Токарные резцы по металлу: виды и назначени

Назначение и виды токарных резцов по дереву

Резец по дереву – предназначен для ручных видов обработки вращающихся деталей на токарном станке.

Конструкционные особенности

Чтобы иметь представление из чего можно сделать резцы по дереву для токарного станка необходимо ознакомиться с его конструкцией, которую формируют две основные части: рабочая (металлическая) и ручка (как правило деревянная).

При этом, рабочая часть разделяется на несколько элементов и состоит из:

• режущей части (лезвия) – посредством нее выполняется затачивание, она является основным элементом, участвующим при обработке заготовки;
• тела – представляет собой основную конструкцию, которая необходима регулирования токарем инструмента;
• хвостовика – зауженной части, которая плавным образом соединяется с телом. На хвостовике осуществляется крепление ручки.

Ручка, в свою очередь, также делиться на две части и состоит из:

• основы – большой части, которая необходима для удержания токарь инструмента;
• шейки – маленькой цилиндрической части с металлическими крепежными кольцами, которые предотвращают поломку рукояти в процессе ее набивания на рабочую часть.

Виды резцов

Исходя из того, какой вид обработки планируется выполнять, подбираются соответствующие токарные резцы по дереву с различной конфигурацией, чем более сложным будет обрабатываемая деталь, тем более изощренной конструкцией они должны обладать. Благодаря конструкции определяется специфичность заточки лезвия.

При изготовлении резцов своими руками должны быть правильно выдержаны стандартные размеры и конфигурация. Под определенную обработку, используется специальные резцы по дереву, которые могут быть отрезными, подрезными, расточными и фасонными.  Каждый мастер может располагать своими особенными, эксклюзивными, узкоспециальными токарными инструментами, которые предназначены для определенных задач.

Однако зачастую мастерами и любителями токарного дела применяются только два основных вида резцов – рейер и мейсель.

Рейер – применяется для грубых, черновых, первоначальных видов обработки заготовок. Конструктивная особенность таких видов инструментов – это наличие лезвия полукруглой формы. Для его изготовления применяется толстая пластина или желобок с полукруглым сечением. При помощи рейера деревянным заготовкам легко придавать приблизительное очертание подобно готовому изделию.

Мейсель – используется для чистовых видов обработки заготовок, придания ним окончательных форм. При помощи него также можно отрезать изделие от оставшейся части изделия. Мейсель схож по форме с таким инструментом как нож-косяк (чем-то напоминая пластину, у которой косое лезвие с двумя гранями, заточенными под одинаковым углом).

Прочие виды токарных резцов по дереву относятся к фасонным. К самым популярным среди них можно отнести:

• стамеску-скребок – позволяет выравнивать цилиндрические поверхности на заготовках. Имеет схожую форму с прямой стамеской, у которой односторонняя заточка;
• гребенку – используется при выполнении резьб и нанесении декоративного оформления (узоров);
• крючковые – позволяют вытачивать в заготовке плоскости;
• кольцевые – используются для тех же операций, что и крючковые;
• для грубых видов обработки – выглядят как треугольное лезвие. Позволяют придавать заготовкам цилиндрическую форму. Такие виды наиболее безопасны среди прочих, поскольку имеют имеют наименьшую площадь соприкасания с поверхностью заготовки.

Скребок

Крючок

Изготовление резцов своими руками: пошаговое руководство

Главное – использовать только инструментальную сталь, обладающую достаточно высокими эксплуатационными характеристиками.

Подбор необходимой конфигурации напильников или рашпилей

Выбор этих деталей будет проще, если владелец заранее знает точно, какие перед ним стоят задачи. После этого длину, форму и размер подобрать не составит труда. Здесь дают несколько советов.

• Если требуется опилить до 5-10 мм толщины – лучше останавливаться на номере насечки 0 или 1.
• Точность обработки должна находиться в пределах 0,01-0,02 мм.
• По длине выбирать приспособления гораздо проще.

Главный ориентир – габариты поверхности, которую требуется опилить. Чем этот параметр больше, тем крупнее должно быть и само приспособление.

Можно воспользоваться специфической формулой, чтобы расчёт был точнее. К длине поверхности изделия прибавляем 15 см. Получим значение, которое и будет длиной рабочей поверхности напильника, рашпиля. Главное – чтобы работая, инструмент проводили по всей заготовке.

Крепление режущих частей

Самодельные инструменты делают также, что и профессиональные. Оптимальное решение – саморезы и винты. Чем качественнее изделие – тем лучше.

Особенности упорных, подрезных и отрезных

Упорный инструмент может иметь прямой или отогнутый рабочий элемент. Этот инструмент может использоваться для обработки цилиндрических заготовок из металлического сплава. Многие специалисты часто пользуются снастью этого типа.

Подрезные резцы с внешней стороны имеют сходные черты с проходными. Только у первого инструмента треугольная режущая пластина. Она имеет в своем составе твердый металлический сплав.

Инструмент отрезного типа стал наиболее распространённым. С помощью таких снастей можно отрезать материал под прямыми углами.

Кроме этого их применяют для проделывания всевозможных высечек на металлической детали.

Особенность этого типа состоит в том, что он обладает тоненькой ногой с припаянной на нее твердосплавной пластинкой.

Токари пользуются резаками и других разновидностей

• Чтобы нарезать внешнюю и внутреннюю резьбу;
• Обрабатывать сквозные и глухие отверстия.

Любой тип токарного инструмента имеет свои особенности и назначение.

Как выбрать токарный резец

Выбирая модель, нужно руководствоваться такими основными правилами:

Узнать, 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.

Особенности конструкции резца токарного по металлу

Конструкция элемента состоит из державки резца, благодаря которой фиксируется инструмент на станке, и рабочей головки, что непосредственно обрабатывает поверхность заготовки. Державка может иметь квадратное или прямоугольное поперечное сечение. Рабочая часть инструмента сформирована из нескольких смежных плоскостей и режущих кромок. Их угол затачивания зависит от характеристики обрабатываемого материала и вида обработки.

Для достижения заданных параметров детали происходит движение закрепленных в станке резца и заготовки относительно друг друга

Рабочая головка может быть цельной или с приварными или припаянными пластинами. Новинкой являются резцы по металлу для токарного станка со сменными пластинами. Первый вариант представлен цельным с державкой элементом. Такой инструмент может быть изготовлен из специальной высокоуглеродистой инструментальной или быстрорежущей стали. Но такие резцы используются крайне редко.

Преимущественно для металлообработки на токарном станке используются резцы с приварными или припаянными пластинами. Изготавливается инструмент из быстрорежущей стали или твердого сплава, в составе которого присутствуют металлы: титан, вольфрам и тантал. Он отличается высокой прочностью и ценовой политикой. Данный токарный инструмент может быть использован для обработки изделий из цветных металлов, чугуна, любой стали и неметаллических материалов.

Очень часто при обработке материала используются резцы токарные со сменными пластинами. В отличие от предыдущего варианта пластина крепится к головке механически с помощью специальных прижимов или винтов. Инструмент удобен в дальнейшей эксплуатации, если пластина изготовлена из минералокерамики, что существенно увеличивает стоимость резца со сменными пластинами.

Разновидность резцов токарных по металлу со сменными пластинами

Рабочая часть для резца станка токарного может быть изготовлена из твердого сплава (танталово-вольфрамо-титанновые, титановольфрамовые, вольфрамовые), быстрорежущей стали (повышенной или нормальной эффективности), углеродистой стали высокого качества. Резцы могут быть использованы для таких типов токарных станков, как строгальные, токарные, долбежные, револьверто-автоматные и специальные.

Классификация резцов для токарной обработки

Существуют государственные стандарты, в которых описывается классификация токарных резцов. Одной из классификаций является разделение по типу обработки металлических поверхностей:

1. Грубая обработка — черновая.
2. Чистовое обрабатывание.
3. Проведение высокоточных операций.
4. Получистовая очистка.

Существует разделение по виду материала, из которого делают рабочую часть оснастки. Отдельная классификация касается целостности конструкции оснастки:

1. Цельные приспособления. Представляют собой оснастку для токарных станков, изготавливаемую из легированной стали. Редко встречаются модели, изготовленные из инструментальной стали.
2. Приспособления с дополнительными пластинами. Они делаются на заводе из разных видов твердых сплавов, металлов.
3. Модели со съёмными пластинками. Закрепляются на державке с помощью винтов. Редко используются во время серийной обработки металлических деталей.

Главной классификацией считается разделение приспособлений на отдельные виды по форме, конструкции. О них нужно поговорить отдельно.

Классификация резцов

Прямые проходные

Используются для наружной обработки заготовок из стали. Размеры:

• прямоугольные державки — 25х16 мм;
• квадратные державки — 25х25.

Резец токарный проходной с частью, закрепляемой в суппорте квадратного сечения. Используется при проведении особых штучных операций.

Отогнутые проходные

Специальная оснастка, у которой рабочая часть согнута в левую или правую сторону. Применяются для торцевания деталей. С их помощью удобно снимать фаски. Существует три разновидности отогнутых резцов:

1. Тренировочная оснастка — 16×10 мм.
2. Наиболее популярный размер — 25х16 мм.
3. Заказные модели — 40х25 мм.

Редко встречаются размеры удерживающей части 32х20, 20х12 мм.

Упорные проходные

Приспособления бывают с прямым и отогнутым рабочим элементом. Предназначены для работы с деталями цилиндрической формы. Форма плюс правильная заточка позволяют быстро снимать большинство излишков с рабочей поверхности заготовки. Размеры державок у упорных проходных приспособлений — 16х10–40х25 мм.

Отогнутые подрезные

Представляют собой оснастку похожую на проходную. Однако, есть различие по форме режущей кромки. Она треугольная, что позволяет делать более качественную обработку. Размеры удерживающей части — 16х10–32х20 мм.

Отрезные

Популярные приспособления, которые применяются при разрезании металлических заготовок. На месте реза образуется угол 90 градусов. С его помощью создают пазы, выемки на деталях. Отрезная оснастка представляет собой державку с закреплённой пластиной из твердого сплава металлов. Размеры удерживающей части — 16х10–40х25 мм.

Работа с отрезным резцом

Резьбонарезные для внешней резьбы

Данные приспособления применяются, когда нужно сделать резьбу снаружи металлических заготовок. Инструмент состоит из удерживающей части с закреплённым на ней копьевидными пластинками.

Резьбонарезные для внутренней резьбы

Приспособления применяются для нарезания резьбы в просверленных отверстиях. Приспособление состоит из удерживающего элемента квадратного сечения. От её размера зависит то, на какую глубину можно будет нарезать резьбу. Чтобы использовать резьбонарезные приспособления, на промышленном оборудовании должна быть установлена гитара.

Расточные для глухих отверстий

Расточные инструменты оборудуются согнутой на бок рабочей частью. Сверху напаивается режущая треугольная пластинка. От того насколько изменяется длина части, закрепляемой в суппорте, зависит размер отверстия, которое подлежит расточке.

Расточные для сквозных отверстий

Это оснастка для промышленного оборудования. Она применяется для расточки отверстий, созданных сверлением. От того, какая длина у части, закрепляемой в суппорте, зависит глубина обработки отверстий. Элемент с режущей кромкой имеет отогнутую головку. Толщина материала, которую снимает режущая кромка, практически равна изгибу. Максимальная длинна удерживающей части — 300 мм.

Расточные токарные резцы

Сборные

Выполняют разные технологические операции. Конструкция позволяет закреплять на державке разные твердосплавные пластинки. Наличие нескольких рабочих элементов позволяет увеличить универсальность приспособления. Резцы, которые собираются из разных пластин, закрепляются в шпинделях оборудования, управляемого системой ЧПУ. Сборными приспособлениями обрабатывают отверстия, делают контура, выбирают канавки.

Государственные стандарты

Актуальными на сегодня остаются принятые в СССР технические регламенты на металлорежущий инструмент. Для канавочных резцов с твердосплавными напаянными пластинами параметры и геометрию определяет ГОСТ 2209-82 или его более поздняя версия ГОСТ 2209-90. В них представлена исчерпывающая информация о геометрии, износостойкости и методиках проверки качества материала.

Резцы токарные отрезные должны соответствовать ГОСТ 18874-73.

В нем описаны конструкционные особенности, размеры и геометрия инструментов из быстрорежущей стали, их маркировка. Регламенту почти полвека, а его активно эксплуатируют, что говорит об активном использовании морально устаревшего и изношенного станочного парка на большинстве производств. Последние изменения вносились в ГОСТ 18874-73 в 1985 году, за это время кардинально изменились технологии и материалы для резцов. Инструменты для наружных канавок соответствуют ГОСТ 18885-73, ситуация аналогична вышеописанной, современные канавочные резцы могут кардинально отличаться от стандарта, обеспечивая лучшее качество и быстроту реза.

В целом, стандарты с полувековой историей не могут быть эффективными. За это время технологии серьезно изменились, но обновление парка станков крайне затратное дело, поэтому резцы по старым ГОСТам еще долго будут востребованы и нужны. Современное же производство с высокотехнологичным оборудованием опирается на другие критерии подбора инструментов для токарной обработки металла.

Сборные

Отдельного рассмотрения заслуживают виды и назначение токарных резцов по металлу так называемого универсального типа. В их конструкции предусмотрен зажим или болтовой, или винтовой, или даже более специфический фиксатор, позволяющий устанавливать самые разные пластины, меняя их по мере необходимости. Таким образом можно обрабатывать детали под всеми нужными углами, контролируя скорость проведения технологической операции, точность снятия металла и другие параметры. Свое применение эти инструменты находят в производственных комплексах с ЧПУ, программное управление которого пишется для контурного прецизионного точения и решения иных, столь же нестандартных задач.

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.

Совет! Не рекомендуется эксплуатировать резец до полного затупления режущей кромки.

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.

Важно!
Зазор между подручником и абразивным кругом допускается не более 3 мм.

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.

Проходные упорные отогнутые резцы

Ошибочно считать, что отогнутая часть резцов данного типа – это важнейшая конструктивная особенность. Они также могут быть прямыми! Для обозначения изделий не обязательно упоминать все нюансы их формы. Достаточно сказать, что они являются проходными упорными!

Проходные упорные отогнутые резцы

Этот тип токарных инструментов является самым универсальным и востребованным. Именно с их помощью производится резка или точение металлических заготовок, имеющих форму цилиндров. Резец подается вдоль оси вращения. При должной заточке и мастерстве специалиста он способен снимать внушительный слой стали.

Резцедержатели для подобных инструментов выполняются в следующих типоразмерах (мм):

• 16×10,
• 20×12,
• 25×16,
• 32×20,
• 40x

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.

Классификация

Расточные резцы по возможности обработки материалов классифицируют на два вида:

• Быстрорежущие модели рассчитаны на легкие материалы, такие как фторопласт, алюминий, текстолит.
• На более прочные и тяжелые материалы рассчитаны монолитный и твердосплавный варианты. Так, они подходят для стали (сырой, каленой, нержавеющей), бронзы и др.

Кроме того, существуют модели с механически закрепленным либо напаянным алмазом. Для данных вариантов материал режущей части представлен алмазом, а стержень состоит из стали.

Еще два типа рассматриваемых инструментов выделяют по назначению:

• Расточной резец для глухих отверстий помимо обработки внутренних стенок отверстий рассчитан на проточку и шлифовку дна. К тому же данные модели называемые упорными, подходят для расточки ступенчатых отверстий.
• Проходные варианты представлены расточными резцами для работ со сквозными отверстиями и цилиндрическими деталями.

Наконец, рассматриваемые инструменты дифференцируют по форме державки на квадратные, прямоугольные и круглые. Наиболее оптимальными считают варианты второго типа ввиду простой установки и удобной заточки.

Следует отметить, что существуют модели со сменными пластинами. Они укомплектованы запасными частями для смены изношенных пластин.