Резцы по металлу: виды, маркировка, преимущества пайки

Инструменты

Устройство отрезного токарного резца

Конструктивно цельнометаллический режущий токарный инструмент состоит из цельной державки и плоской головки, оканчивающейся режущей пластиной (см левый чертеж на рисунке ниже). В отличие от других видов режущих инструментов, здесь помимо основной режущей кромки имеются еще два вспомогательных инструмента, которые располагаются по обеим сторонам от нее и предназначены для подрезки боковых поверхностей нарезаемого паза.

У режущего инструмента лезвие сужается к держателю под углами от 1º до 3º с каждой стороны. Это делается для уменьшения трения фрезы о стенки паза, а также для улучшения стружкодробления и циркуляции СОЖ.

Режущий инструмент

Ширина лезвия на головке может быть от 3 до 10 мм, а длину нужно выбирать на несколько миллиметров больше радиуса заготовки. Для повышения прочности и снижения вибрации применяют специальные модели отрезных фрез с увеличенной передней частью.

Такой инструмент уравновешивается головками, имеющими на вершине закругленный выступ («краны»), что позволяет расположить режущую кромку на одной линии с осью держателя (см рисунок справа внизу на рисунке выше).

Виды и назначение отрезных резцов

 

По конструкции резцы делятся на цельнометаллические и сборные. Первые изготавливаются из инструментальной стали, а их размеры и правила обозначения регламентируются ГОСТ 18874-73. Максимальные размеры по ГОСТу такой фрезы: общая длина — 80 мм, длина головки — 15 мм, ширина лезвия — 12 мм. У этого инструмента при заточке режущей кромки уменьшается длина головки и, следовательно, предельный диаметр реза.

Полностью режет металл

Сборные режущие инструменты можно разделить на два основных типа. К первой относится режущий инструмент, где держатель и головка выполнены из металлического стержня, а режущая пластина представляет собой отдельный крепежный элемент, закрепленный на конце головки.

Существует два основных типа крепления, по которым различают фрезы с механическим и паяным креплением пластин. Второй тип — получивший широкое распространение в последнее время сборный режущий инструмент, у которого плоская и длинная головка с режущей частью механически крепится к специальной оправке, выполняющей роль держателя (см рис ниже). Эти фрезы поставляются со сменными вставками разной ширины и толщины. Кроме того, некоторые из них имеют регулируемую длину головы.

Сборный резак

Помимо стандартных и усиленных режущих инструментов традиционной конструкции, существует ряд вариантов для работы в особых условиях, в том числе компенсирующих недостатки маломощного и нежесткого токарного оборудования. К ним относятся пружинные и перевернутые фрезы, которые в основном используются в домашних мастерских и небольших производствах.

Подпружиненные отрезные фрезы имеют дугообразную головку и предназначены для обработки материалов с неровной и твердой поверхностью на небольших станках нежесткой конструкции. Такая головка компенсирует динамические удары и сглаживает вибрации, что позволяет добиться нужного качества поверхности и уберечь режущую пластину от повреждений.

Перевернутые резаки стали популярными пять или шесть лет назад, когда было разработано очень удобное и эффективное лезвие.

Особенности и преимущества отрезных инвертированных резцов

 

Этот тип режущего инструмента получил свое название из-за того, что он работает при обратном (против часовой стрелки) вращении шпинделя. Сама конструкция напоминает канцелярский нож: держатель и длинное лезвие в виде пластины со скошенной кромкой на конце. Клинок изготовлен из легированной кобальтом быстрорежущей стали и в поперечном сечении имеет вид перевернутой буквы «Т» с короткими перекладинами (см рисунок ниже). Угол заточки на конце режущей кромки 7º, размерный ряд толщин, выпускаемых производителем, от 1 до 3,2 мм.

Перехват реверсивной фрезы

Основным преимуществом этой фрезы является более легкое удаление стружки, так как при обратном вращении шпинделя он сразу же опускается под собственным весом. В этом режиме значительно снижается вероятность засорения паза стружкой, что часто является причиной заклинивания и поломки инструмента. К другим преимуществам данной модели относятся:

  • легко точить лезвие;
  • работа на дальних дистанциях;
  • улучшение режима охлаждения (стружка снизу, охлаждающая жидкость сверху);
  • длительный срок службы даже при многократном шлифовании вставки.

Кроме того, оправка имеет систему точной регулировки высоты, что исключает необходимость регулировки положения инструмента с помощью проставок.

Режимы резания при использовании отрезного резца

Токарная обработка металлических заготовок – это методичное удаление лишнего металла. Припуск — снятый с детали лишний металл за определенное количество проходов. Основная задача оператора – выбрать такой режим вращения шпинделя и подачи фрезы, чтобы не происходило перегрева. Скорость работы не должна значительно ускорять износ оборудования и допускать нештатные режимы работы (перегрев, обработка материала неподходящей или затупившейся фрезой), потенциально опасные для станка и оператора.

Технологи рассчитывают режим резания индивидуально для каждой машины с учетом износа и особенностей операций. При решении сложных задач используется метод прохождения испытаний в виде токарной обработки небольших участков в различных условиях. Это сильно удлиняет процесс во времени, но может помочь выйти на оптимальные параметры, что в итоге ускорит работу. Производство новой детали на станках с ЧПУ также не обходится без прохождения испытаний и построения алгоритма работы с учетом характеристик изделия и функций оборудования.

Условия резания при использовании режущих инструментов

Тщательно спланированный технологический цикл, основанный на справочных данных и опыте, применение отрезного токарного инструмента, соответствующего ГОСТу, и удобного в обслуживании оборудования – залог успешного и безаварийного производства. Повышение производительности – задача, решение которой не должно доходить до абсурда. Работа на пределе возможностей – гарантия быстрого выхода из строя машинного парка, несоблюдения сроков поставки продукции. Фрезы – дорогой расходный материал, но использование дешевых изделий может привести к полной поломке станка.

Правила заточки отрезного резца

Добиться качественного реза, соответствующего требованиям, указанным на чертежах, можно только при наличии грамотного токарного резца. При заточке режущих инструментов выдерживают следующие углы:

  • впереди, отвечающий за удаление отходов с заготовки и качество реза;
  • основной, создаваемый поверхностью резца и плоскостью вращения (от остроты зависит сила трения задней поверхности о заготовку);
  • заточка, образованная передней и задней основными поверхностями (уменьшение величины облегчает резание, но ускоряет износ, вызывает его выкрашивание с режущей поверхности).

Заточку отрезных резцов, предназначенных для обработки торцевой части, производят таким образом, чтобы их основная кромка была заточена под углом 75-85 градусов. Остальная работа выполняется заточенным под углом 90 градусов инструментом (в некоторых случаях на нем делаются фаски под углом 45 градусов размером до 1,5 миллиметров — это значительно упрощает работу).

Обратите внимание на следующее! Для облегчения процесса резания можно использовать фрезы с ломаной симметричной рабочей кромкой, угол заточки которых составляет 60-80 градусов в плоскости. Заточка режущих ножей таким образом облегчает проникновение в материал и удаление стружки, а также снижает риск возникновения тяги факела.

Работы ведутся на шлифовальных и шлифовальных станках с применением различных способов охлаждения. В подавляющем большинстве случаев указанное оборудование комплектуется двумя кругами — для заточки твердосплавных резцов и инструментов из стали.

Заточка инструмента

Производители

При выборе резаков следует ориентироваться не на лучшую цену, а на соответствие продукта требованиям государственного стандарта. Резаки, изготовленные в соответствии со спецификациями, вряд ли прослужат долго, и их заточка будет проблематичной. Несоответствие стандарту прямо указывает на изменение состава материалов в сторону удешевления.

Например, для сплава ВК8 разница в несколько процентов кобальта радикально изменяет прочностные и температурные свойства.

Только продукция, изготовленная по ГОСТ, может обеспечить заявленные параметры и обеспечить бесперебойный технологический цикл.

Читайте также: 6 способов использования индикаторной отвертки 

Используемые маркировки

Существует три ГОСТа, устанавливающие правила маркировки режущего инструмента. Типоразмеры и маркировка инструментов из быстрорежущей стали регламентируются ГОСТ 18874-73, с твердосплавными вставками — ГОСТ 18884-73, изогнутые («петух») с твердосплавными вставками — ГОСТ 18894-73. Без использования таблиц ГОСТ определить тип и геометрию по маркировке невозможно. Во всех трех стандартах каждый тип имеет свой код и группу параметров, описанных в таблицах.

Единственным информативным элементом в маркировке является обозначение твердого сплава режущей пластины. Например, правильный инструмент от быстрорежущей фрезы сечением 16×16 мм, длиной 80 мм, с головкой 15 м и шириной лезвия 12 мм обозначен как 2120-0519 ГОСТ 18874-73 два других ГОСТа следуют той же системе маркировки.

Режущая фреза с аналогичной по геометрии твердосплавной пластиной имеет обозначение 2130-0255 Т5К10 ГОСТ 18884-73, где Т5К10 — твердый сплав с карбидом титана и кобальтом (цифры в процентах). Некоторые производители в соответствии с международными стандартами маркируют тип вставки цветом (наносится на торец держателя). Например, Т5К10 обозначается желтым цветом.

Метки резца

Помимо ГОСТа существует универсальная международная система обозначения режущего инструмента ИСО. Это объемный документ с множеством таблиц, содержащих характеристики сменных пластин, поэтому здесь уместно привести только пример маркировки фрезы со сменными пластинами, относящейся к группе «Наружное резание и нарезание канавок».

Пояснения к позициям кода:

  1. Q — режущий инструмент.
  2. F — окончательная обработка.
  3. G – размер пластины.
  4. D — для двусторонних вставок.
  5. 25 – высота держателя.
  6. 25 — ширина держателя.
  7. R — правый, нейтральный, левый.
  8. 22 — максимальная глубина обработки.
  9. 52 — это минимальный диаметр подачи.
  10. H — положение вставки в отслеживании поверхности.

Стандарт ISO полностью или частично повторяет системы маркировки ведущих производителей режущего инструмента, а также новый российский ГОСТ ISO 5609-2015.

Резак с маркировкой

Правила монтажа

Режущая фреза для токарного станка по металлу устанавливается в центре обрабатываемого изделия (перпендикулярно ему). Делайте это осторожно: любая, даже небольшая разница может привести к деактивации инструмента.

При обработке заготовок из металлов повышенной хрупкости режущую фрезу устанавливают под углом, величина которого может доходить до десяти градусов — это позволяет предотвратить отлом заготовки до достижения резцом центра.

При использовании цельнометаллических фрез скорость обработки устанавливается не более тридцати метров в минуту. Токарно-фрезерный станок с твердосплавными наплавленными пластинами используется для резки на больших скоростях (до ста тридцати м/мин).

Притирку устанавливаемых резцов необходимо производить в соответствии с правилами.

Преимущества твердосплавных пластин для резцов

Основными преимуществами твердосплавных пластин для режущих резцов перед быстрорежущими инструментами являются возможность работы на высоких скоростях резания (до 500 м/с по стали) и сохранение твердости при высоких (до 900 °С) температурах в зону обработки.

Существует два основных метода крепления твердосплавных вставок к головке держателя инструмента: пайка (и аналогичные методы) и механическое крепление. Неразъемные соединения конструктивно проще и более устойчивы к вибрации при работе под большими нагрузками. Но, несмотря на более сложную технологию производства, режущий инструмент с механически прикрепленными пластинами имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • отсутствие термического воздействия на головку держателя при креплении режущей части;
  • возможность быстрой замены пластины или поворота другой режущей кромкой;
  • использование разных типов вставок на одном типе держателя;
  • сохранение геометрических характеристик фрезы после замены вставки.

Помимо режущих элементов из твердых сплавов, керамические пластины применяют при обработке особо твердых материалов.

Они более хрупкие, но обладают повышенной износостойкостью на режущей кромке и могут работать при очень высоких температурах в зоне резания (до 1200 °С).

Твердосплавные фрезы

Требования к изделиям

В процессе работы режущий инструмент испытывает значительные механические нагрузки, как статические, так и механические. В результате рабочая часть резцов выкрашивается, а в некоторых случаях полностью разрушается. Именно поэтому работа с таким инструментом требует особых навыков, и к нему предъявляются определенные требования.

Наиболее важным является твердость инструмента в рабочей части. В противном случае фрезу просто нельзя будет использовать для резки заготовки.

Прочность также важна. Это объясняется тем, что рабочие части резцов должны как можно дольше работать без заточки, несмотря на высокие технологические механические нагрузки. Несоблюдение этого правила значительно увеличит эксплуатационные расходы.

Еще одним требованием к фрезам является высокая термостойкость. Это связано с тем, что при обработке заготовок их рабочая часть подвергается воздействию сил трения, которые сопровождаются выделением тепла, что отрицательно сказывается на режущих свойствах.

Кроме того, закройщики должны:

  • иметь возможность работать как на изгиб, так и на сжатие;
  • быть изготовлены из материалов с высокой теплопроводностью;
  • отожжены и отполированы.

Инструменты в работе

Конструктивные особенности

Основными элементами конструкции режущего инструмента токарного станка являются широкий корпус и более узкая рабочая головка.

Режущая часть зонирована и состоит из:

  • вспомогательные и основные режущие кромки;
  • вершина и ее поверхности.

Режущая кромка будет располагаться вдоль и иметь клиновидную форму. Крепление осуществляется за кузов.

Рисунок

Подрезной, резьбовой, проходной, расточной инструмент

Помимо режущих токарных инструментов, существуют и другие виды инструментов, которые также задействованы в обработке металлических изделий. Да, это так:

  1. Скребковые фрезы, которые позволяют шлифовать и обрабатывать поверхности, расположенные под прямым углом к ​​оси вращения. Часто указанный инструмент используется для токарного станка по дереву. Изогнутая канавочная фреза визуально напоминает проходной.
  2. Резьбонарезные станки, используемые для нарезания резьбы.
  3. Сквозные фрезы (пряморезы, изогнутые фрезы, скользящие инструменты) применяются для обточки и обрезки торцов конусов и цилиндров на оборудовании, использующем подачу как в продольном, так и в поперечном направлениях.
  4. Сверла, позволяющие делать отверстия, углубления и углубления в заготовке.

Выбор указанного инструмента производится в зависимости от вида работ и материала изготовления заготовки.

Классификация резцов для токарной обработки

Классификация токарных инструментов регламентируется требованиями соответствующего ГОСТа. Согласно положениям этого документа резцы отнесены к одной из следующих категорий:

  • цельный инструмент, полностью изготовленный из легированной стали. Существуют также фрезы, полностью изготовленные из инструментальной стали, но они применяются крайне редко;
  • резцы, на рабочую часть которых напаяна пластина из твердого сплава. Инструменты этого типа используются чаще всего;
  • фрезы со сменными твердосплавными вставками, которые крепятся к рабочей головке специальными винтами или зажимами. Фрезы этого типа используются гораздо реже по сравнению с инструментами других категорий.

Основные понятия о работе токарного инструмента и его главных углах

Основные понятия о работе токарного инструмента и его главных углах

Резцы также различаются по направлению, в котором происходит кормовое движение:

  1. токарные резцы левостороннего типа — в процессе обработки подача осуществляется слева направо. Если положить левую руку сверху на такой резец, то режущая кромка окажется со стороны согнутого большого пальца;
  2. правые резцы — получивший наибольшее распространение вид орудия, подача которого осуществляется справа налево. Чтобы опознать такой резец, нужно положить на него правую руку — его режущая кромка будет располагаться, соответственно, со стороны согнутого большого пальца.

Разница между левыми и правыми резцами

Разница между левыми и правыми резцами

В зависимости от того, какие работы выполняются на токарном оборудовании, фрезы делятся на следующие виды:

  • провести отделочные работы по металлу;
  • для черновой работы, которую еще называют пилингом;
  • для половинчатой ​​работы;
  • выполнять тонкие технологические операции.

Рекомендации по выбору отрезных резцов по металлу

Отрезной токарный инструмент является узкоспециализированным инструментом и используется для выполнения только двух видов операций: отрезания и точения узких канавок. Поэтому для дома и небольших мастерских одним из главных критериев при его выборе, скорее всего, будет цена. Для разового использования этого инструмента вполне подойдет русская отрезная фреза с напайкой, цена которой в полтора-два раза меньше, чем у твердосплавной вставки с механической насадкой.

В серийном производстве, особенно на станках с ЧПУ и токарных автоматах, либо операция отрезки является последней, либо после нее деталь передается на контршпиндель для дальнейшей обработки. В этих условиях к геометрии и качеству режущего инструмента предъявляются особые требования, поэтому в таких производствах альтернативы высокотехнологичным резцам со сменными пластинами просто нет.

Оцените статью
Блог про технические приборы и материалы