Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Резцы для токарной обработки металлов

Резцы для токарной обработки металлов

Качество и производительность обработки на токарно-винторезных станках зависит от того, соответствует ли режущий инструмент обрабатываемой заготовке. Для точения дерева, пластиков, металлов используются разные виды резцов. Опасность неправильного выбора состоит в высокой вероятности порчи резца, деформации ходовых винтов, поломки шпинделя. Токарные резцы по металлу различаются размерами, формой, твердостью режущей кромки и другими параметрами. Чтобы выбрать правильный инструмент и режим обработки, необходимо хорошо ориентироваться в его классификации.

Технические особенности

Любые резцы для токарного станка по металлу обладают двумя составными частями:

  • Рабочий элемент, с помощью которого производится обработка металлической поверхности.
  • Державка, которая позволяет закреплять приспособление на токарном станке.

Рабочий элемент состоит из режущих кромок и нескольких плоскостей. Угол заточки кромок находится в зависимости от характера обработки и материала, из которого сделаны заготовки. Державка может быть прямоугольной и квадратной формы:

По конструкции все токарные резцы делятся на следующие разновидности:

  • Прямые — приспособления, у которых рабочий элемент и держатель установлены на одной или паре параллельных осях.
  • Гнутые резцы по металлу.
  • Отогнутые — у такого приспособления рабочий элемент отогнут от оси держателя.
  • Оттянутые — ширина державки у этого приспособления больше, нежели ширина рабочего элемента.

Геометрические параметры токарных резцов

При выборе токарного резца следует учитывать целый ряд требований, обеспечивающих высокую производительность и точность обработки. Это

  • материал режущей части резца;
  • геометрия режущей части;
  • прочность и виброустойчивость державки и режущих кромок;
  • форма и размеры пластинки инструментального материала;
  • способ и конструкция крепления пластинки инструментального материала (если используются пластины с механическим креплением);
  • способ стружколомания;
  • размеры, шероховатость, геометрия и конструкция гнезда для крепления пластины инструментального материала.

Все перечисленные факторы определяют выбор оптимальных режимов резания – глубины, подачи и скорости.

Главными критериями выбора геометрических параметров резца являются:

  • стойкость инструмента (время образования на его задней или передней поверхности допустимой величины площадки износа);
  • размерная стойкость инструмента (допустимое изменение его настроечного размера);
  • поддержание заданной шероховатости обработанной поверхности;
  • уменьшение амплитуды автоколебаний в ходе рабочего процесса.

При выборе резца следует учитывать такие параметры, как его углы. Они измеряются в секущих плоскостях и обозначаются греческими буквами.

К основным углам относятся главный задний угол, передний угол, угол заострения и угол резания. Все они находятся в главной секущей плоскости — перпендикулярной главной режущей кромке и основной плоскости.

Главным задним углом (его принято обозначать буквой «альфа») называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Его назначение — уменьшение трения задней поверхности резца о заготовку. Увеличение заднего угла вызывает уменьшение угла заострения, что влечет за собой снижение прочности лезвия и увеличение шероховатости обрабатываемой поверхности. Уменьшение заднего угла, в свою очередь, повышает трение, что ускоряет износ резца и снижает качество обработки.

При обработке твёрдых материалов величины задних углов снижаются, а при работе с более мягкими — увеличиваются. Рекомендуемые значения главного заднего угла зависят от типа резца и указываются в таблицах.

Угол между передней и главной задней поверхностями резца (обозначается буквой «бетта») называется углом заострения.

Передний угол («гамма») — это угол между передней поверхностью резца и плоскостью, проведенной через главную режущую кромку перпендикулярно к плоскости резания.

Назначение переднего угла — уменьшить деформацию срезаемого слоя и облегчить сход стружки. Увеличение угла облегчает процесс резания и позволяет снизить усилие подачи резца, но прочность режущего клина снижается. Отклонение величины переднего угла всего на 5 градусов от рекомендуемых оптимальных значений может вызвать снижение стойкости резцов почти в три раза. Уменьшение переднего угла повышает стойкость резцов.

И наконец, угол резания («дельта») — угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Кроме того, существуют вспомогательный задний угол, главный угол в плане, вспомогательный угол в плане, угол при вершине резца и угол наклона главной режущей кромки.

Вспомогательным задним углом называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости. Этот угол измеряется на вспомогательной секущей плоскости, перпендикулярной к вспомогательной режущей кромке и основной плоскости. Аналогично главному заднему углу он обозначается как «альфа1».

Угол между главной режущей кромкой и направлением подачи называется главным углом в плане и обозначается буквой «фи». Его назначение – изменять соотношение между шириной и толщиной среза при постоянных глубине резания и подаче. При уменьшении угла повышается прочность вершины резца, но силу приложения приходится увеличивать. При этом повышается трение об обрабатываемую поверхность и возникают вибрации. Выбор величины главного угла в плане зависит от условий обработки,, конструкции резцов и особенностей крепления пластин. Значение угла «фи» может быть 90, 75, 63, 60, 50, 45, 35, 30, 20, 10 градусов, что позволяет подобрать угол , наиболее соответствующий конкретным условиям.

Читать еще:  «Тепловые явления. Агрегатные состояния вещества»

Резцы с малыми углами от 10 до 20 градусов применяются при обработке массивных деталей на тяжелых станках. Нежесткие изделия обрабатывают под углами 60-75 градусов, а угол 90 градусов применяется при наличии на заготовке ступеней с торцами.

Вспомогательным углом в плане называется угол между вспомогательной режущей кромкой и направлением подачи (по аналогии обозначается «фи1»). Уменьшение угла снижает шероховатость обработанной поверхности.

Угол, образованный пересечением главной и вспомогательной режущих кромок, называется углом при вершине. Его значение обозначается буквой «эпсилон».

Главная режущая кромка резца может иметь различные углы наклона с линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.

Угол наклона режущей кромки обозначается буквой «ламбда». Изменение этого угла позволяет управлять направлением схода стружки и условиями контакта резца с заготовкой. Значения 12-15 градусов следует применять при черновой обработке и прерывистом резании с ударами. При точении закаленной стали значение «ламбды» следует принять от 25 до 35 градусов. При чистовой обработке детали используются резцы, угол наклона режущей кромки которых меньше или равен нулю.

Типы режущего инструмента для токарного станка

Режущий инструмент разных видов имеет свои технические характеристики и параметры. Это обусловлено тем, что различные типы металлообрабатывающего инструмента предназначены для резки разных форм, в разных условиях, с разной интенсивностью. Если это единичное или массовое производство тоже могут подбираться оптимальные типы инструмента.

Классификация режущего инструмента регламентируется ГОСТами, нормативными и отраслевыми стандартами, включает группировку инструмента:

  • по типу обработки поверхности: первичная черновая, получистовая и чистовая обработка поверхностей на станках;
  • по тому, как направлено движение подачи: слева, справа;
  • по конструкции токарного резца: с заменяемой твердосплавной пластиной, механически закрепленной на рабочей головке путем припаивания или сварки; не составные цельные режущие, имеющие кромку из быстрорежущего материала;
  • по форме резца: прямые, отогнутые, изогнутой формы и пр.

В зависимости от предстоящей работы мастер подбирает оптимальный вид режущего инструмента, учитывая следующие параметры: объем работы, необходимые процедуры, глубину обработки детали, угол, под которым придется работать и прочие параметры. При создании деталей в массовом порядке режущий инструмент может проектироваться для каждой конкретной детали.

Как выглядит токарный резец

Любой режущий инструмент для токарных станков по металлу, независимо от его назначения, имеет две составные части: державки для фиксации резца в резцезажимном агрегате на станке и рабочая часть инструмента – головка, при помощи которой осуществляется резка. Рабочая головка резца имеет несколько граней-поверхностей и несколько режущих кромок. Державка может иметь поперечное сечение в форме квадрата или прямоугольника.

По форме выделяются следующие разновидности режущего инструмента:

  • Прямые режущие инструменты, у которых тело инструмента и его рабочая часть как бы находятся соосно, либо на параллельных друг другу осях.
  • Резец с изогнутой осевой линией. Металлообрабатывающий инструмент может быть изогнут вниз или вверх. Примерный угол загиба и форма инструмента показаны на рисунке ниже.
  • Инструмент с отгибом рабочей головки или отогнутый резец. Осевые линии режущей части и тела инструмента при этом могут совпадать, а все тело режущего инструмента изгибается влево или вправо.
  • Режущий инструмент «оттянутого» типа. Такой резец отличается тем, что ширина режущего края меньше ширины тела инструмента, режущая головка получается будто оттянута от державки. Осевые левые линии режущего края и тела инструмента при этом могут совпадать, либо может быть смещение оси головки относительно оси державки влево или вправо, как это обозначено на рисунке.

Как используются резцы в токарном и строгальном процессе

В токарных и строгальных работах мастера применяют разные виды металлорежущих инструментов, в зависимости от поставленной задачи. Чтобы оформить сложную деталь нестандартной формы, необходимы фасонные модели. Для работы с металлическими изделиями цилиндрической формы пригодятся прямые проходные токарные детали. Подрезные и отрезные типы резцов применяют в токарном процессе, чтобы подрезать изделие под разным углом: острым или прямым. Или чтобы отрезать от изделия металлический кусочек небольшого диаметра. Отверстия обрабатывают или расточным, или вставным резцом.

Читать еще:  Зачем нужна и как проводится закалка стали?

Конструктивные особенности

Каждый токарный резец по металлу состоит из следующих основных частей:

  • державка. Предназначается для фиксирования на токарном устройстве;
  • рабочая головка. Применяется для обрабатывания детали.

Рабочая головка металлорежущего приспособления заключает в себе различные плоскости, кромки. Их угол затачивания зависим от показателей стали, из которой изготовлена деталь, типа обрабатывания. Державка резца для токарного станка по металлу обычно располагает квадратным либо прямоугольным сечением.

Конструктивно возможно выделить следующие типы резцов:

  1. Прямые. Державка и головка находятся либо на одной оси, либо на двух осях, которые лежат параллельно.
  2. Изогнутые. Державка обладает изогнутой формой.
  3. Отогнутые. Если взглянуть на верхнюю часть подобного инструмента, можно заметить, что его головка отогнута.
  4. Оттянутые. Головка имеет ширину поменьше, чем державка. Оси либо совпадают, или сдвинуты относительно друг друга.

Классификация резцов для токарной обработки

Классификация токарных резцов регламентируется требованиями соответствующего ГОСТ. Согласно положениям данного документа, резцы причисляется к одной из следующих категорий:

  • цельный инструмент, полностью изготовленный из легированной стали. Существуют также резцы, которые изготавливаются целиком из инструментальной стали, но используются они крайне редко;
  • резцы, на рабочую часть которых напаивается пластина, выполненная из твердого сплава. Инструменты данного типа получили наибольшее распространение;
  • резцы со сьемными твердосплавными пластинами, которые крепятся к их рабочей головке при помощи специальных винтов или прижимов. Используются резцы данного типа значительно реже по сравнению с инструментами других категорий.

Основные понятия, касающиеся работы токарного резца, и его главные углы
(нажмите, чтобы увеличить)

Различаются резцы и по направлению, в котором совершается подающее движение. Так, бывают:

  1. токарные инструменты левого типа — в процессе обработки они подаются слева направо. Если положить сверху на такой резец левую руку, то его режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца;
  2. правые резцы — тип инструмента, получившего наибольшее распространение, подача которого осуществляется справа налево. Для идентификации такого резца, на него необходимо положить правую руку — его режущая кромка будет располагаться, соответственно, со стороны отогнутого большого пальца.

Отличие левых и правых резцов

В зависимости от того, какие работы выполняются на токарном оборудовании, резцы подразделяются на следующие типы:

  • для выполнения чистовых работ по металлу;
  • для черновых работ, которые также называются обдирочными;
  • для получистовых работ;
  • для выполнения тонких технологических операций.

1 Особенности конструкции

Любой токарный резец состоит из двух элементов — головки и стержня, который ее удерживает. Стержень используется для закрепления режущей головки в посадочном гнезде токарного станка, он может иметь квадратное либо прямоугольное сечение.

Рассмотрим наиболее распространенные размеры стержней:

  • квадратные: 40, 32, 25, 20, 16, 10, 8, 6, 4 мм;
  • прямоугольные: 63*50, 50*32, 40*25, 32*20, 25*20, 25*16, 20*16, 20*12, 15*10.

Основной рабочей часть резца является его головка. Данная конструкция состоит из нескольких плоскостей, которые сведены друг к другу под строго заданным углом, что позволяет одним и тем же резцом выполнять множество металлообрабатывающих операций.

Схема токарного резца

Стандартное устройство токарного резца вы можете увидеть на схеме, его типичная конструкция состоит из следующих основных узлов:

  • задний угол (a);
  • передний угол (Y);
  • угол заострения (B);
  • угол резания (Q);
  • главный угол в плане (F)

Главный задний угол обозначается номенклатурой «Альфа», он представляет собой угол между плоскостью резания и задней стороной резца. Данный элемент выполняет важную функциональную задачу — они снижает силу трения тыльной стороны резца об обрабатываемую заготовку, что обеспечивает минимальную шероховатость поверхности детали. Чем меньше задний угол, тем сильнее изнашивается резец и тем хуже точность обработки. На практике задний угол уменьшают при работе с твердой сталью и увеличивают при обработке мягких металлов.

Передний угол (Y — гамма) представляет собой угол между передней стороной резца и главной режущей кромкой. Правильно подобранный передний угол обеспечивает тонкое удаление слоя снимаемого металла, без смятия нижерасположенного слоя стали. При превышении данного угла на 5 и более градусов от нормы значительно уменьшается прочность режущей кромки, что приводит к снижению ее эксплуатационного ресурса в 3-4 раза.

Читать еще:  «Гравюра» из обычной фотографии своими руками? Легко! (видео)

Токарная обработка металла

Главный угол в плане (F — фи) — кромка, параметры которой влияют на характер срезания металла больше всего. При изменении данного угла меняется толщина слоя срезаемого металла, что позволяет добиваться разного типа среза при одинаковом усилии и скорости подаче резца. Чем меньше угол F, тем более прочной является данная кромка, но при этом возникает необходимость значительного увеличения усилия подачи, что может привести к появлению вибраций при обработке.
к меню ↑

1.1 Классификация и виды резцов

Согласно положениям действующих ГОСТ, токарные резцы классифицируются на разновидности по таким параметрам как тип конструкции, качество сборки, способ монтажа, направление подачи и способу обработки. Рассмотрим виды резцов в зависимости от их конструкции:

  1. Цельные — резцы, в которых стержень и головка являются монолитными, это наиболее дорогая разновидность режущих инструментов. Для их производства используются углеродистые виды стали, что обеспечивает максимальную износоустойчивость конструкции.
  2. Приварные — головка фиксируется на стержне посредством сварки. Качество инструмента непосредственно зависит от правильности приварки, несоблюдение технологии которой является причиной появления в соединительном шве микротрещин, приводящих к быстрой деформации резца.
  3. С механическим соединением. Данный способ фиксации в основном используются при производстве резцов из керамических материалов, однако существуют и механические резцы из сталей регулируемого типа, конструкция которых позволяет изменять положение головки по отношению к стержню.

Классификация по креплению режущей части

В зависимости от качества металлообработки выделяют 3 вида резцов — черновые, получистовые и чистовые. Черновые инструменты позволяют выполнять обработку на высокой скорости, также они способны снимать максимально толстый слой металла. Такие резцы отличаются высокой механической прочностью, они устойчивы к нагреву и износу, однако качество обработки достаточно низкое. Получистовые и чистовые резцы используются для доводки заготовки после черновой обработки. Они предназначены для подачи на небольшой скорости и снятия минимального по толщине слоя стружки.

Классифицируется режущий инструмент и в соответствии со способом установки в токарный станок, в зависимости от которой резцы бывают радиальные и тангенциальные:

  • радиальные смонтированы под углом 90 градусов к плоскости обрабатываемой детали, что обеспечивает возможность использования более удобных в заточке типов режущих кромок;
  • тангенциальные резцы монтируются под наклоном, отличающимся от прямого угла, им характерна усложненная схема установки, но при этом дают возможность получения максимально качественного снятия стружки.

В зависимости от того с какой стороны по отношению к обрабатываемой поверхности находится режущая кромка головки резцы классифицируются на правые и левые. Также инструменты делятся на виды по размещению режущей кромки относительно державки (стержня) на прямые, оттянутые, изогнутые и отогнутые.

Классификация резцов по назначению

Однако основным параметром классификации режущего инструмента для токарных станков является способ обработки, согласно которому резец может быть:

  • проходной — предназначен для выполнения таких технологических операций как обточка и подрезка, монтируется на станки с продольной и поперечной подачей;
  • подрезной — устанавливается исключительно на станки с поперечной подачей;
  • отрезной — для станков с поперечной подачей, используется для обработки торцов и проточки кольцевых пазов;
  • расточный — используется для обработки отверстий глухого и сквозного типа;
  • фасонный — предназначен для снятия фасок и обработки фасонных поверхностей;
  • резьбовой — может быть круглым, прямым либо изогнутым, применяется для нарезки наружной и внутренней резьбы.

Также классификация резцов осуществляется исходя из материала их изготовления. Выделяют три группы — из твердых сплавов (вольфрамовые, титан -вольфрамовые и тантало-вольфрамовые), из быстрорежущей и углеродистой стали. Универсальными являются титан-вольфрамовые резцы, которые пригодны для обработки любых типов металла.
к меню ↑

1.2 Приспособление для заточки токарных резцов (видео)


к меню ↑

По каким параметрам выбираемся резец?

Критериев выбора режущего инструмента насчитывается немного (как и по дереву), но все они очень важны.

Факторы, от которых зависит эффективность обработки заготовок и долговечность инструмента:

  • интенсивность нагрузок;
  • вид операции;
  • характеристики обрабатываемой поверхности;
  • износостойкость режущей пластины.

Выбирая отрезной резец, также нужно иметь в виду, чему отдается приоритет при резке: качеству поверхности или точности геометрических размеров.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector