Какой вид токарного резца лучше выбрать?

Выбор с механическим креплением

При выборе инструмента для точения, с целью оптимизировать производство, учитывают следующие факторы.

Форма, габариты детали, а также чистота обработки, ее точность, указывающие направление движения инструмента, последовательность выполнения процесса.
Тип операции, влияющий на выбор режущей части: отрезание детали, нарезание резьбы, точение, обработка канавок и т.д.
Строение режущей пластины, величина ввода, скорость вращения детали оказывает влияние на точность, степень шероховатости поверхности детали.
Для наружной обработки и расточки изделий выбирают разные резцы и твердосплавные пластины.
Жесткость крепления заготовки, инструмента, условия обработки детали

Например, в условиях вибрации обращают внимание навылет, размер приспособления, учитывают геометрию инструмента.
Способ фиксации, размеры посадки инструмента, в зависимости от конструкции, габаритов станка, а также его мощности, технологических возможностей.
Материал заготовки: чугун, нержавеющая, легированная или углеродистая сталь.
Производительность, эффективность инструмента, оказывающие влияние на качество обработки. Размер партии, наличие простоя оборудования и т.д.
Сохранение номенклатуры инструмента, применяемого на производстве, влияющая на уровень оптимизации.

Инструменты и приспособления

В зависимости от сплава, твердости, угла затачивания и других технологических деталей, необходимо подобрать инструмент для заточки резцов. У каждого приспособления есть свои преимущества и недостатки.

Мусаты

Действенный инструмент, который представляет собой металлический стержень с рубчиком. Обработка ведется при помощи рукоятки.

Точильные бруски

Еще один вариант ручной обработки. Для заточки резцов при помощи точильных брусков потребуется сноровка, которая приобретается лишь с опытом. Резец необходимо приложить к детали и провести по ней от 10 раз.

Механические точилки

Автоматизированный способ заточки. Для начала нужно выставить входные параметры и в зависимости от них активно действовать инструментом.

Электрические точилки или заточный станок

Это наиболее универсальный и простой метод заточный станок удобно использовать, внешне он напоминает металлический брус с отверстиями разных размеров.

Наждачный, алмазный круг

Широко применяется алмазный круг, поскольку он обеспечивает высокую чистоту режущих поверхностей. Также с применением алмазных кругов увеличивается ресурс работы заточных резцов – количество возможных переточек возрастает на 20-30%.

Виды износа резца

Режущий инструмент изнашивается в ходе эксплуатации.

• Износ по передней грани происходит вследствие трения стружки о поверхность инструмента. В результате на грани формируется углубление, находящееся за наростом застойной зоны (в 1–2 мм от кромки).
• Износ задней грани возникает из-за ее трения об обрабатываемую поверхность. В результате на грани появляется площадка износа.

Обычно передняя грань изнашивается при черновой обработке, а задняя — при чистовой.

Выделяют несколько стадий износа инструмента:

1. приработка;
2. установившийся износ;
3. критический износ.

Рекомендуем не доводить резец до последней стадии, так как это приводит к его разрушению и сокращению срока эксплуатации. Вернуть исходную геометрию инструменту позволит заточка.

Геометрия токарных резцов

Изображение №2: геометрия токарного резца

Расскажем об углах резцов и их назначениях.

1. Задний вспомогательный угол (α₁). При его уменьшении снижается сила трения между задней плоскостью инструмента и обрабатываемой заготовкой.

2. Угол вершины (ε). Формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью. Чем больше этот угол, тем лучше условия теплоотвода и выше прочность резца.

3. Вспомогательный угол в плане (ϕ₁). Его размер варьируется в пределах от 10 до 30°. С уменьшением угла улучшается чистота обработки, но возрастает сила трения.

4. Главный угол в плане (ϕ). Его размер варьируется в пределах от 20 до 90°. От размеров угла зависят длина и ширина среза. Чем меньше ϕ, тем ниже температура и сила резания. Чистота обработки также улучшается. Но с уменьшением угла возрастают вибрации и радиальная сила резания.

5. Угол резания (δ). Формируется между передней поверхностью и плоскостью резания.

6. Основной передний угол (γ). Его размер варьируется в пределах от -5 до +15°. При увеличении угла облегчается врезание инструмента в металл, улучшается отвод стружки, уменьшаются сила резания, деформация обрабатываемой поверхности и потребляемая мощность. Однако при этом ухудшаются теплоотвод и сокращается срок службы режущей кромки.

7. Угол заострения (β). Формируется между передней и главной задней поверхностями. Оказывает влияние на остроту и прочность инструмента.

8. Главный задний угол (α). Его размер варьируется в пределах от 6 до 12°. С уменьшением угла снижается сила трения между деталью и задней поверхностью резца. При этом улучшается теплоотвод и продлевается срок службы инструмента, но ухудшается чистота обрабатываемой поверхности.

9. Угол наклона главной режущей кромки (λ). Влияет на направление отвода стружки. При положительных λ и λ = 0° стружка сходит к обрабатываемой поверхности. Резцы с положительными λ (12–15°) применяют при обработке заготовок из жаропрочных и закаленных сталей. У универсальных токарных резцов λ = 0°. Резцы с отрицательными λ применяют для чистовой обработки.

Разновидности и конструкции режущих инструментов для токарного станка

У всех типов алмазных резцов общим является основной принцип изготовления. Они состоят из двух элементов:

• Режущая часть – технический алмаз размером от 0,5 до 1,2 карата.
• Держатель – металлическая конструкция, с помощью которой резец закрепляется в рабочей части токарного станка.

Сами алмазы делятся по заточке следующим образом:

1. С одной режущей кромкой. Такой вариант заточки самый простой и используется для наружной и внутренней обработки заготовок.
2. С фасетчатой огранкой, когда образуется две и более режущих кромки. Это позволяет работать резцом без дополнительной заточки: достаточно просто повернуть резец в держателе, чтобы использовать ещё целую кромку.
3. С закруглённой кромкой. Такой вариант используется для точной обработки, поскольку обеспечивает высокую чистоту готовой поверхности. Применяются они в основном для неметаллических материалов (керамика, пластик и т. д.).

Крепление алмазов в резце может осуществляться двумя способами:

1. Заливка на две трети в припой. Это обеспечивает большую прочность по сравнению с механическим креплением, позволяет использовать совсем мелкие алмазы (до 0,1 карата), но чревато термическим разрушением кристалла. При воздействии температуры в 750 – 800 градусов в неинертной (то есть содержащей кислород) среде начинается образование микродефектов алмаза, которые рано или поздно приведут к его дроблению. Поэтому заливка припоем должна по возможности проводиться в азотной или иной инертной атмосфере, и уж во всяком случае недопустимо нагревание державки для алмаза открытым пламенем.
2. Механический зажим. В этом случае подготовленный кристалл зажимается в державке с помощью планки и прокладки (обычно графитовой)

Правила работы с инструментом и способы заточки резцов

Надо ясно представлять, для каких резец целей, режимы его работы. Важна стоимость инструмента.

Главное — стойкость резца, зависящая от материала его лезвия и углов заточки. Резцы со сменными пластинами имеют лучшие характеристики, но при выходе из строя пластинки она снимается и меняется целиком.

Быстрорежущие и напаянные резцы удобнее, т. к. износ ведет только к переточке. Форму режущей кромки можно задать любую. Резец надо точно выставить по главной оси станка в перпендикулярном и параллельном направлениях.

Режущая кромка ставится напротив оси вращения. Для подстройки высоты нужны пластины из мягкой стали разной толщины, их подкладывают под основание резца. Важна жесткая фиксация резца прижимными болтами.

На наждаке ставятся круги из электрокорунда и карбида кремния. Первый — для стали, второй — для твердого сплава. Сначала точится задняя поверхность, потом передняя. Доводку делают в местах их прилегания к режущей кромке.

Доводка — на станке с малым биением. Круг применяют эльборовый или алмазный. Чем чище доведена режущая кромка, тем выше стойкость.

Проходные резцы — самый ходовой токарный инструмент.

Наборы резцов со сменными пластинами

Для чего используются в токарном деле?

Основная сфера, в которой применяются алмазные резцы – это обработка следующих материалов:

• Цветные металлы (в первую очередь – тонкое точение).
• Неметаллические материалы – пластик, фибра, эбонит, каучук и т. д. Дело в том, что при обработке пластмасс эффективность алмазных резцов в десятки раз выше, чем у обычных твердосплавных.

Для работы по чёрному металлу алмазные резцы применяются редко: этот инструмент достаточно хрупок (особенно к боковым нагрузкам) и быстро выходит из строя. Тем не менее, для обработки по 1-му классу, где снимается небольшое количество припуска, алмазный инструмент может применяться и для заготовок из чугуна и стали.

Главная причина, по которой используются резцы с алмазной поверхностью – это высочайшее качество обработки и готовой поверхности. Как следствие, готовое изделие обладает высокой долговечностью в эксплуатации.

Важно!
Алмазные резцы не слишком долговечны – их можно перетачивать не более 15 раз (а в большинстве случаев – не более 6). Это надо учитывать при выборе технологии токарной обработки изделия.

Как выбрать и примерные цены?

При выборе алмазных резцов надо исходить из следующих параметров:

• Тип используемого материала.
• Технологические операции, которые будут проводиться.
• Геометрические параметры алмаза.

При выборе геометрии учитывается хрупкость материала. Угол заострения не может снижаться ниже значения в 75 градусов, а лучше – 80. Передний угол выбирается в зависимости от материала: чем выше прочность – тем меньше угол. Допустимо использование нулевого или даже отрицательного (до -15 градусов) переднего угла.

При тонком точении, возможно наростообразование, которое уменьшается с увеличением переднего угла – однако, потеря прочности при этом многократно растёт, поэтому идти на такой риск не следует.

Задний угол выбирается в 8-15 градусов, при этом для наружной обработки он должен быть меньше, чем для расточки. Главный же угол выбирается в зависимости от характера операций:

• При точении на проход в одну сторону – 60 градусов.
• В двух направлениях – 45 градусов.
• Подрезание уступов – 90 градусов.

Вспомогательный угол влияет на чистоту обработки. Его величина должна составлять:

• 20 градусов – для односторонней обработки
• 45 градусов – при двусторонней для врезания.

А также значение имеют и размеры кристаллов алмаза:

• Крупные (около 1 карата) – для отрезных резцов.
• Мелкие (от 0,3, в некоторых случаях – даже от 0,1 карата) – для проходных.

Цена на алмазные резцы зависит от размеров кристалла в нём и от конструкции державки. В среднем однокаратный резец стоит не менее 150 тысяч рублей (без учёта стоимости державки).

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.

Заточка инструмента

Только регулярная заточка резцов позволит получить максимально точные результаты. Необходимость в процедуре возникает не только для инструментов, у которых есть твёрдосплавные пластины одноразового применения. Работа выполняется специализированными станками, когда речь идёт о производственных предприятиях крупного масштаба.

Ограничения по методике для домашних условий практически отсутствуют. Применение допустимо для обычных кругов по заточке, реагентов с химически активным действием. Станки универсального, специализированного назначения – дешёвый вариант, сохраняющий эффективность.

Обрабатывая заднюю часть инструмента, проходят три главных этапа.

1. Сохранение такого же угла, что и у самой державки сзади. Увеличение показателя по сравнению с задним углом резания равно 5 градусам.
2. Второй этап предполагает обработку поверхности самой режущей пластины сзади. Здесь надо сохранить превышение, равное 2 градусам.
3. Доводка составляет третий этап. Он нужен для формирования необходимого заднего угла.

Через несколько этапов обработки проходит и передняя поверхность.

Доработка и шлифовка

Это делают карбидом, на специальном чугунном диске. Приспособление вращается, сохраняя скорость до 1-2 м/с. Направление вращения самого диска – к рабочей кромке, от опорной части инструмента.

Последовательно притирают лезвия, инструментальные поверхности. Резцы практически доводятся до блеска, их избавляют от любых неровностей.

Зачем нужна доводка? Инструмент со временем притупляется и изнашивается, если его используют достаточно часто. Причина – в том, что пластина трётся о заготовки и стружки. Если пластина ровнее, то трение будет меньше. Износ инструмента в такой ситуации замедляется.

У процесса доводки есть и другие особенности:

• При доводке применяют абразивные пасты, главный компонент у которых – борный карбид.
• Доводка предполагает смачивание инструмента керосином.
• Потом на поверхность зигзагообразно наносят пасту.
• Инструмент подносят к диску.
• Пасту ГОИ можно использовать совместно с керосином.
• Керосин не относится к обязательным этапам, когда применяют современные смазки.

Важно правильно установить стол подручника. После его установки по сравнению с серединной частью диска лезвия резцов с деталью на одних линиях, либо ниже

Вращение диска – к пластине с резьбой, направленное.

Частички пасты начинают измельчаться, когда прижимают инструмент, приступают к доводке. У резца нет сколов и потёртостей при прохождении через кромки. Неровности с резцовой поверхности устраняются благодаря тем самым зёрнам пасты.

Заключение

Державка и рабочая голова – самые важные элементы у этого инструмента

Потому и внимание на них обращают по максимуму. От них зависит качественное выполнение всей работы, в целом

Эта же характеристика позволит заранее узнать, какими размерами будут обладать отверстия в готовом виде.

Неправильный выбор рабочих инструментов приведёт к различным проблемам при проведении обработки, особенно это касается металла. Потому стоит заранее внимательно изучить классификацию и понять, какими особенностями обладает каждая из представленных разновидностей. После этого определиться с подходящей моделью не составит труда.