Виды токарных резцов по металлу: выбор и классификация

Резец по металлуВ традиционном представлении процедура обработки металлов с помощью резки представляет собой техническую операцию, главной задачей которой является получение нужной формы детали необходимого качества с помощью снятия с заготовки части металла. Для чего наиболее широко применяются резцы, установленные на долбежных, строгальных, токарных и других станках, на которых производится обработка внутренних полостей и внешних поверхностей деталей, а также нарезание пазов, резьбы и так далее.

Среди существующего разнообразия этого вида металлорежущего инструмента в наибольшем количестве представлены токарные резцы по металлу.

Особенности конструкции резцов

Резец по конструкции выполнен из двух элементов: головки и стержня (который также называется державка). Стержень предназначен для крепления в резцедержателе токарного металлообрабатывающего станка. Профиль державки имеет форму прямоугольника либо квадрата.

Для унификации использования установлен такой ряд размеров сечений токарной державки, мм:

  • для прямоугольных сечений – 16 х 10; 20 х 12; 20 х 16; 25 х 16; 25 х 20; 32 х 20; 20 х 25; 40 х 25; 40 х 32; 50 х 32; 50 х 40; 63 х 50;
  • для квадратных сечений – 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40.

Головка резца это его рабочая часть и имеет ряд плоскостей и кромок, которые заточены под определенными углами для разных вариантов обработки металла.

Углы заточки:

  • Как определить степень остротыα - основной задний угол;
  • β - угол заточки;
  • δ - угол резки;
  • γ - передний угол;
  • φ - основной угол в плане;
  • φ1 - дополнительный угол в плане;
  • α1 - дополнительный задний угол;
  • λ - угол уклона режущего края;
  • ε - угол около вершины резца.

Основной задний угол. Угол, выполненный между плоскостью резания и основной задней поверхностью резца. Снижает силу трения, которая появляется между заготовкой и задней поверхностью. Отвечает за качество обработки металла и на его износоустойчивость. Заданный угол обратно пропорционален плотности обрабатываемого материала.

Угол заточки. Угол, который находится между основной задней и передней плоскостью резца. Отвечает за остроту и прочность.

Передний угол. Угол, который находится между передней плоскостью и нормалью к поверхности резке в месте контакта передней плоскости с металлом. Снижает деформацию срезаемой заготовки, уменьшает усилие резки, облегчает вывод стружки, повышает теплоотвод. Заточка угла обратно пропорциональна твердости металлической заготовки.

Угол резки. Угол, который находится между передней плоскостью резца и поверхности резки.

Основной угол в плане. Угол, который находится между основной режущей кромкой и поверхностью металла. Отвечает за качество обрабатываемой плоскости заготовки, сохраняя скорость подачи и глубину реза. Качество угла обратно пропорционально, а устойчивость к поломке и появлению вибраций прямо пропорциональны размеру угла.

Дополнительный угол в плане. Угол, который находится между дополнительной задней плоскостью резца и поверхности металла. Отвечает за качество обработки плоскости металла (со снижением угла уменьшается шероховатость, повышается чистота).

Угол около вершины. Угол, который находится между основной режущей кромкой и дополнительной задней плоскостью. Качество прямо пропорционально размеру угла.

Дополнительный задний угол. Угол, который находится между дополнительной задней плоскостью и поверхностью, перпендикулярной поверхности резца и проходящей сквозь дополнительную режущую кромку. Снижает силу трения, которая появляется между дополнительной задней плоскостью и металлом.

Угол наклона режущего края. Отвечает за направление вывода стружки и задает геометрию контакта режущей кромки с металлом. Наклон угла определяет предназначение резца: отрицательный наклон – для чистовой резки, 10-12 градусов – для черновой резки, 20-30 градусов – для резки закаленного металла. Универсальные резцы имеют наклон режущего края равный нолю.

Виды и классификация токарных резцов

В соответствии с ГОСТ токарные резцы делятся на три главные группы:

  • с механическим крепежом пластин из твердого сплава, сверхтвердых металлов и керамики;
  • твердосплавные напайные строгальные и токарные;
  • строгальные и токарные с режущей кромкой из быстрорежущего материала.

Применяемые в машиностроении изделия разделяются по таким главным признакам на следующие группы.

По типу оборудования, где используются:

  • Токарные резцы по металлустрогальные;
  • токарные;
  • долбежные;
  • специальные;
  • револьверно-автоматные.

По виду сечения державки:

  • круглые;
  • квадратные;
  • прямоугольные.

По конструктивным показателям

Цельные. Головка сделана как одно целое со стержнем. Чаще всего эти резцы делаются из быстрорежущих металлов (для мелких резцов) или из инструментального углеродистого металла и используют редко.

С припаянными или приварными пластинами. Головка имеет припаянную или приварную пластину из твердого сплава или из быстрорежущего металла. Невыполнение технических условий при спайке пластин иногда может сопровождаться появлением трещин и дальнейшим разрушением. Имеют огромную сферу использования.

С механическим крепежом пластин. Пластина крепится механически в головке. Данный вариант очень полезен для пластин из металла, где в основе находится минералокерамика:

  • Державочные.
  • Регулируемые.
  • Сборные.

По виду обработки

Тип токарного резцаЧистовые и получистовые. Используются для чистовой обработки готовых изделий при небольшой скорости подачи и небольшой толщине снимаемого с болванки металла. Чаще всего этим инструментом является проходной резец.

Черновые. Используются для чернового резанья при высокой скорости порезке и большей толщине убираемой стружки. Характеризуется возможностью сохранять твердость во время нагрева и прочностью, а также повышенным теплопоглощением.

По виду установки касательно обрабатываемой плоскости

Тангенциальные. Во время обработки резец ставится под углом, различным от прямого, к оси обрабатываемой поверхности. Имеет сложную схему крепежа и применяется на станках, которые дают возможность создавать хорошую чистоту обрабатываемой поверхности (токарных автоматах и полуавтоматах).

Радиальные. Во время обработки резец ставится под прямым углом относительно оси обрабатываемой поверхности. Часто используется в промышленности, имеет упрощенную схему крепежа в станках, а также более удобную установку геометрических показателей режущей кромки.

По виду подачи

Левые. Основная режущая часть, повернутая к поверхности обрабатываемого металла, расположена с правой стороны.

Правые. Основная режущая часть, повернутая к поверхности обрабатываемого металла, расположена с левой стороны.

По креплению основной режущей части касательно стержня

Отогнутые. Ось проекции части в верхнем положении имеет выгнутую линию, а в боковой проекции – прямую.

Прямые. Ось проекции части в верхнем положении и боковой проекции имеет ровную линию.

Оттянутые. Размер головки меньше размера стержня. Головка находится на оси резца или смещена параллельно относительно ее в какую-либо сторону.

Выгнутые. Ось проекции части в верхнем положении имеет ровную линию, а в боковой проекции – выгнутую.

По способу обработки

Виды токарных резцовПодрезные. Используются для обработки плоскости металла на станках с поперечной подачей (обточка ступенчатых частей, обработка краев поверхностей). Характеристики подрезных моделей указаны ГОСТом 18871 73.

Проходные. Используются для обработки плоскости металла на станках с поперечной и продольной подачей (подрезка и обточка конических и цилиндрических заготовок, подрезка торцов). Точность соблюдения размеров и качество поверхности не считаются приоритетными. Характеристики проходных моделей указаны ГОСТом 18869 73, 18868 73, 18870 73.

Расточные. Используются для расточки и обработки углублений и выемок, глухих и сквозных отверстий. Номенклатура и характеристики отрезных моделей указаны ГОСТом 18872 73, 18873 73.

Отрезные. Используются для обработки плоскости металла на станках с поперечной подачей (проточка кольцевых канавок, отрезание заготовок). Номенклатура и характеристики отрезных моделей указаны ГОСТом 18874 73, 18884 73.

Резьбовые. Используются для нарезки внутренней и внешней резьбы квадратного, прямоугольного, округлого и трапецеидального сечения. По виду могут быть круглые, ровные и выгнутые.

Фасонные. Используются для обработки фасонных поверхностей сложной формы, снятия внутренних и внешних фасок заготовки.

По материалу изготовления рабочей части

Из твердых металлов:

  • ТТ 7 К 12, ТТ 8 К 6, ТТ 20 К 9 – тантало-вольфрамо-титанновые (применяются для обработки ковочных, жаропрочных и других труднообрабатываемых металлов);
  • Т 30 К 4, Т 15 К 6, Т 14 К 8, Т 5 К 10, Т 5 К 12 В – титановольфрамовые (применяются для обработки любых видов металлов);
  • ВК 2, ВК 3, ВК 3 М, ВК 4, ВК 6, ВК 6 М, ВК 8, ВК 8 В – вольфрамовые (используются для обработки цветных металлов и сплавов, заготовок из чугуна, а также неметаллических изделий).

Из быстрорежущего материала:

  • Р 18 Ф 2, Р 14 Ф 4, Р 9 Ф 5, Р 9 К 5, Р 18 К 5 Ф 2, Р 10 К 5 Ф 5, Р 6 М З – повышенной эффективности;
  • Р 18, Р 12 и Р 9 – нормальной эффективности.

Из углеродистого материала:

  • У 10 А и У 12 А – высококачественный углеродистый металл.

Как выбрать токарный резец

Выбирая модель, нужно руководствоваться такими основными правилами:

  • Выбор токарных резцовУзнать, с каким материалом будет работать резец, каким нагрузкам он будет подвержен, и какие операции по обработке вы станете производить;
  • Нужно определиться, что будет приоритетным показателем – качество обработки поверхности материала или точность выполнения геометрических размеров готовой детали. С учетом этого выбирается тип по геометрическим показателям и классифицирующим признакам.
  • Определить, как важно выполнение условия износоустойчивости резца и на протяжении какого времени она обязана сохраняться.

Ну, и в конце, как правильно заточить резец

Заточка делается как во время их изготовления, так и после долгого износа. Робота по заточке происходит на точильно-шлифовальных машинах с постоянным охлаждением. Сначала затачивается основная поверхность, после - задняя и дополнительная. Затем затачивают переднюю часть до образования ровного режущего края.

На любом станке для заточки токарных резцов находится два шлифовальных круга: из зеленого карбида кремния и из электрокорунда. Последний используется для обработки изделий из быстрорежущего материала, первый применяется для точки твердосплавных изделий. Для проверки заточки кромки есть специальные шаблоны.