Токарные резцы по металлу предназначены для резания металлических, синтетических и др. материалов. Они отличаются между собой по назначению, конструкции, направлению.

Состоят из двух частей:

• головки;
• державки.

Рабочая часть резца – головка, оснащается режущими пластинами, которые припаиваются к головке. Имеются конструкции, где используются накладные – сменные — они закрепляются механически к головке резца. Крепление на станке осуществляется путем зажима державки в резцедержателе. По конструкции головки подразделяются на прямые, отогнутые и оттянутые.

Конструкция головки

По конструкции режущей части головки токарные резцы могут быть с напайными и сменными пластинами, а также цельными.

По виду обработки токарные резцы классифицируются для:

• черновой обработки;
• получистовой обработки;
• чистовой обработки.

Типы резцов

По технологическому назначению токарные резцы делятся на:

1. Отрезные. Без них не обходится изготовление не одной детали. Эта группа может использоваться не только по своему прямому назначению – обработки торцевых элементов детали и отрезания готовой от заготовки, из куска которой она изготавливалась. Чаще всего в продаже можно встретить отрезные резцы классической формы. Каждый токарь применяет для себя наиболее удобные отрезные резцы на собственном токарном станке с применением накладных пластин.
2. Проходной используются для обработки вращающихся цилиндрических заготовок. Углы заточки инструмента могут варьироваться в зависимости от удобства токаря при обработки детали.
3. Подрезной применяется в обработке торцевых частей заготовки и создания уступов на внешней стороне изготавливаемой детали. При подрезке торцов подрезной резец удобнее вести от центра по направлению к наружной части заготовки. При этом способе подачи подрезной инструмент располагается к обрабатываемой поверхности так, что резку обеспечивают пластины длинной кромки. Когда подрезной инструмент подаётся от внешней части к оси вращения детали – работают режущие пластины короткой кромки. Результат обработки получается менее точным и чистым. Подрезной инструмент при использовании для подрезки торцов детали, закреплённой в центрах, используется только в случае, если задний центр будет заменён на полуцентр. Это необходимо для сохранения пластин. В противном случае, избежать их повреждений не удастся из-за контакта с полным задним центром.

1. Канавочный резец имеет меньшую толщину режущей кромки, чем отрезные. При вытачивания широкой, но неглубокой канавки канавочный могут заменить отрезные резцы. Канавочный инструмент изготавливается двух видов – прямой и отогнутый. Режущая их кромка подбирается в соответствии с необходимой шириной канавки. Особенность канавочного состоит в том, что высота головки значительно превышает высоту режущей кромки. Эта особенность конструкции повышает прочность, благодаря чему канавочный токарный резец с тонкой режущей кромкой способен выдерживать большие нагрузки.
2. Расточные применяются для проделывания глухих и сквозных отверстий без применения сверлильного оборудования. Отверстия, выполненные при помощи резцов, имеют большую точность. Для выполнения закрытых и сквозных отверстий используются различные виды.
3. Резьбовые. Для нарезания резьбы на внутренней и внешней поверхности детали применяются инструменты, отличающиеся по ширине и виду рабочей головки. Для работы на токарном станке не всегда достаточно использовать резцы классической формы и правильно установить деталь. Виды резьбы, выполняемой на токарном оборудовании, имеют различные углы, что подразумевает большой спектр пластин, которые затачиваются под разным углом. Виды внутренних и внешних резьб производятся по разной технологии. Чтобы работа была наименее трудоёмкой, лучше использовать правильно выбранный для конкретной операции инструмент. Более удобно выполнять резку, если углы режущей кромки и необходимого угла наклона резьбы совпадают. Для этого необходимо самостоятельно заточить режущие пластины. Углы заточки большинства резцов соответствуют 60⁰. При необходимости изменить углы головки, если она не относятся к разряду неперетачиваемых, можно на заточном станке.

Геометрия резца

Резец состоит из головки и державки (круглого или прямоугольного стержня). Головка имеет несколько поверхностей: переднюю, заднюю, режущие кромки и вершину.

Основные части

По передней плоскости сходит стружка во время точения детали. Задняя делится на 2 поверхности: основную и вспомогательную, а пересечения этих поверхностей дает 2 режущие кромки: главную и вспомогательную.

В 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.

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:

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

Чистовые 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

Подрезные. 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.

Выбирая модель, нужно руководствоваться такими основными правилами:

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.

Онлайн учебник

Токарное дело

Части резца и элементы его головки

Резец (рис. 4) состоит из головки, т. е. рабочей части, и тела, служащего для закрепления резца.

Поверхностям и другим элементам головки резца присвоены следующие названия.

Передней поверхностью резца называется та поверхность, по которой сходит стружка.

Задними поверхностями резца называются поверхности, обращенные к обрабатываемой детали, причем одна из них назыеае пся главной, а другая вспомогательной.

Рис. 4. Части резца и элементы его головки

Режущими кромками резца называются линии, образованные пересечением передней и задних поверхностей его. Режущая кромка, выполняющая основную работу резания, называется главной. Другая режущая кромка резца называется вспомогательной.

Из рис. 4 видно, что главной задней поверхностью резца является поверхность, примыкающая к его главной режущей кромке, а вспомогательной - примыкающая к вспомогательной режущей кромке.

Вершиной резца называется место сопряжения главной и вспомогательной кромок. Вершина резца может быть острой, плоскосрезанной или закругленной.

Основным режущим инструментом то­каря является резец. Рабочая часть резца имеет форму клина - простей­шего орудия, известного человеку еще с древних времен. Усилия, прило­женные к клину, по закону механики значительно увеличиваются на его ра­бочих поверхностях. Когда величина давления на клин превысит силу сцеп­ления частиц материала, происходит расцепление материала. Работа рез­ца имеет много общего с работой клина.

Резец (рис. 7) состоит из двух частей: головки, т. е. режущей части, и стерж­ня (тела), которым резец закрепляется в резцедержателе.

Головка имеет следующие элементы: переднюю поверхность, по ко­торой сходит стружка; задние поверхности (главная и вспомогательная), обращенные к об­рабатываемой заготовке; режущие кромки: главную (об­разованную пересечением передней и главной задней поверхностями), вспо­могательную (образованную пересече­нием передней и вспомогательной зад­ней поверхностями); вершину резца - место сопряже­ния главной и вспомогательной режу­щих кромок.

Вершина резца может быть острой или закругленной.

Для того чтобы обеспечить необходи­мую режущую способность инструмен­та, получить требуемую точность и ка­чество поверхности детали, высокую производительность труда, необходимо правильно выбрать геометрию резца, т. е. величины углов и форму передней поверхности.

К основным углам резца (углам рабо­чего клина) относятся (рис. 8): перед­ний угол у (гамма), главный задний угол а (альфа), угол заострения Р (бе­та) и угол резания 6 (дельта). Передний угол у служит для облегче­ния процесса образования и схода стружки. В зависимости от прочности и твердости обрабатываемого материа­ла, а также материала режущей части резца и других факторов передний угол может быть от 0 до 30°. Главный задний угол а служит для уменьшения трения между резцом и поверхностью заготовки, назначается в пределах 6-12°.

Углом заострения (3 называется угол между передней и задней поверхностя­ми резца.

Углом резания б называется угол меж­ду передней поверхностью резца и плоскостью, касательной к поверхно­сти резания (это сумма углов а + р). Углами в плане называются углы меж­ду кромками резца и направлением по­дачи (рис.9). Величина углов в плане <р и фі влияет на стойкость резца и каче­ство обработанной поверхности. Число­вые значения углов рабочего клина и углов в плане резца принимаются по справочным таблицам в зависимости от условий обработки. Подробные сведения о геометрии резца приведены в главе 17.

Современные производители станочного оборудования предлагают различные образцы агрегатов, которые находят свое применение в различных отраслях промышленности и производства. Изготовление мебели - сложный процесс, в котором без специальных устройств не обойтись. …

По закону сохранения энергии энергия, затраченная на процесс резания, не может исчезнуть: она превращается в другой вид -в тепловую энергию. В зоне резания возникает теплота ре­зания. В процессе резания больше …

Особенностью современного техниче­ского прогресса является автоматиза­ция на базе достижений электронной техники, гидравлики и пневматики. Главными направлениями автоматиза­ции являются применение следящих (копировальных) устройств, автомати­зация управления станками и контроля деталей. Автоматическое управление …

На обрабатываемой заготовке можно выделить три поверхности: обработанную , обрабатываемую и поверхность резания (см. рис.4.3). Знание этих поверхностей необходимо для того, чтобы дать определение основным элементам рабочей части инструмента.

Токарный прямой проходной резец состоит из рабочей части и стержня. Стержень имеет прямоугольную (квадратную) форму поперечного сечения и служит для крепления резца в резцедержателе. Рабочая часть служит для срезания стружки, на ней заточкой образуют поверхности и лезвия, показанные на рис.4.5.

По передней поверхности режущего инструмента 1 сходит стружка в процессе резания. Главная задняя поверхность 2 – поверхность, которая обращена к поверхности резания. Вспомогательная задняя поверхность 3 обращена к обработанной поверхности заготовки.

Главное режущее лезвие инструмента 4 получается пересечением передней и главной задней поверхностей, а вспомогательное режущее лезвие 5 – пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей.

Вершина резца 6 – точка пересечения главного и вспомогательного режущих лезвий. Вершина может быть острой или закругленной.

Углы токарного резца в статик е

При рассмотрении углов рабочей части (головки) резца различают следующие координатные плоскости (рис.4.6): основную плоскость, плоскость резания и главную секущую плоскость.

Основная плоскость 1 – плоскость, проходящая через рассматриваемую точку режущего лезвия, параллельно направлению воображаемой продольной и поперечной подач, т.е. при V = 0 и S = 0. В общем же случае, когда V ≠ 0 и S ≠ 0, основной плоскости дают следующее определение: основная плоскость – плоскость проходящая через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно вектору скорости главного или результирующего движения в этой точке.

Рис.4.6. Координатные плоскости при определении углов резания.

Плоскость резания 2 – проходит через главное режущее лезвие резца, касательно к поверхности резания заготовки;

Главная секущая плоскость 3 – плоскость перпендикулярная проекции главного режущего лезвия на основную плоскость.

Различают также вспомогательную секущую плоскость – плоскость перпендикулярную проекции вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость.

Углы резца, измеренные в главной секущей плоскости, называются главными:

Главный передний угол γ – угол, измеренный в главной секущей плоскости, между передней поверхностью и основной плоскостью; угол γ может быть как отрицательным, так и положительным.

Главный задний угол α – угол, измеренный в главной секущей плоскости, между плоскостью резания и главной задней поверхностью;

Угол заострения β – угол, измеренный в главной секущей плоскости, между передней и главной задней поверхностями.

Угол резания δ – угол, измеренный в главной секущей плоскости, между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

В основной плоскости измеряют углы в плане:

Главный угол в плане φ – угол между проекцией главной режущей кромки на ОП и направлением подачи (для проходного – подача продольная, для отрезного и подрезного – поперечная).

ε- угол при вершине в плане.

Вспомогательный угол в плане φ 1 – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, обратным направлению подачи.

Угол наклона главного режущего лезвия λ – угол между главным режущим лезвием и основной плоскостью.

Угол λ может быть положительным, равным 0 и отрицательным, от этого зависит направление схода стружки. Если λ < 0 – стружка сходит в направлении подачи (продольной). Если λ = 0, то стружка сходит по оси резца. Если λ > 0, то стружка сходит в направлении, обратном направлению подачи. Это особенно при обработке на токарных автоматах: стружку необходимо отводить так, чтобы она не мешала работе инструментов в соседних позициях автомата.