Токарные резцы по металлу из быстрорежущей стали

Обновлено: 18.05.2024

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:

Державка — выполнена в форме квадрата или прямоугольника. Служит для фиксации инструмента в резцедержателе.
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:

Обрабатываемый материал (сталь, чугун, цветной металл).
Тип операции (наружная или внутренняя обработка, резьба, проточка канавок и др.).
Требуемая чистота и шероховатость поверхности.
Режимы резания.
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:

Протереть опорную поверхность резцедержателя.
Фиксировать инструмент минимум двумя болтами.
Вылет головки не должен превышать 1,5 высоты державки.
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.

Подробное описание, классификация и виды резцов токарных подрезных, отогнутых (ГОСТ 18880-73)

Резец токарный подрезной – режущий рабочий инструмент токарного станка, с помощью которого можно выполнить следующие несложные операции:

удалить припуски на заготовках цилиндрической или конической формы;
сгладить обрабатываемую поверхность, придать детали заданную форму;
сформировать фаски;
срезать уступы;
протачать торцы;
удалить лишние элементы на наружной поверхности заготовки.

Резец токарный подрезной жестко фиксируется на токарном станке. В процессе работы он врезается в материал детали на установленную глубину и снимает его в виде стружки.

Характеристики по геометрии

Все модели резцов имеют похожую геометрию и состоят из следующих основных частей:

Головка – это главный рабочий участок, обычно выполненный из стального сплава.
Стержень (тело) – нужен для закрепления в токарном станке.
Опорная поверхность – с ее помощью фиксируется токарный резец в держателе станка.
Передняя поверхность – обеспечивает откат стружки с поверхности заготовки.
Кромка главная режущая – именно она режет деталь.
Вершина лезвия – это точка касания режущего инструмента с заготовкой.
Главная задняя поверхность – поддерживает пластину в течение работы.
Поверхность задняя вспомогательная – позволяет инструменту плавно перемещаться по поверхности в процессе обработки заготовки.

Перечисленные элементы подрезных резцов специалисты часто группируют в два основных конструктивных узла. Стержень с опорной поверхностью образуют державку, выполняющую роль фиксатора на станке. В сечении она может быть прямоугольной либо квадратной.

Обе поверхности резца токарного подрезного представляют собой рабочую часть, которую назвали головкой. Угол заточки резцов зависит от свойств материала пластин и заготовок, а также технологии обработки.

ГОСТ 18880-73 (скачать PDF)

Разновидности и классификация

Резцы токарные подрезные выпускают российские и зарубежные производители. Ассортимент на рынке большой, поэтому их сгруппировали следующим образом:

По технологии изготовления: цельные, составные.
Уровень обработки, которую они обеспечивают: черновая, получистовая, чистовая;
По направлению подачи бывают правые или левые.

Резцы токарные подрезные называют цельными, если они полностью изготовлены из инструментальной стали одной марки, у составных (сборных) – элементы выполнены из сплавов с различными добавками. Для изготовления державки подходит особо прочный и износостойкий металл, выдерживающий длительные ударные нагрузки. Рабочую головку изготавливают из твердосплавного материала, но, кроме этого, он не должен нагреваться во время работы.

Например, для изготовления державки подходит твердый сплав Т10К5, а для режущей пластины, расположенная на головке, быстрорежущая сталь Р9.

Все более популярными становятся сборные инструменты, со сменными пластинами различной ширины и толщины. Заточке не подлежат. Кроме того, у некоторых из них регулируется длина вылета головки.

Характеристики резцов из твердого сплава должны соответствовать международному стандарту ГОСТ 18880-73, а из быстрорежущей стали ГОСТ 18871-73.

В зависимости от назначения и принципа работы выпускают следующие типы резцов.

Прямые модели

Их режущие кромки расположены параллельно оси державки, они ровные, без изгибов. Применяют для грубой обработки и стачивания лишних участков, удаления значительного слоя материала. Для этого потребуется несколько подходов. Особой популярности они не получили.

Резцы токарные подрезные отогнутые

Они выполняют аналогичные функции, а также добавляется возможность обработки фигурных поверхностей. Изогнутая форма позволяет обтачивать труднодоступные места, проникать в середину деталей, однако не подходят для чистовой обработки. Рабочая часть треугольного сечения и выгнута относительно оси державки. Таким резцом металлическое изделие нужно обрабатывать перпендикулярно оси вращения.

Державки бывают только трех стандартных размеров: 16х10, 25х16 и 32х20 мм.

Токарные подрезные упорные

Такими токарными подрезными резцами обрабатывают детали из материала небольшой жесткости. Применяются для срезания толстого слоя металла за один проход, а также для подрезки бортиков и стачивания ступенчатых поверхностей. Режущие кромки и ось державки параллельны.

По направлению подачи инструменты классифицируют на левых и правые, которые можно различить визуально, если приложить ладонь и посмотреть направление большого пальца.

Критерии по выбору

В зависимости от материала заготовки и типа операции, которую необходимо выполнить с помощью резца, подбирается соответствующий вид инструмента.

Для токарных работ необходимо приобретать резцы токарные подрезные разных моделей: сначала одним типом выполняют черновую обработку, затем для выполнения чистовой обработки заменяют инструмент.

Существуют несколько факторов, которые обязательно следует учитывать при выборе резца токарного подрезного:

Материал обрабатываемой детали не должен быть более жестким, чем сам инструмент.
Необходимость соблюдения размеров и качества обработки поверхности изделия.

Принимать во внимание износостойкость инструмента, которая напрямую зависит от прочности обрабатываемого материала.

Необходимо учитывать, что основные элементы могут быть выполнены из разных материалов в зависимости от выполняемых функций. Например, чтобы державка обеспечивала надежную фиксацию в резцедержателе, она должна быть ударо-, термо- и износоустойчивой.

Для изготовления режущих пластин производители обычно используют два типа материалов:

Быстрорежущая сталь. Этот сплав характеризуется относительно небольшой прочности, поэтому инструменты не рекомендуется применять для обработки жестких материалов. Такие изделия быстро тупятся. Удалить большой слой материала получится только постепенно, за несколько подходов.
Твердосплавные материалы. Они универсальны благодаря особой прочности и суперстойкости. Такие свойства придают введением в сплав, например, кобальта или титана. Чтобы инструменты из-за дорогостоящих добавок не стали слишком дорогими, применяют комбинированный материал из быстрорежущей и твердосплавной стали. Такие изделия тоже прослужат долго.

Видео рабочее, приятного просмотра.

Потребительские свойства резцов токарных подрезных можно оценить по маркировке, обозначающей марку сплава с обозначением легирующих добавок. Например, изделие Т15К6 выполнена из стали, в составе которой карбид титана и кобальт, а цифры указывают их процентное содержание.

В настоящее время на резцах токарных подрезных все чаще встречается надпись — HSS. Такое обозначение показывает, что токарный резец изготовлен из легированной стали, которую в народе прозвали «быстрорез». Это легированная сталь, в которую, вводят дополнительные компоненты для улучшения физических и механических свойств. Из этого следует, что состав стали у разных резцов, может быть разным. Это может быть даже дешевая порошковая сталь.

Все эти параметры влияют на дальнейший выбор значений подачи и скорости резания, а также на стойкость инструмента, т. е. продолжительность непрерывной работы до того момента, пока режущие кромки не затупятся.

Какие есть режимы работы

Для выполнения необходимой операции резец необходимо жестко и надежно зафиксировать в токарном станке. В процессе работы он врезается режущей частью на необходимую глубину в металл и срезает его в виде стружки.

Резцы токарные подрезные работают при поперечной или продольной подаче. Работа такого режущего инструмента может быть черновой, получистовой и чистовой.

Скорость выполнения токарной работы не должна существенно влиять на износ оборудования и допускать нештатные режимы работы (перегрев, обработку материала неподходящим или тупым резцом), потенциально опасные для станка и работника.

Как правильно затачивать подрезной токарный резец — видео

Отзывы

Пользователи, успевшие на своем опыте оценить плюсы и минусы конкретных моделей резцов токарных подрезных, делятся собственным мнением на различных интернет-форумах.

В частности, потребители постоянно спорят: какие токарные резцы покупать, дешевые или дорогие. Одни утверждают, что нет смысла переплачивать за бренд, другие хотят только самое лучшее из ассортимента производителей. Для кого-то важнее всего результат, а не каким инструментом он достигнут. А кто-то считает, что важно получать удовольствие от работы хорошим инструментом.

И еще есть токари, которые делают резцы токарные подрезные сами, работают ими, и продают их другим, утверждая, что их изделия — самые лучшие.

ГОСТ 2379-77 Пластины из быстрорежущей стали к резцам. Формы и размеры

Такой материал, как быстрорежущие стали, отличается уникальными свойствами, что дает возможность использовать его для изготовления инструментов, обладающих повышенной прочностью. Характеристики сталей, относящихся к категории быстрорежущих, позволяют производить из них инструменты самого различного назначения.

Фрезы, метчики, развертки – типичные изделия, производимые из высококачественной быстрорежущей стали

Характеристики быстрорежущих сталей

К категории быстрорежущие стали относят сплавы, химический состав которых дополнен рядом легирующих добавок. Благодаря таким добавкам сталям придаются свойства, позволяющие использовать их для изготовления режущего инструмента, способного эффективно работать на высоких скоростях. Быстрорежущие инструментальные стали от обычных углеродистых сплавов как раз и отличает то, что инструмент, который из них изготовлен, может с успехом применяться для обработки твердых материалов на повышенных скоростях.

Фрезеровка детали на профессиональном гравировальном станке

К наиболее примечательным характеристикам, которыми отличаются быстрорежущие стали различных марок, нужно отнести следующие.

Твердость, сохраняемая в горячем состоянии (горячая твердость). Как известно, любой инструмент, используемый для выполнения обработки резанием, в процессе такой обработки интенсивно нагревается. В результате нагрева обычные инструментальные стали подвергаются отпуску, что в итоге приводит к снижению твердости инструмента. Такого не происходит, если для изготовления была использована быстрорежущая сталь, которая способна сохранять свою твердость даже при нагреве инструмента до 6000. Что характерно, стали быстрорежущих марок, которые часто называют быстрорезы, обладают даже меньшей твердостью по сравнению с обычными углеродистыми, если температура резания находится в нормальных пределах: до 2000.
Повышенная красностойкость. Данный параметр любого металла характеризует период времени, в течение которого инструмент, изготовленный из него, способен выдерживать высокую температуру, не теряя своих первоначальных характеристик. Быстрорежущие стали в качестве материала для изготовления режущего инструмента не имеют себе равных по данному параметру.
Сопротивление разрушению. Режущий инструмент, кроме способности переносить воздействие повышенных температур, должен отличаться и улучшенными механическими характеристиками, что в полной мере демонстрируют стали быстрорежущих марок. Инструмент, изготовленный из таких сталей, обладающий высокой прочностью, может успешно работать на большой глубине резания (сверла) и на высоких скоростях подач (резцы, сверла и др.).

Характеристики и назначение быстрорежущих сталей

Быстрорез, за что его любят?

Самое важное преимущество инструмента из быстрорежущей стали – скорость резания. В момент появления инструменты были на грани фантастики и превосходили все ожидания. Конкурентами на тот момент у быстрорезов были инструментальные стали, их главный бич — полное отсутствие горячей твердости. Вот три пункта превосходства инструмента из быстрорежущей стали, за что они и обрели популярность: Важнейшее свойство – красностойкость. Определяет, сколько времени инструмент способен испытывать высокие температуры, прежде чем его режущие кромки начнут походить на печенье, упавшее в молоко. Например Р18 за 4 часа при температуре 620 градусов снизит прочность до 59 HRC. Наиболее ходовые инструментальные стали: У10, У12 120 выдержат нагрев 150-200, их твердость упадет не значительно, до HRC63. Дальнейшее повышение температур попросту критично и абсолютно не допустимо. Горячая твердость, вот за что быстрорез получил свое имя. Обработка металлов сильно нагревает инструмент. Традиционные приспособления из инструментальной стали, если смотреть на диаграмму отношения температуры и твердости, падали в бездну после порога в 200 градусов. Быстрорежущая сталь легко держала 60 HRC и при 600. Наиболее совершенные сплавы с высоким содержанием кобальта и 700 градусов. При использовании охлаждения скорость резания была огромной и полностью удовлетворяла всем требованиям. Для инструмент очень важна прочность или ударная прочность. Когда режущая кромка без последствий переносила ударные нагрузки, особенно при долбежных операциях, прерывистом точении и фрезеровке. Инструменты из быстрорежущей стали легко справлялись с этим наравне или лучше чем стали инструментальные.

Расшифровка обозначения марок сталей

Изначально быстрорежущая сталь как материал для изготовления режущих инструментов была изобретена британскими специалистами. С учетом того, что инструмент из такой стали может использоваться для высокоскоростной обработки металлов, этот материал назвали «rapidsteel» (слово «рапид» здесь как раз и означает высокую скорость). Такое свойство данных сталей и придуманное им в свое время английское название послужили причиной того, что обозначения всех марок данного материала начинаются с буквы «Р».

Правила маркировки сталей, относящихся к категории быстрорежущих, строго регламентированы соответствующим ГОСТ, что значительно упрощает процесс их расшифровки.

Первая цифра, стоящая после буквы Р в обозначении стали, указывает на процентное содержание в ней такого элемента как вольфрам, который во многом и определяет основные свойства данного материала. Кроме вольфрама быстрорежущая сталь содержит в своем составе ванадий, молибден и кобальт, которые в маркировке обозначаются, соответственно буквами Ф, М и К. После каждой из такой буквы в маркировке стоит цифра, указывающая на процентное содержание соответствующего элемента в химическом составе стали.

Пример расшифровки марки быстрорежущей стали

В зависимости от содержания в составе стали тех или иных элементов, а также от их количества, все подобные сплавы делятся на три основных категории. Определить, к какой из категорий относится сталь, достаточно легко, расшифровав ее маркировку.

Итак, стали быстрорежущих марок принято разделять на следующие категории:

сплавы, в которых кобальта содержится до 10%, а вольфрама до 22%; к таким сталям относятся сплавы марок Р6М5Ф2К8, Р10М4Ф3К10 и др.;
стали с содержанием не более 5% кобальта и до 18% вольфрама; такими сталями являются сплавы марок Р9К5, Р18Ф2К5, Р10Ф5К5 и др.;
сплавы, в которых как кобальта, так и вольфрама содержится не более 16%; к таким сплавам относится сталь Р9, Р18, Р12, Р6М5 и др.

Определение разновидности стали по искре

Как уже говорилось выше, характеристики сталей, относящихся к категории быстрорежущих, преимущественно определяются содержанием в них такого элемента как вольфрам. Следует иметь в виду, что если в быстрорежущем сплаве содержится слишком большое количество вольфрама, кобальта и ванадия, то по причине формирования карбидной неоднородности такой стали режущая кромка инструмента, который из нее изготовлен, может выкрашиваться под воздействием механических нагрузок. Таких недостатков лишены инструменты, изготовленные из сталей, содержащих в своем составе молибден. Режущая кромка подобных инструментов не только не выкрашивается, но и отличается тем, что имеет одинаковые показатели твердости по всей своей длине.

Маркой стали для изготовления инструментов, к которым предъявляются повышенные требования по их технологическим характеристикам, является Р18. Обладая мелкозернистой внутренней структурой, такая сталь демонстрирует отличную износостойкость. Преимуществом использования стали данной марки является еще и то, что при выполнении закалки изделий из нее они не перегреваются, чего не скажешь о быстрорежущих сплавах других марок. По причине достаточно высокой стоимости инструментов, изготовленных из стали этой марки, ее часто заменяют на более дешевый сплав Р9.

Технические характеристики стали марки Р18

Достаточно невысокая стоимость стали марки Р9, как и ее разновидности — Р9К5, которая по своим характеристикам во многом схожа с быстрорежущим сплавом Р18, объясняется рядом недостатков данного материала. Наиболее значимым из них является то, что в отожженном состоянии такой металл легко поддается пластической деформации. Между тем сталь марки Р18 также не лишена недостатков. Так, из данной стали не изготавливают высокоточный инструмент, что объясняется тем, что изделия из нее плохо поддаются шлифовке. Хорошие показатели прочности и пластичности, в том числе и в нагретом состоянии, демонстрируют инструменты, изготовленные из стали марки Р12, которая по своим характеристикам также схожа со сталью Р18.

Свойства стали марки Р9К5

II. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

2.1. Контроль внешнего вида осуществляется визуально при помощи лупы увеличения 4 по ГОСТ 25706.

2.2. Контроль параметров резцов проводят средствами контроля, имеющими погрешности измерения не более:

при контроле линейных размеров-значений, указанных в ГОСТ 8.051;

при контроле угловых размеров — 35 % допуска на проверяемый угол;

при контроле формы и расположения поверхностей — 25 % допуска на проверяемый параметр.

2.3. Контроль параметров шероховатости поверхностей резцов осуществляют сравнением с образцами шероховатости по ГОСТ 9378 или контрольными образцами, имеющими значения параметров шероховатости поверхностей не более указанных в п. 6.

2.4. Контроль твердости (п. 3) осуществляют в соответствии с ГОСТ 9013 приборами ТР по ГОСТ 23677.

2.5. Испытания резцов на работоспособность, средний и установленный периоды стойкости должны проводиться на токарных, строгальных и долбежных станках, соответствующих установленным для них нормам точности и жесткости.

2.6. Испытания резцов проводят на заготовках из стали марки 45 по ГОСТ 1050 твердостью 187-207 НВ с охлаждением 5 % раствором эмульсола в воде с расходом не менее 5 л/мин.

2.6.1. Вершины резцов устанавливают по линии центров станка с допустимыми отклонениями не более, мм:

js14…………………………………….. для точения наружных поверхностей;

……………………………………… для точения внутренних поверхностей;

-10………………………………………. для отрезки и прорезки.

2.6.2. Вылет режущей части резцов из резцедержателя не должен превышать:

(1,2 — 1,3)Н…………………………………… для точения наружных поверхностей;

длины оттянутой части резца………. для точения внутренних поверхностей;

длины узкой части резца……………… для прорезки и отрезки;

Н…………………………………………………. для строгания и долбления прямыми резцами;

2Н……………………………………………….. для строгания изогнутыми резцами.

2.7. Поверхности заготовки для испытаний должны быть предварительно обработаны до параметра шероховатости Ra

≤ 12,5 мкм, допуск радиального биения 0,1 мм.

2.8. Испытания резцов на работоспособность, средний и установленный периоды стойкости проводят на режимах, установленных в табл. 3 — 5.

ГОСТ 18874-73 Резцы токарные прорезные и отрезные из быстрорежущей стали. Конструкция и размеры

Токарные работы по металлу состоят из множества операций. Здесь осевая проточка, радиальная, расточка отверстий, подрезка торцов и другие обработки. Для каждого вида работ требуется свой тип резца. Чем сложнее деталь, тем больше технологических моментов и увеличения времени на ее изготовление, так как оснастку приходится менять, перенастраивать оборудование. В некоторых случаях можно упростить технологию изготовления детали на токарном станке, если применить универсальный инструмент, например канавочный резец.

Режущая оснастка, которая делает канавки, может обрабатывать не только цилиндрические заготовки, но и детали конической формы. Этот вид работ требует, чтобы инструмент имел высокую прочность и жесткость конструкции, поэтому резцы такого типа изготавливают из качественной инструментальной стали.

Обработка деталей на токарном станке допустима только для лиц, имеющих соответствующее образование. При неправильном использовании оборудования можно получить травмы и материальные убытки.

Особенности применения канавочного резца

Резание заготовок на токарном оборудовании происходит с соблюдением определенных режимов. Так, канавочный тип резцов требует иного применения, нежели другие виды режущей оснастки. Если брать обработку по глубине, то за одну подачу не углубляются более чем на ширину кромки. Расширение канавки происходит путем нескольких проходов инструмента вдоль оси детали. На скорость подачи влияет много факторов: это и обрабатываемый материал, и тип режущей оснастки, поэтому здесь есть пределы от 0.2 до 0.07 миллиметров за один оборот.

Канавки, которые можно получить на поверхности заготовки, бывают разных видов.

Узкие по ширине, где размер равен величине рабочей части резца. Такую обработку проводят в ручном режиме и здесь используют всего один проход. Подача инструмента осуществляется четко в место будущего углубления по чертежу.
Канавки, образуемые на уступах детали или ее торцах. В этом случае применяют лимб для подачи в поперечном направлении – так выставляют диаметр будущего углубления, а требуемой глубины добиваются, используя лимб перемещения суппорта в продольном направлении.
Широкие по размерам углубления. Их получают за несколько проходов. Сначала канавочный резец подают на нужную глубину (с учетом 0.5 миллиметров припуска) с правой стороны канавки. Припуск оставляют для того, чтобы на конечном этапе сделать финишную обработку. Затем, двигаясь справа налево, доходят до другого конца канавки. Далее в обратном направлении прорезают деталь начисто.

Конструкция отрезного резца

Любой токарный резец состоит из тела и рабочей головки. Особенность отрезного в том, что головка его оттянута, то есть ее ширина должна быть меньше, чем ширина тела. Длина кромки должна быть такой, чтобы было удобно отрезать болванку. На отрезные резаки выпадает большая нагрузка, потому что жесткость функциональной части невелика, а вывод стружки осложнен. Толщина головок довольно мала, поэтому чтобы сохранить их прочность, значения углов принимают около 1 — 3 градусов (задних и в плане). Благодаря такой форме при неправильной установке инструмента или его плохой правке значительно увеличивается трение.

Потому во время токарных работ отрезные инструменты с твердосплавными напайками часто выкрашиваются, скалываются режущие кромки, отпадают напайки.

На рабочей головке выделяют следующие зоны: режущая кромка (основная и вспомогательная), вершина головки, передняя поверхность головки и пара задних. Режущая кромка располагается вдоль и заточена в форме клина. Назначение тела или хвостовика — крепление инструмента в подручнике.

Качественно резать можно только правильно заточенным отрезным инструментом. Для правильного выявления углов используются следующие понятия:

основная плоскость: это поверхность, совмещенная с опорной, параллельная подаче в продольной и поперечной плоскостях;
плоскость резки: касательная к поверхности заготовки, проходит по рабочей кромке.

Классификация канавочных резцов

Для выполнения канавок разной конфигурации, размеров и глубины не всегда можно использовать один и тот же резец. Так, отличается работа с заготовкой, на которой нужно выполнить обработку наружной поверхности, внутренней поверхности отверстия, сделать углубление в торце окончания детали или торце уступа, отрезать часть металла от заготовки. Чтобы иметь возможность выполнить все эти операции, были разработаны разновидности канавочной оснастки.
Классификация инструмента по виду выполняемой работы:

Режущая оснастка для канавок наружных. Этот тип инструмента отличается менее высокими требованиями к жесткости и размерам тела. Рабочие пластины здесь чаще всего изготовлены из инструментальной быстрорежущей стали. Державка чаще массивная.
Канавочный резец внутренний. Этот вид оснастки требует повышенной прочности как рабочей части, так и основания. Режущий элемент здесь выполняют в основном из пластин с твердосплавными напайками, что позволяет сделать его более тонким. Державка инструмента обычно тонкая и изготовлена из высокопрочной стали.
Торцевой инструмент. В некоторых случаях его роль может выполнять обычный резец для наружных канавок. Может быть изготовлен с расположением рабочей режущей области перпендикулярно относительно тела державки.
Прорезной резец – разновидность канавочного инструмента, где ширина рабочей зоны больше ширины державки. Это позволяет ему делать глубокую прорезь вплоть до размера, равного радиусу детали, и таким образом отрезать ненужную часть.

Чтобы получить высокую точность обработки, канавку проходят два раза и каждый раз оставляют определенный припуск. В самом конце берут высокоточный подрезной канавочный резец и вычищают основание до нужного размера.

Классификация токарных резцов

Выделяют несколько особенностей, по которым существующие сегодня модели разделяют на группы. Предлагаем подробнее взглянуть, по каким именно признакам.

По способу изготовления:

Монолитные (цельные) – головка с державкой сделаны неразрывно, из одной и той же заготовки, из стали (как правило, легированной).
Сборные – на их рабочую часть путем пайки нанесена твердосплавная пластина.
Съемные (регулируемые) – похожи на предыдущие, с той лишь разницей, что элемент усиления у них обычно сделан из металлокерамики и закреплен болтами (винтами, прижимами), а значит его можно демонтировать и заменить.

По направлению движения:

правые – на практике применяются значительно чаще; для проверки положите соответствующую руку на поверхность, – режущая кромка инструмента должна располагаться с той стороны, где окажется большой палец, смотрящий на деталь;
левые – используются реже; если сравнивать их с более популярными собратьями, они подаются наоборот, а значит и лезвие их, если поднести ладонь, окажется с другой стороны.

Теперь вернемся к вопросу габаритов и посмотрим, учитывая специфические особенности, какие бывают резцы для токарного станка с точки зрения их геометрии.

По форме державки:

квадратные – размерами от 4 на 4 до 40 на 40 мм;
прямоугольные – с соотношением сторон от 16 на 10 до 63 на 50 мм.

Строение головки мы рассмотрели выше, и напоминаем, что по этому параметру инструменты могут быть прямыми, изогнутыми, отогнутыми или оттянутыми. Есть еще один важный момент – та функция, которую они будут выполнять.

По типу назначения:

отрезные – для формования заготовок с прямотой граней (углов);
проходные – для торцов, снятия фасок, внешних поверхностей;
канавочные – для создания канавок нужной глубины;
расточные – для обработки отверстий, сквозного и/или глухого вида;
резьбовые – для исполнения винтовых соединений.

По характеру выполняемых работ:

обдирочные (черновые) – слои материала снимаются быстро, но без особой аккуратности;
полу- и чистовые – для более обстоятельного и точного проведения технологических операций;
тонкие – для быстрого решения особенно ответственных и даже прецизионных задач.

По способу установки:

Если рассматривать, как зависит тип токарных резцов и их назначение от особенностей фиксации обрабатываемой заготовки, классификация будет осуществляться по варианту расположения:

Радиально – то есть под углом в 90 градусов к оси детали; это классический вариант для большинства промышленных предприятий, на которых важно, чтобы крепление и геометрические положения инструмента были унифицированными.
Тангенциально – кромка находится под непрямым углом; такой монтаж применяется сравнительно реже, потому что фиксация сложнее, но он актуален для нестандартных случаев, требующих максимальной точности.

По материалу режущей части:

Углеродистые металлы с твердостью закаливания на уровне 60-64 или на основе хромокремения, хромовольфрама; используются сравнительно редко, так как быстро перегреваются и при 240 или 300 градусов, поэтому уже показывают плохие результаты.
Стали закалки до 62-65, категории Р9К5Ф2, Р9, Р12; применяются часто, так как не подлежат протирке и даже при высоких скоростях вращения способны сохранять свои свойства и выдерживать температуру до 650 0С.
Металлокерамика – сплавы на базе вольфрамокобальта (ВК8, ВК6 – для чугуна) или титановольфрамокобальта (особенно популярен Т15К6); не деформируются даже при 900 градусах Цельсия.

Отдельного внимания заслуживает маркировка: обозначения токарных резцов по металлу состоят из 9 или 10 символов. Каждая цифра (или буква) регламентирует:

1я – вариант монтажа;
2я – форма пластины;
3я – тип инструмента;
4я – значение заднего угла;
5я – направление движения;
6я – высота державки;
7я – ширина хвоста;
8я – общая длина;
9я – размер кромки;
10я – проставляется опционально, когда это нужно, и определяет ключевые (для данного случая) параметры точности.

Теперь, чтобы не усложнять обзор, самое время перейти к максимально подробному рассмотрению наиболее часто эксплуатируемых вариантов – чтобы у вас сложилось полное представление о том, как, когда и для чего они используются.

Геометрические параметры и размеры инструмента

Конструкция любого канавочного резца характеризуется его геометрическими параметрами.

Геометрия корпуса или державки: L – длина тела, B и H – размеры сторон поперечного сечения.
Форма рабочей режущей пластины: l – длина рабочей части резца, b – высота тела пластины, S – толщина.
Расположение режущего элемента в корпусе. Гнездо под пластину может занимать всю ширину корпуса или один из углов. В последнем случае ширина гнезда обозначается литерой n. Пластина может быть посажена в гнездо под некоторым углом к корпусу.

Клинок для резания заготовки также имеет свои параметры, выраженные в углах.

«Гамма» отображает угол передней заточки – это главный элемент режущей кромки.
«Альфа» – задний главный угол заточки.
«Альфа» с индексом 1 – задний угол вспомогательного назначения.
«Лямбда» – угол, под которым режущая кромка имеет наклон.
«Фи» – угол главного назначения, расположенный в плане.
«Фи» с индексом 1 – угол вспомогательного назначения, расположенный в плане.

Используемые маркировки

Обозначение резцов канавочных имеет кодировку, которая дает полное определение геометрических параметров инструмента, занесенных в таблицы нормативных документов. Основная маркировка изделий упоминает такие параметры, как сплав с процентным соотношением компонентов металла в сплаве. Например, если взять резец Т5К10, то здесь будет сплав на основе группы титановольфрамовой, где карбида титана до 5 %, а кобальта до 10 %.

Для подбора режущих канавочных изделий недостаточно знать только состав сплава, нужно исходить из всех параметров, которые оговорены ГОСТом.

Виды отрезных резцов

Отрезной резец – петушок назван так в силу своеобразия геометрии после заточки. Впервые петушковый токарный резец применил И.К. Евсеев, суть его рационализаторского предложения заключалась в уменьшении ширины стружки по сравнению с шириной реза. Стружка не сможет подклинить – уменьшается вероятность разрушения режущей кромки. Операция выполняется быстрее, не требуется увеличение скорости вращения шпинделя. При установке режущей кромкой вниз стружка падает на станину и не требует активного вмешательства оператора.

Отрезной резец ВК8 применяется для обработки стали и чугуна, обладает повышенными прочностными и температурными характеристиками, хорошей скоростью резки.

ВК8 – твердый сплав (карбида вольфрама 92%, кобальта 8%) применяется как покрытие для инструментов, режущих камень, металл, гранит. ГОСТ 3882-74, разработанный еще в СССР, регламентирует физико-механические свойства и процентное соотношение компонентов.

Подбирая отрезной резец по металлу, нужно учитывать ряд факторов:

материал, который необходимо обрабатывать;
интенсивность работ;
специфику обработки заготовки;
степень износа токарного оборудования.

Инструментами из быстрорежущей стали нельзя обрабатывать каленые заготовки и сталь с большим коэффициентом вязкости – рабочие поверхности быстро выкрошатся и восстановить их будет проблематично, а стоимость новых высока. Для работы на станках с ЧПУ лучшим выбором станут твердосплавные резцы, хорошо переносящие температурные нагрузки, которые практически всегда будут присутствовать в цикле обработки. При работе на старом изношенном оборудовании с большими люфтами и биениями лучше применять сборные резцы, их проще затачивать и менять.

ГОСТы канавочных резцов

На канавочные резцы разных модификаций разработаны нормативные документы:

Назначение отрезного резца

В зависимости от вида операции используются основные типы резцов:

резьбовые для внешней и внутренней нарезки;
проходные прямые, отогнутые и упорные;
расточные для глухих и сквозных отверстий;
отрезные.

Токарные отрезные резцы применяют для отрезания детали от прута малого диаметра и формирования канавок в заготовке. Их вырезают отрезными инструментами особого назначения — канавочными. Форма рабочей головки соответствует размерам и форме будущей канавки. Зачастую в один проход паз нужного размера сделать не получается. В несколько заходов работают и с твердыми металлами, а также при большой ширине паза.

Длина рабочей области должна составлять немногим больше половины от поперечника разрезаемой детали.

Виды конструкций отрезных инструментов:

цельные: выточен из единого куска металла. Их изготавливают из инструментальной углеродистой стали, мелкие — из быстрорежущих. Не нашли широкого применения на практике;
с приваренными пластинками: на головке приварена твердосплавная или быстрорежущая пластинка. При их приваривании важно соблюдать технологию, иначе возникают трещины, инструмент быстро разрушается;
с механической фиксацией пластин: в головку инструмента вставляется режущая пластинка и крепится механически. Их часто используют для минералкерамических режущих пластин.

Токарные резаки могут быть левыми и правыми, прямыми или отогнутыми. Наиболее распространены на практике левые отогнутые и правые прямые.

Читайте также: