скорости обработки создают проблемы.

Особенности термической обработки быстрорежущих сталей

Для увеличения эксплуатационных качеств быстрорежущей стали могут применяться стандартные методы обработки. Однако при этом учитывается состав металла. Примером назовем то, что процесс закалки предусматривает нагрев среды до температуры, которая позволяет обеспечить условия для растворения различных примесей и добавок.

После того, как обработка быстрорежущей стали была завершена, в сплаве остается до 30% аустенита, что существенно повышает теплопроводность и твердость.

Для уменьшения показателя аустенита в структуре могут применяться две технологии:
1. Для повышения качества термической обработки нагрев проводится в несколько этапов. При этом выдержка проводится при определенной температуре, а также проводится многократный отпуск.
2. Отпуск подразумевает охлаждение заготовки до низкой температуры, которая часто составляет — 800 градусов Цельсия.
3. Закалка должна проводится при достаточно высокой температуре, так как только в этом случае происходит полное перестроение кристаллической решетки.
4. Для охлаждения используется самая различная среда. Примером назовем применение масла иди соляных ванн. Обычная вода становится причиной появления самых различных дефектов, к примеру, трещин или окалин. После этого приходится выполнять дополнительную обработку для удаления дефектов.
Микроструктура быстрорежущей стали Р6М5: а) литое состояние; б) после ковки и отжига; в) после закалки; г) после отпуска

Кроме этого улучшение характеристик проводится следующим образом:
1. Проводится насыщение поверхностного слоя цинком. Для того чтобы оказать требуемое воздействие на поверхность подобная операция предусматривает нагрев поверхности до 5600 градусов Цельсия. Выдержка может проходить в течение от 5 до 30 минут.
2. Также может происходить насыщение поверхности азотом. Чаще всего подобная процедура проводится в газовой среде. Выдерживается заготовка или деталь в течении 10-40 минут, температура нагрева варьирует в пределе 550-6600 градусов Цельсия.
3. В некоторых случаях химический состав металла изменяется путем сульфидирования поверхности. Подобным образом можно повысить твердость и прочность поверхности.
4. В качестве дополнительной обработки на поверхность напыляется различный материал. За счет этого существенно изменяются эксплуатационные качества инструмента или детали.
Сегодня часто встречается ситуация, когда поверхность обрабатывается паром, что позволяет существенно повысить характеристики поверхностного слоя. Зачастую дополнительная обработка проводится в случае, когда режущая кромка была полностью подготовлена.

Режущий инструмент по металлу

Для резки материалов могут применяться самые различные инструменты. Их классификация проводится по достаточно большому количеству признаков, которые позволяют провести выбор наиболее подходящего варианта исполнения изделия. Режущий инструмент при этом изготавливается из самого различного материала.

Классификация режущего инструмента

Выделяют довольно большое количество различных признаков классификации режущего инструмента, основной можно назвать конструктивные признаки. В зависимости от геометрической формы и основных параметров выделяют следующие варианты:
1. фрезы;
2. резцы;
3. зенкеры;
4. сверла;
5. развертки;
6. цековки;
7. метчики;
8. плашки;
9. шеверы;
10. ножовочное полотно;
11. инструмент абразивного типа.
Все приведенные выше виды режущих инструментов характеризуются своими определенными особенностями. Примером можно назвать ручной режущий инструмент под названием плашка. За счет применения особого крепления можно получить резьбовую поверхность на цилиндрической поверхности.

Довольно большое распространение получили резцы. Их относят к режущему инструменту, который предназначен для обработки исключительно тел вращения.

Среди особенностей подобного варианта исполнения отметим следующее:
1. Есть рабочая часть и державка.
2. Угол заточки может существенно отличаться в зависимости от предназначения изделия.
3. При изготовлении применяются самые различные сплавы, которые и определяют область применения изделия.
Фрезеры встречаются в последнее время довольно часто. Это связано с тем, что подобный режущий инструмент может использоваться для получения корпусных изделий. Особенностью назовем то, что основное вращение передается фрезе, в это время заготовка находится в неподвижном состоянии. Конструктивно фрезы намного сложнее резцов, что определяет более высокую стоимость.

Основная классификация фрез представлена областью применения. Примером назовем следующие варианты исполнения:
1. Концевые.
2. Цилиндрические.
3. Червячные и другие.
Встречается просто огромное количество фрез, все они также обладают своими определенными характеристиками.

Довольно распространены сверла. Подобное изделие осевого типа применяется в случае, когда нужно получить отверстие в сплошном материале.

На момент резания сверла совершают вращательное движение, по винтовым канавкам стружка удаляется с зоны резания. Отличаются сверла по следующим признакам:
1. Тип применяемого материала.
2. Диаметральный размер.
3. Тип хвостовика.
4. Угол заточки режущей кромки.
Инструменты осевого типа весьма распространены. Примером можно назвать зенкеры, применяемые для корректировки размера и формы отверстия. Кроме этого, в эту группу включаются и развертки, которые требуются для удаления высокой шероховатости с поверхности стенок отверстия.

Инструменты режущие и ударные с острой режущей кромкой также весьма распространены. В эту группу включается долбяк, который может применяться для получения зубьев. Довольно обширными возможностями характеризуются насадки абразивного типа, применяемая для снижения степени шероховатости поверхности.

Все приведенные выше изделия можно разделить на несколько основных групп:
1. Изделия для работы с телами вращения. В эту группу входят различные резцы и абразивные круги. Как правило, в подобном случае основное вращение получает заготовка, а инструмент находится в неподвижном состоянии. Устанавливаются эти изделия на токарном оборудовании самого различного типа.
2. Достаточно большая группа представлена режущими инструментами, предназначенными для получения и обработки уже готового отверстия. Примером можно назвать сверла, протяжки, зенкеры и другие варианты исполнения. Осевой получает вращение, режущая часть представлена витками с различным углом заточки.
3. Отдельная группа представлена приспособлениями, предназначенными для нарезания резьбовых витков на цилиндрической поверхности. Особая форма режущей части позволяет получать витки с определенным расположением относительно друг друга. Резьбовая поверхность сегодня встречается крайне часто, так как она применяется при создании различных соединительных элементов. В быту нарезка проводится при применении ручных инструментов, в промышленности встречаются станки с особыми режимами работы.
4. Довольно большое распространение в машиностроительной отрасли получили зубчатые колеса и другие подобные изделия. Для их получения подходят шеверы, долбяки и другие.
Выделяют также второстепенные признаки классификации. Примером назовем то, каким образом режущая кромка взаимодействует с обрабатываемой поверхностью. По этому признаку выделяют:
1. Обычные варианты исполнения получили весьма широкое распространение. Как правило, они получаются при применении технологии литья. Основная и рабочая часть конструкции в большинстве случаев представлена идентичным материалом.
2. Ротационные характеризуются непрерывным обновляющимся круговым лезвием.
Важным критерием можно назвать тип изготовления. В зависимости от этого выделяют:
1. Цельные конструкции встречаются крайне часто, что связано с их относительно невысокой стоимостью и надежностью в применении.
2. Составные обходятся намного дороже, но при этом есть возможность использовать более качественные материалы при создании режущей кромки.
3. Сборные также характеризуются тем, что состоят из отдельных частей.
Сборные также можно охарактеризовать тем, что соединение разъемное. Составные зачастую изготавливаются при применении технологии сварки, за счет чего провести отсоединение режущей кромки не получится.

Классификация режущего инструмента также проводится по способу крепления.

Выделяют следующие варианты исполнения:
1. Хвостовые.
2. Призматические.
3. Насадные.
В продаже можно встретить просто огромное количество различных вариантов исполнения дополнительной оснастки, которая существенно расширяет функциональность оборудования.

Сферы использования

Сфера применения режущего инструмента весьма обширна. Большая часть изделий встречается в машиностроении, так как заготовки представлены различными сплавами. Рассматривая сферу применения отметим следующие моменты:
1. Большая часть изделий может резать по металлу только при условии передачи большого усилия при жестком закреплении заготовки. Именно поэтому они изготавливаются таким образом, чтобы могли устанавливаться в станках и другом подобном оборудовании. Область применения – промышленность с различным показателем производительности труда. Отличительной особенностью подобной группы можно назвать длительный эксплуатационный срок и устойчивость к износу.
2. Также обработка заготовок может проводится в домашней мастерской. Для подобного случая подходят варианты исполнения, которые применяются при ручной обработке или применении настольного оборудования. Специалисты рекомендуют выбирать для домашней мастерской варианты исполнения из низкой ценовой категории. Это связано с тем, что они отлично подходят для обработки при небольшой подаче и скорости резания. Режущие инструменты для промышленных станков обходятся намного дороже и требуют профессиональной периодической заточки.
В целом можно сказать, что область применения режущего инструмента весьма обширна. Механическое резание может проводится только при наличии режущей кромки.

Выбор режущего инструмента

Только правильно подобранный инструмент может применяться для получения качественного изделия. Среди столь большого выбора подобрать наиболее подходящий вариант исполнения изделия сложно. Режущий инструмент по металлу выбирают с учетом следующих рекомендаций:
1. Для начала определяется поставленная задача. Как правило, технология производства составляется технологом, который также указывается наиболее подходящий режущий инструмент. К примеру, получить тело вращения можно с требуемым диаметром можно при использовании резца, отверстие сверла. При этом одна деталь может изготавливаться при применении одного вида изделия с различными параметрами.
2. Следующий шаг заключается в определении того, какое именно оборудование будет применяться для передачи вращения. Примером можно назвать промышленные станки или ручные конструкции. От этого момента зависит то, какая державка подойдет.
3. На момент составления технологической карты указываются основные параметры резания. С учетом подобного показателя проводится выбор режущего инструмента по типу применяемого материала при изготовлении основной или рабочей части.
4. Учитывается и производительность применяемого оборудования. Для выпуска большого количества продукции нужно выбирать вариант исполнения с повышенной износостойкостью.
Производство режущего инструмента предусматривает соблюдение определенных требований, которые устанавливаются в проектной документации. Кроме этого, уделяется внимание популярности бренда, так как от этого зависит качество.

В заключение отметим, что неправильно подобранное изделие может создать серьезные проблемы.

Виды и классификация режущего инструмента

Один из самых востребованных видов обработки металла – резание. Этот вид обработки применяют и при создании авиационно-космической техники, и для детских колясок. Для обтачивания металла применяют режущий инструмент и специальную технологическую оснастку.

Основные металлорежущие инструменты

Инструмент для обработки металла классифицируют по конструкции и типу обрабатываемой поверхности. Кроме этого, необходимо помнить о том, что каждый класс разделяют на разновидности.

По конструкции лезвийный инструмент разделяют на:
- Резцы, применяемые для обтачивания тел вращения (токарные), строгальные, используемые для обработки плоских заготовок, например, для снятия слоя металла при капитальном ремонте станочного оборудования. В ходе формирования заготовки резец перемещаются вдоль оси ее вращения. Основные характеристики токарных резцов – это размер державки. То есть, той составной части, на которой закрепляется режущая пластина, функционального назначения. Не последнюю роль играет и марка материала из которой изготовлена режущая часть. Об этом чуть ниже.
- Напильники, представляют собой инструмент в форме стержней или пластин, на поверхности которых образовано большое количество режущих зубьев. Предназначаются для ручной работы с металлом. С их помощью удаляют заусенцы, неровности с изделия.
- Протяжки – это стержни, с нанесенными на поверхность лезвиями. Их применяют для получения фасонных отверстий, например, шпоночных или шлицевых пазов в шкивах или зубчатых колесах. Протяжка представляет собой стержень, диаметр которого постепенно увеличивается по направлению к его хвостовой части. – этот лезвийный осевой инструмент, предназначенный для обтачивания заготовок, которые зафиксированы на рабочем столе и перемещаются вместе с ним относительно вращающейся фрезы. Их разделяют на фрезы общего применения, червячные, для получения зубчатых колес, гравировальные, шпоночные и пр. Их используют для получения сложных поверхностей, например, при производстве пресс-форм или штампов, предназначенных для обработки металлов давлением.
- Для получения наружной и внутренней резьбы применяют два основных типа режущего инструмента – метчики и плашки (лерки). Метчик представляет собой стальной стержень на поверхности которого присутствуют продольные лыски и канавки, образующие режущие кромки. Плашка представляет собой диск, внутри которого сформированы режущие лезвия. С помощью плашек получают внешнюю резьбу. Выпускают два вида метчиков - ручные и машинные. Первые применяют для ручной обработки. Вторые устанавливают в станочное оборудование. Следует отметить, что машинные метчики можно использовать и для ручной обработки отверстий.
- Для производства зубчатых колес применяют долбяки, зуборезные фрезы, шеверы.
- Для грубой и финишной обработки металла применяют абразивные и шлифовальные круги. Этот инструмент, представляет собой круг, изготовленный из абразивного материала, например, карбида кремния. Небольшие частицы абразива снимают заданный слой металла. Такие круги используют для зачистки поверхности от следов коррозии и обработки изделий после термической обработки.
Выше приведена общая классификация режущего инструмента. Между тем весь выпускаемый в стране инструмент должен соответствовать требованиям ГОСТ, имеются нормативы для токарных резцов, для метчиков и плашек.

Один из основных нормативных документов, который определяет некоторые параметры режущего инструмента - ГОСТ 25751-83. В нем определены термины, применяемые в промышленности, технике, которые являются общими для всех видов лезвийного режущего инструмента, кроме этого, он определяет термины и понятия, относящиеся к металлорежущему инструменту.

Все представленные инструменты отвечают нормам точности, которые определены в ГОСТ и ТУ. Кроме них, на некоторых производствах применяют инструмент, изготовленный на основании отраслевых стандартов.

Материалы для изготовления инструмента

Надо понимать, что инструмент работает в довольно жестких условиях. Тут и высокая сила трения, и повышенные температуры, и другие не самые благоприятные условия.

Именно поэтому для производства этой продукции используют специальные инструментальные стали и другие материалы.

При подборе материала для изготовления режущей части инструмента требуется учитывать следующие критерии:
- конструкцию инструмента;
- технологию производства режущего инструмента;
- частоту использования.
Режущий инструмент изготавливают как цельный, так и сборный. Как пример цельного инструмента можно назвать сверла, метчики, фрезы и некоторые другие.

Для производства инструмента применяют специальные инструментальные стали. К сталям этого типа предъявляются особые требования. Это вызвано тем, что в процессе резания возникают контактные напряжения, высокое удельное давление. В ходе резания инструмент подвергается нагреву и износу. Стали этого класса отличаются достаточной прочностью, твердостью.

В частности, для изготовления применяют следующие марки – углеродистые типа У8, У8ГА и некоторые другие. Для изготовления режущего инструмента применяют такие стали как ХВ5, 9ХС, ХВГ, В1 и ХВСГ.

Существует отдельный класс сталей, которые называют быстрорезами – Р9, Р12 и пр. Их применяют для производства сверл, причем, как по металлу, так и по дереву.

Для изготовления режущего инструмента, точнее его режущей части, применяют и так называемые твердые сплавы. Они представляют собой сплавы вольфрама, титана, различных карбидов. Их выполняют в виде напаек или сменных неперетачиваемых пластин.

Эти пластины устанавливают на резцы, фрезы, сверла. Инструменты с напайными пластинами применяют при обработке деталей на станках с ручным управлением, например, на 16К25 или 6Р72. Инструмент со сменными напайками используют при работе на станках, оборудованных ЧПУ.

Отличие напайного инструмента от инструмента со сменными режущими кромками заключено в том, что по мере износа режущие кромки можно заточить по новой. В инструменте со сменной режущей кромкой режущую пластину проворачивают. При ее поломке ее просто заменяют, а сломанную отправляют в утилизацию.

Назначение, виды и классификация токарных резцов

Резец — основной инструмент при выполнении токарных работ. За счет срезания лишнего металла деталь обретает заданную форму. Они перемещаются в продольном и поперечном направлениях, изготовлены из разного материала, отличаются типом установки и назначением.

Общая конструкция обрабатывающего инструменты по металлу

Любой резец состоит из двух элементов:
1. Державка — выполнена в форме квадрата или прямоугольника. Служит для фиксации инструмента в резцедержателе.
2. Рабочая головка — задействована в процессе обработки. Она состоит из нескольких режущих кромок, которые обеспечивают обработку металлов резанием.
Классификация

Токарные резцы классифицируются по многим признакам. Этот способ изготовления, направление, материал, назначение, тип установки.

По способу изготовления

Есть три разновидности инструмента. Они изготавливаются по ГОСТу. В каждом производстве применяется тот или иной тип.

Цельные

Резец полностью изготовлен из легированной, реже инструментальной стали. Используются редко ввиду дороговизны материала. Поэтому чаще к обычному резцу припаивают соответствующую пластинку.

С напаянными пластинами из твердосплавного материала

На рабочую головку напаяна твердосплавная пластина, за счет которой происходит резка металла. Состав сплава отличается в зависимости от назначения резца.

Сборные

Считаются универсальными, на них можно устанавливать пластину из любого сплава и разного профиля (в зависимости от вида работы). Их можно использовать в качестве проходного, подрезного, упорного резца. Съемная пластина имеет форму треугольника, квадрата или многогранника. Не подлежит заточке. Когда все углы пластины износились либо сломались, ее выбрасывают.

По направлению

Инструмент подается в двух направлениях. От этого зависит, куда смотрит режущая кромка. Определить направление можно визуально.

Левые

При подаче движение выполняется слева направо. Режущая кромка расположена с правой стороны. Применяются редко.

Правые

Подача осуществляется справа налево. Главная режущая кромка находится с левой стороны.

По типу работ

На токарных станках выполняются три вида работ. Черновая обработка подразумевает быстрое снятие стружки с остатком припусков для последующих операций. Получистовая обеспечивает поверхность среднего качества, для некоторых деталей этого достаточно. Чистовая обработка заключается в доводке детали до нужного класса чистоты.

Для черновых

При черновом обтачивании снимается крупная стружка. Работа осуществляется обычно на больших режимах. Резец для черновой обработки устойчив к высокой температуре и ударам. Режущая кромка должна тверже, чем обрабатываемая поверхность. Для черновой работы предусмотрены инструменты из твердосплавных материалов.

Для чистовых

Применяются для финишной обработки готовой детали. Работают на больших оборотах и маленькой подаче. Толщина снимаемой стружки не превышает 1-2 мм. За счет этого обеспечивается чистота обрабатываемой поверхности.

Для получистовых

По типу назначения

Все резцы делятся по назначению. Каждый предназначен для выполнения той или иной операции.

Проходные

Встречаются проходной прямой и отогнутый резец. Резец токарный проходной прямой используется для обработки наружной поверхности. Конструкция инструмента позволяет аккуратно снимать фаску после окончания прохода.

Проходной отогнутый — отличается повернутой вправо или влево рабочей частью. Используется для подрезки торца. Отогнутым резцом удобно снимать наружные и внутренние фаски.

Отрезные

Главным отличием является тонкая удлиненная рабочая головка с напаянной пластиной. Используется для отрезки деталей, иногда для прорезания наружной канавки.

Расточные

Предназначены для внутренней обработки внутренней поверхности детали после сверления. Бывают для расточки глухих и сквозных отверстий.

Расточной резец для глухих отверстий имеет треугольную форму. Длина державки у разных инструментов отличается. Она определяет максимальную глубину расточки.

У инструмента для сквозных отверстий рабочая часть немного отвернута, напоминает проходной отогнутый резец. Он легко заходит внутрь заготовки, и также покидает ее на выходе. Главное, чтобы хватило длины державки.

Расточные резцы бывают разных габаритов. Чем больше диаметр заготовки, тем мощнее должен быть инструмент. Иначе вибрация снизит качество обработки.

Упорные

Самый распространенный тип для наружной обработки заготовки. По назначению схож с проходным, но им неудобно снимать фаски. Конструкция рабочей головки позволяет снимать большую толщину металла за один проход.

Резьбовые

Нарезка резьбы на токарном станке осуществляется либо плашкой либо резцом. По умолчанию они профиль режущей кромки заточен под метрическую резьбу. Для нарезки других видов резьбы необходима самостоятельная заточка с использованием шаблонов. По назначению делятся для нарезания внешней и внутренней резьбы. Наружный резец применяется для нарезки любого размера резьбы.

Внутренний может использоваться только для отверстий большого диаметра. С виду он напоминает расточной, только пластинка имеет форму копья.

Галтельные

Используются для проточки круглых канавок и переходных поверхностей многоступенчатых деталей. Имеют закругленную режущую кромку, что помогает добиться заданного радиуса.

Фасонные

Предназначены для точения сложных нестандартных поверхностей. имеют круглую или призматическую форму. Профиль режущей кромки полностью совпадает с профилем обрабатываемой поверхности. Чаще изготавливаются индивидуально под конкретную деталь. Фасонный резец обеспечивает готовую деталь за одну установку.

Подрезные

Внешне напоминает упорный резец. Но пластина имеет треугольную форму. Используются, когда необходима обработка путем поперечной подачи.

Прорезные (канавочные)

Второе название — канавочные, используются для прорезания наружных и внутренних канавок. Размер режущей кромки подбирается по ширине канавки. Головка инструмента расположена выше режущей кромки, что обеспечивает устойчивость к нагрузкам.

По способу установки

Резцы устанавливаются двумя способами. Располагаются относительно заготовки перпендикулярно и касательно.

Радиальные

Устанавливаются перпендикулярно заготовке. Используются на станках с ручным управлением и ЧПУ.

Тангенциальные

Устанавливаются касательно оси детали. Это обеспечивает инструменту большее сопротивление и позволяет за один проход снимать крупную стружку. Применяются на автоматах и полуавтоматах.

По материалу

Резцы изготавливаются из разных материалов. От этого зависит их износостойкость, теплоустойчивость и способность выдерживать ударные нагрузки.

Легированная сталь

Материал содержит ванадий, кремний, хром, марганец. Отличается высокой износостойкостью. Предназначен для обработки металла на небольших скоростях. Легированная сталь применяется для изготовления цельных резцов.

Инструментальная сталь

Это высококачественная и дешевая сталь с низкой долей вредных примесей. После закалки материал приобретает высокую твердость. Резцы предназначены для обработки стали, чугуна, цветных металлов.

Инструмент легко затачивается, обеспечивает надлежащее качество обрабатываемой поверхности. Но резцы из инструментальной стали не подходят для работы на высоких скоростях. Уже при 200º С режущая кромка перегревается и утрачивает свойства.

Твердые сплавы

Резцы из твердосплавных материалов обладают более высокой износостойкостью, чем инструментальная и легированная сталь. Используются для черновой и чистовой обработки всех видов поверхностей.

Однокарбидные

Основные составляющие — карбид вольфрама и кобальт. Используются для точения хрупких материалов.

Двухкарбидные

Состоят из карбидов вольфрама и титана, в качестве связывающего вещества идет кобальт. Обладают устойчивостью к нагреванию, окислению, ударным нагрузкам. Материал хорошо сохраняет свойства при высоких скоростях резания.

Трехкарбидные

Содержат карбиды вольфрама, титана и тантала. Отличаются высокой твердостью и стойкостью. Применяются при тяжелых режимах резания.

Металлокерамика

Износостойкий материал, сохраняющий свойства при нагревании до 800-900º С. В зависимости от сплава, резцы делятся на три группы.

Вольфрамовые — основу составляют карбид вольфрама (буква В) и кобальт (буква К). Предназначены для чугуна и цветных металлов. Резцы имеют маркировку ВК2, ВК3М, ВК4, ВК8, ВК8В. Цифра означает содержание кобальта. К примеру, в сплаве ВК8 содержится 8% кобальта, остальные 92% — карбид вольфрама.

Титановольфрамовые — универсальные резцы для чистовой и черновой обработки всех видов стали. Самые ходовые маркировки Т5К10 и Т15К6, а также Т30К4. Буква Т означает количество карбида титана, буква К указывает на содержание кобальта. К примеру, в сплаве Т15К6 содержится 15% карбида титана, 6% кобальта, остальные 79% — карбид вольфрама.

Титано-тантало-вольфрамовые — применяются для труднообрабатываемых сталей. Ходовыми сплавами являются ТТ7К12 и ТТ10К8Б. Первая цифра указывает на содержание карбидов титана и тантала (7 и 10%), вторая указывает на наличие кобальта (12 и 8%). Остальное — карбид вольфрама.

Алмаз

Для производства инструмента применяются природные и синтетические алмазы. Предназначены для тонкого точения цветных металлов, а также твердых неметаллических материалов.

Обеспечивают высокую точность и качество обработки. Из-за высокой хрупкости не применяются для обработки черного металла. Резцы бывают как с напаянным алмазом, так и с механическим креплением алмазной пластинки.

Как подобрать нужный

Выбор инструмента зависит от многих факторов. Какие моменты нужно учитывать при выборе:
1. Обрабатываемый материал (сталь, чугун, цветной металл).
2. Тип операции (наружная или внутренняя обработка, резьба, проточка канавок и др.).
3. Требуемая чистота и шероховатость поверхности.
4. Режимы резания.
5. Тип обработки (черновая, получистовая, чистовая).
Какие действующие стандарты бывают и расшифровка их маркировки

Основным стандартом, по которым изготавливают токарные резцы, является ГОСТ:
- Отрезные и канавочные — ГОСТ 18874-73.
- Расточные — ГОСТ 18872-73.
- Проходные — ГОСТ 18871-73.
- Фасонные — ГОСТ 18875-73.
- Резьбовые — ГОСТ 188885-73.
Маркировка по материалу рабочей части:
- Вольфрамовые — ВК8, ВК2.
- Титановольфрамовые — Т5К10, Т15К6, Т30К4.
- Титано-тантало-вольфрамовые — ТТ7К12, ТТ8К6.
- Высокоуглеродистая сталь — У10А, У12А.
- Быстрорежущая сталь нормальной эффективности — Р9, Р12, Р18.
- Быстрорежущая сталь повышенной эффективности — Р18Ф2, Р18Ф4, Р6М3.
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.
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.

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 на станке

Для получения надлежащего качества и точности обработки необходим правильный монтаж резца. Также ошибки при установке способствуют быстрому износу режущей кромки.

Устанавливается инструмент в резцедержатель строго по центру. Для корректировки его по высоте в арсенале токаря должны быть металлические пластины толщиной от 1 до 4-5 мм. Установка ниже центра приводит к выталкиванию детали, что опасно и для инструмента, и для работника. Если режущая кромка завышена, она перегревается и быстро изнашивается.

При установке режущего инструмента нужно придерживаться простых правил:
1. Протереть опорную поверхность резцедержателя.
2. Фиксировать инструмент минимум двумя болтами.
3. Вылет головки не должен превышать 1,5 высоты державки.
4. При черновой обработке допускается завышение режущей кромки на 0,3-1 мм.
После установки инструмента нужно снять пробную стружку. Если поверхность получается ровная и гладкая, стружка не наматывается на резец — можно приступать к работе.

Не допускается использование более трех прокладок. Также они не должны выступать за пределы резцедержателя.

Правила эксплуатации

Токарные резцы способны долгое время выполнять основную функцию, пока не сточится рабочая поверхность. Но неправильное использование сокращает срок службы инструмента. Чтобы не допустить предварительного износа, нужно соблюдать простые правила эксплуатации:
- Устанавливать по центру.
- Чем больше габариты заготовки, тем крупнее должен быть резец.
- Включать охлаждение при работе на тяжелых режимах.
- Своевременно затачивать.
- Периодически проводить доводку рабочих поверхностей мелкозернистым камушком, не вынимая инструмент из резцедержателя.
- К заготовке подводить инструмент вручную, после касания включать автоматическую подачу.
- При остановке станка сначала вручную отвести инструмент, после выключить агрегат.
- Правильно подбирать режимы резания.
- Не хранить инструмент в куче — это приводит к сколам и трещинам на режущей кромке.
- При работе с отрезным резцом подводить его как можно ближе к патрону.
На токарном станке выполняется много видов работ. Для каждого процесса предусмотрен отдельный резец. Он подбирается исходя из обрабатываемого материала, режимов резания, параметров чистоты и шероховатости. Инструмент нужно своевременно его затачивать, соблюдать правила эксплуатации и хранения.

Читайте также: