Назначение токарных резцов: виды и особенности

О чем речь? Назначение токарных резцов определяется по их конструктивным особенностям. От материала, угла заточки, формы головки и направления резания зависит подбор инструмента для обработки.

На что обратить внимание? Некоторые резцы классифицируются по назначению. Выделяют проходные, резьбовые, расточные и сборные виды, внутри которых есть свои подгруппы. Также резцы должны быть виброустойчивыми, а способ стружколомания и геометрия пластины соответствовать материалу заготовки.

Назначение токарных резцов

Токарные резцы относятся к наиболее распространенным видам режущего инструмента, используемого для металлообработки. С их помощью формируют фасонные и цилиндрические поверхности деталей. Кроме того, назначение токарных резцов связано с нарезкой резьбы и отрезанием готовых изделий.

Грамотный подбор типа режущего инструмента для конкретных операций влияет на форму стружки, образующейся в процессе обработки металла. Важно, чтобы срезаемый слой материала (стружка) не создавал помех в процессе работы и угроз для безопасности.

Для разных видов производства и типов металлообрабатывающих станков предусматривается определенная форма стружки, которая позволяет оптимизировать показатели производительности труда.

Может складываться впечатление, что резец для токарных работ – это сравнительно простой инструмент. Тем не менее, при его выборе следует учитывать ряд критериев. Ниже перечислены основные требования к токарным резцам, соблюдение которых позволит обеспечить надлежащее качество металлообработки:

• Высокий уровень устойчивости державки к воздействию вибраций.
• Пластина инструментального материала должна иметь габариты, форму и вариант крепления соответствующие определенному виду обработки. Кроме того, следует учитывать конструкционные особенности и геометрию места для установки такой пластины.
• Вид саморазрушения стружки в ходе резания.

Перечисленные выше критерии влияют на качественные характеристики изготавливаемой детали и время, затрачиваемое на выполнение операции.

Резцы для токарных работ должны иметь размеры, обеспечивающие:

• стойкость режущего инструмента. Речь идет о максимальном сроке службы режущей части резца до максимального допустимого износа;
• стабильность изначальных настроек. Данное требование особенно важно при использовании режущего инструмента на станках автоматического типа;
• качество обрабатываемой поверхности;
• предотвращение возникновения высоких вибраций.

Идеальное соблюдение указанных выше требований выглядит нереальным. В связи с этим критерии оптимизируются с учетом конкретных изделий. Геометрические параметры резца должны обеспечивать соответствие готовой детали необходимым размерам и показателям шероховатости.

Конструкция токарного резца

Конструкция токарного резца состоит из режущей части (головки) и державки (для закрепления оснастки в резцедержателе станка). Указанные элементы могут быть выполнены в форме квадрата или прямоугольника. В первом случае стандарт размерного ряда токарного резца находится в пределах от 16х10 до 63х50 см, а во втором от 4х4 до 40х40 см.

Основным рабочим элементом режущего инструмента для токарных работ является головка. Ее режущие характеристики зависят от углов кромок. Рассмотрим основные углы головки:

• Главный задний: влияет на величину силы трения, время изнашивания резца и качество обработки.
• Главный передний: влияет на степень деформации металла заготовки в момент среза, усилие реза и скорость отвода тепловой энергии. Этот параметр должен быть обратно пропорционален показателю твердости обрабатываемого металла (с увеличением твердости материала главный передний угол головки резца уменьшается).
• Угол резания: находится между задней и передней поверхностями режущей части резца.
• Угол заострения: влияет на прочность и остроту инструмента.
• Основной в плане: влияет на толщину снимаемой стружки.
• Вторичный в плане: влияет на шероховатость обрабатываемой поверхности. Чем меньше этот угол, тем менее шероховатым будет готовое изделие.
• Вершина между кромкой резки и задней вспомогательной поверхностью головки. Влияет на прочность инструмента.
• Наклон режущей кромки: влияет на форму пятна контакта резца и поверхности заготовки.
• Задний вспомогательный: влияет на показатель силы трения.

Для изготовления всех конструктивных элементов токарного резца применяется одна и та же марка стали (рекомендованы твердые металлокерамические сплавы Т5К10 или их аналоги).

Классификация токарных резцов

Существует несколько видов режущего токарного инструмента, отличающихся с учетом формы режущей части, конструкционных особенностей, точности обработки и направления резания.

Классификация резцов по металлу по указанным выше параметрам выглядит следующим образом.

По форме режущей части (головки)

С учетом данного критерия выделяют 4 типа токарных резцов.

• Прямые: режущая часть и державка находятся на одной или на двух параллельных осях.
• Изогнутые: державка такого инструмента отличается изогнутой конструкцией.
• Отогнутые: резец имеет явный отгиб режущей части в одну из сторон.
• Оттянутые: режущая часть значительно уже в сравнении с державкой. У такого инструмента головка может быть оттянута вправо либо влево. Данный тип инструмента включает также и симметричные модели.

По конструкционным особенностям

По этому признаку выделяют 3 типа токарных резцов.

• Цельные. Данный тип режущего токарного инструмента целиком изготавливается из легированных и реже из инструментальных марок стали. Такие резцы отличаются высокой стоимостью, быстрым изнашиванием. Их нельзя применять для обработки твердых сплавов.
• Оснащенные твердосплавными напайками. Режущий инструмент данного типа устойчив к износу и имеет среднюю стоимость. Для напаек используются стали марок ВК8, Т5К10 и Т5К6.
• Со сменными пластинами из твердых сплавов. Наиболее дорогостоящий тип резцов. Замена пластины в данном случае производится, не снимая сам режущий инструмент.

По направлению резания

По данному признаку выделяют 2 типа токарных резцов.

• Правые: применяются наиболее часто. В ходе обработки металла подача таких резцов осуществляется справа налево. Чтобы определить данный тип инструмента, следует положить на его верхнюю поверхность ладонь правой руки. У правого резца режущая кромка будет находиться со стороны отогнутого большого пальца.
• Левые: резцы, подача которых в процессе металлообработки осуществляется слева направо. Соответственно, если на верхнюю поверхность режущего инструмента сверху положить ладонь левой руки, то отогнутый большой палец будет указывать на режущую кромку.

По уровню точности обработки

Различают 4 типа резцов по данному критерию.

• Обдирочные (черновые). Назначение черновых токарных резцов – грубая обработка заготовок.
• Получистовые. Обеспечивают средний уровень точности обработки металла.
• Чистовые. Применяются для операций, где необходима высокая точность обработки.
• Специальные. Назначение специальных токарных резцов – выполнение тонких технологических работ.

Виды токарных резцов по функционалу

Классификация токарных резцов по виду и назначению для большего удобства составлена с выделением отдельных подгрупп инструмента в зависимости от области, характеристик и типоразмеров.

Проходные токарные резцы

В эту группу входит большой перечень режущего инструмента для точения цилиндрических заготовок до необходимого диаметра, формирования ступеней заданной глубины и формирования фасок. Все проходные резцы разделяются на ряд подгрупп. Рассмотрим их подробнее.

Прямые: отличаются расположением державки и режущей части на одной или двух параллельных осях. Основное назначение: снятие слоев металла с цилиндрических заготовок. Проходные резцы имеют следующие стандарты по размерам и сечению:

• квадратные с размерами 2,5х2,5 см используются для специальных технологических операций;
• прямоугольные с размерами 2,5х1,6 см применяют для общих видов токарной обработки.

Габариты:

• для учебных задач: 1,6х1 см;
• для нестандартной обработки 2х1,2 см;
• стандартные 2,5х1,6 см;
• для изготовления продукции на заказ и штучных изделий 4х2,5 см.

Упорные отогнутые резцы. Их основное преимущество связано с возможностью срезания материала вдоль всей оси вращения. Благодаря такой особенности за один проход можно снять максимальную толщину «лишнего» металла. Размерная сетка такого инструмента в сантиметрах:

• 1,6х1;
• 2х1,2;
• 2,5х1,6;
• 3,2х2;
• 4х2,5.

Подрезные резцы. По внешнему виду напоминают отогнутые, но отличаются треугольной пластиной. Это позволяет осуществлять обработку деталей в направлении перпендикулярном вращению заготовки. Существует 3 стандарта по габаритам подрезных токарных резцов: 1,6х1, 2,5х1,6 и 3,2х2 см.

Отрезные резцы. В данную подгруппу входят виды режущего инструмента для обработки больших партий изделий с прямыми углами (гранями, плоскостями). Их отличительной особенностью является напаянная пластина из высокотвердых сплавов. Они могут быть лево-, или правосторонними. С помощью таких резцов часто формируют канавки требуемой глубины. Отрезные резцы оснащаются державками с 3 вариантами размеров:

• для учебных задач: 1,6х1 см;
• стандартные: 2х1,6 см или, реже 2х1,2 см;
• для изготовления единичных изделий на заказ: 4х2,5 см.

Резьбовые резцы

Это обширная категория токарного инструмента, которая включает 2 подгруппы, отличающиеся по особенностям обрабатываемой плоскости.

Резцы для наружных резьб. Для изготовления такого инструмента используется металлокерамика или закаленная сталь. Благодаря форме в виде копья резцы могут нарезать метрические и винтовые спиральные борозды требуемой глубины. Существует 2 стандарта размеров для данного инструмента: 2,5х1,6, 1,6х1 и 3,2х2 см.

Резцы для внутренней резьбы. Могут использоваться лишь для изделий, имеющих технологические отверстия большого радиуса. Отличительная особенность – змеевидная форма режущей части. Державки резцов для нарезания внутренней резьбы имеют существенную длину. Для работы с таким инструментом необходимы станки, оснащенные «гитарой». Существует 3 стандарта размеров для данного инструмента:

• 1,6 х 1,6 х 15 см;
• 2 х 2 х 20 см;
• 2,5 х 2,5 х 30 см.

Расточные резцы

Данная категория токарного инструмента включает две, принципиально отличающиеся подгруппы.

Расточные резцы для глухих отверстий. Для удобства заглубления они имеет треугольную режущую часть, загнутую в левую или правую сторону. Визуально расточные резцы для глухих отверстий схожи с подрезными. Основное отличие – размеры. Габариты наиболее часто используемых расточных резцов:

• 1,6х1,6х17 см;
• 2,5х2,5х30 см;
• 2х2х20 см.

Расточные резцы для сквозных отверстий применяются после сверления заготовок. Отличительной чертой представителей этой подгруппы является форма режущей части. Головка расточных резцов для сквозных отверстий имеет небольшое искривление и выполнена в соответствии с нормами ГОСТ 18882-73. Этот же стандарт определяет и габариты данного инструмента (соответствуют размерам расточных резцов для глухих отверстий).

Сборные

Отдельную группу составляют сборные токарные резцы, которые относят в категорию универсального инструмента. Их конструкция включает болтовой или винтовой зажим, а также может содержать особый фиксатор для установки различных пластин. Такой инструмент используется на токарном оборудовании с ЧПУ (программа в этом случае разрабатывается для контурного прецизионного точения и других нестандартных операций).

Часто задаваемые вопросы о назначении токарных резцов

Какие виды токарных резцов наиболее востребованы?

Самый популярный режущий токарный инструмент – это резцы с механическим креплением пластин. В сравнении с напайными моделями они имеют ряд технологических преимуществ. Сменные пластины оснащены несколькими режущими кромками, которые очень качественно заточены в заводских условиях. В случае износа одной кромки пластину переставляют в другое положение.

Для каких операций применяют канавочные резцы?

Назначение канавочных токарных резцов по металлу – формирование внутренних и наружных канавок. Преимущество такого токарного инструмента заключается в возможности выполнения операций по радиальной и осевой проточке.

Чем отличаются отрезные и канавочные токарные резцы?

Головка у отрезного резца более короткая и широкая, а режущая кромка канавочного располагается параллельно основной оси (определить этот момент можно, рассматривая резец на просвет).