Резцы для токарного станка по металлу: особенности конструкции

Эксперты, часто использующие токарные резцы, и люди, которые снабжают этими деталями предприятия, отлично знают о существующих разновидностях и особенностях этих приспособлений. Тем мастерам, которые никогда ранее не сталкивались с этим инструментом, бывает трудно с ним разобраться.

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.

Классификация токарных резцов

Производство и разделение этих деталей по отдельным видам происходит по специальному ГОСТу. В этом документе сказано, что существуют следующие категории инструмента:

  • Цельные приспособления, которые произведены полностью из стального сплава легированного типа. А также существуют детали, выполненные из инструментальной стали, однако они встречаются достаточно редко.
  • Резцы с напаянной твердосплавной пластинкой. Такой инструмент считается самым популярным.
  • Резцы, оснащенные съемными пластинками из твердого сплава, закрепляемыми на рабочем элементе с помощью прижимов и винтов.

Резцы по металлу различаются и направлением подающего движения при работе. Так, выделяют следующие виды:

  • Левые инструменты — при работе такие резцы подаются слева направо. Если на это приспособление положить свою левую ладонь, то режущая плоскость его будет находиться рядом с большим пальцем.
  • Правосторонние резцы характеризуются подачей справа налево.

Прямой и отогнутый проходной инструмент

Прямые проходные резцы зачастую применяются для обработки наружных поверхностей заготовок цилиндрической формы.

Существует два самых распространенных типоразмера державок этого инструмента:

  • Квадрат — 25×25 мм (предназначены для специальных видов работ).
  • Прямоугольник — 25×16 мм.

Проходные отогнутые изделия используются для обработки торцевых поверхностей. Кроме того, этот инструмент позволяет качественно снимать фаски и выполнять множество других работ. У этого приспособления державки могут иметь разные размеры. Требования, которые предъявляются к этому инструменту, регламентированы в ГОСТ 18877–73 .

Упорный, подрезной и отрезной

Упорные приспособления могут производиться с отогнутым или абсолютно прямым рабочим элементом. Этим инструментом можно обрабатывать цилиндрические заготовки из металлических сплавов. Кроме того, он является самым популярным типом среди многих специалистов.

Внешний вид подрезных резцов похож на проходной, однако первый инструмент обладает треугольной режущей пластинкой, выполненной из твердого металлического сплава.

Отрезная разновидность инструмента считается самой распространенной. Такие резцы используются для отрезания материала под углом в 90 градусов. А также с их помощью делаются всевозможные канавки на поверхности металлических деталей. Выяснить, что у вас в руках находится инструмент именно отрезного типа, нетрудно. Характерной особенностью этого приспособления является тоненькая нога, на которую припаяна твердосплавная пластинка.

Существуют и другие типы:

  • для нарезания внутренней и внешней резьбы;
  • для обработки глухих и сквозных отверстий.

Все виды токарных резцов обладают своими особенностями и предназначены для разных видов обработки.

Сборные конструкции

Говоря о типах приспособлений для обработки металла, следует отметить резцы, имеющие сборную конструкцию. Этот инструмент считается универсальным, потому что в него можно поставить практически любые пластинки. К примеру, зафиксировав в одном держателе разные типы режущих пластинок, можно сделать приспособление для работы с металлическими заготовками под разными углами и с разным уровнем производительности.

В большинстве случаев эти виды резцов используются на станках, оснащенных ЧПУ, или для расточки сквозных и глухих отверстий, контурного высокоточного точения и иных работ.

Наиболее распространенным и функциональным средством металлообработки в промышленности являются токарные станки. В таких станках в качестве оснастки используются резцы. Этот тип инструмента представляет собой режущий инструмент для обработки деталей различной формы, размеров, точности. При этом для достижения заданных параметров детали происходит движение закрепленных в станке резца и заготовки относительно друг друга и резец своей режущей кромкой снимает часть металла с заготовки.

Конструкция резца

Резец состоит из 2 частей – стержня (державки) и головки. Державка нужна для установки резца на станке. Эта часть резца имеет прямоугольную или квадратную форму в поперечном сечении. Размеры сечения державки унифицированы. При этом размеры стороны квадратного сечения могут иметь значения от 4 до 40 мм, а размеры сторон державки прямоугольного сечения лежат в пределах от 16х10 до 63х50 мм.

Головка резца представляет собой его рабочую часть и имеет несколько плоскостей и кромок, предназначенных для обработки металла. К основным элементам головки резца относятся:

  • главная задняя поверхность;
  • вспомогательная задняя поверхность;
  • передняя поверхность;
  • главная и вспомогательная режущие кромки;
  • вершина резца.

Основную функцию резания металла выполняет главная режущая кромка.

К важным характеристикам резца относятся углы его заточки. Эти углы следующие:

  • главный задний угол α. Увеличение этого угла приводит к уменьшению трения резца о поверхность обрабатываемой детали, а уменьшение – к увеличению износоустойчивости резца;
  • передний угол γ. Этот угол оказывает влияние на сход стружки и на качество обработки;
  • угол заострения β. При уменьшении этого угла облегчается вход резца в материал заготовки. Но при этом уменьшается прочность резца, он быстро тупится и может сломаться.

Классификация резцов

Резцы можно разделить по следующим признакам:

  • по конструктивным параметрам;
  • по качеству обработки;
  • по установке относительно заготовки;
  • по направлению подачи;
  • по месту нахождения главной режущей кромки;
  • по виду обработки;
  • по типу материала изготовления рабочей части резца.

В соответствии со своими конструктивными особенностями резцы бывают:

  • цельные. В этом случае и головка и державка резца изготавливается из одного и того же материала. В качестве материала в этом случае используется углеродистая или быстрорежущая сталь;
  • с приварными или припаянными пластинами. В этом случае на головку резца припаивают или приваривают пластину, выполненную из высокопрочного материала;
  • с механическим креплением пластин. В этом случае режущая пластина крепится на головке резца с помощью механического приспособления. В таких резцах чаще всего используется пластина из металлокерамики.

По качеству обработки резцы подразделяются на черновые, чистовые и получистовые резцы. Первые из них используются для черновой обработки, которая производится на высоких скоростях и с большой толщиной снимаемой стружки. Отличаются высокой прочностью, стойкостью к воздействию тепла. Чистовые и получистовые резцы предназначены для чистовой обработки, которая производится при малой скорости подачи и небольшой толщине снимаемой стружки.

По способу установки резцы бывают радиальные и тангенциальные. Первые устанавливаются под прямым углом к заготовке, имеют простое крепление и широко используются в промышленности. Вторые устанавливаются к заготовке под углом, отличающимся от прямого угла, имеют более сложное крепление. Такие резцы позволяют получить более качественную чистоту обработки деталей и используются, в основном, в станках с автоматическим управлением.

Для использования на станках с различным направлением подачи имеются правые и левые резцы, которые отличаются расположением режущей кромки по отношению к поверхности заготовки.

В зависимости от расположения главной режущей кромки по отношению к державке резцы бывают прямыми, отогнутыми, изогнутыми и оттянутыми.

По виду обработки резцы подразделяются на следующие типы:

  • проходные. Для обтачивания наружных поверхностей;
  • расточные. Для растачивания отверстий;
  • отрезные. Для отрезания заготовок;
  • подрезные. Для обработки торцов на станках с поперечной подачей;
  • фасонные. Для создания фасонных поверхностей сложного типа;
  • резьбовые. Для нарезания резьбы различных типов.

Материал изготовления резцов.

Для изготовления рабочей части резца могут быть использованы следующие материалы:

  • углеродистая сталь марок У10А и У12А;
  • быстрорежущая сталь. Для резцов нормальной производительности используется сталь марок Р9, Р12, а для резцов высокой производительности — сталь марок Р18Ф2, Р18К5Ф2 или Р6М3;
  • твердый сплав на основе вольфрама марок ВК2, ВК8В, ВК6М (резцы используются для обработки изделий из чугуна, цветных металлов);
  • твердый сплав на основе титана и вольфрама марок Т30К4, Т5К10, Т5К12В (резцы используются для обработки изделий из стали);
  • твердый сплав на основе титана, тантала и вольфрама марок ТЕ7К12, ТТ8К6, ТТ20К9 (резцы используются для обработки жаропрочных или кованых изделий).

Установка резца

Качественный процесс обтачивания детали в токарном станке в большой степени определяется верной установкой резца на станке. При установке резца необходимо учитывать следующее:

  • при установке резца его вылет не должен превышать полторы величины толщины стержня. В противном случае при работе может возникнуть вибрация резца;
  • установка резца должна быть точно под прямым углом к оси заготовки;
  • резец должен быть установлен точно по высоте центров. Правильность установки резца по высоте проверяется с помощью центра, установленного в пиноль задней бабки станка. При несовпадении установки используются специальные прокладки.

Резцы являются довольно дорогостоящим инструментом. Поэтому их не рекомендуется бросать или складывать в навал. В процессе хранения нельзя допускать, чтобы сильно затупилась режущая кромка. На производстве у каждого токаря для хранения резцов имеются специальные места в инструментальном шкафчике. При этом, в соответствии с рекомендациями по научной организации труда резцы могут располагаться как по их назначению, так и комплектами, предназначенными для обработки определенных изделий. Такое расположение резцов позволяет повысить производительность труда токаря.

Технология заточки резцов

При изготовлении или при износе резцов производится их заточка. Такая операция необходима для формирования необходимых углов и формы рабочей части резца. На больших заводах заточка резцов производится специальными подразделениями, использующими соответствующие оборудование и приспособления. На малых предприятиях или в домашних условиях заточку резцов производят обычно с помощью шлифовальных кругов. Обычно для заточки резцов используется агрегат, имеющий 2 точильных круга. Один круг состоит из электрокорунда, а второй круг — из карбида кремния. 1-й круг используется для заточки резцов из стали, а второй для заточки резцов из твердых сплавов.

Порядок заточки резца:

  • обработка задней основной грани;
  • обработка задней вспомогательной грани;
  • обработка передней грани;
  • заточка вершины резца.

После заточки резец подвергается доводке. Доводка состоит в обработке участков головки вблизи режущей кромки. При этом твердосплавные резцы доводят с помощью смазанных пастой медных оселков, а резцы из стали доводят оселком, смоченным машинным маслом.

Специалисты, которые часто пользуются резцами для токарного станка при выполнении работ по металлу, а также те, кто занимается продажей этих изделий или снабжением машиностроительных предприятий, прекрасно осведомлены о том, каких видов бывают эти инструменты. Тем же, кто нечасто сталкивается в своей практике с токарными резцами, достаточно сложно разобраться в их видах, представленных на современном рынке в большом разнообразии.

Виды токарных резцов для обработки металла

Конструкция токарного резца

В конструкции любого резца, используемого для токарной обработки, можно выделить два основных элемента:

  1. державка, при помощи которой инструмент фиксируется на станке;
  2. рабочая головка, посредством которой выполняется обработка металла.

Рабочую головку инструмента формируют несколько плоскостей, а также режущих кромок, угол заточки которых зависит от характеристик материала изготовления заготовки и типа обработки. Державка резца может быть выполнена в двух вариантах своего поперечного сечения: квадрат и прямоугольник.

Конструкция резца

По своей конструкции, резцы для токарной обработки подразделяются на следующие виды:

  • прямые — инструменты, у которых державка вместе с их рабочей головкой располагаются на одной оси, либо на двух, но параллельных друг другу;
  • изогнутые резцы — если посмотреть на такой инструмент сбоку, то явно видно, что его державка изогнута;
  • отогнутые — отгиб рабочей головки таких инструментов по отношению к оси державки заметен, если посмотреть на них сверху;
  • оттянутые — у таких резцов ширина рабочей головки меньше, чем ширина державки. Ось рабочей головки такого резца может совпадать с осью державки либо быть относительно нее смещенной.

Разновидности резцов по конструкции

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.

Виды токарных резцов по металлу

В статье мы рассмотрим весь спектр токарных резцов по металлу и определим назначение и особенности каждого из них. Важное уточнение: к какому бы типу ни относились резцы, в качестве материала их режущих пластин используются определенные марки твердых сплавов: ВК8, Т5К10, Т15К6, значительно реже Т30К4 и др.

Проходные прямые резцы

Используют инструмент с прямой рабочей частью для решения тех же задач, что и резцы отогнутого типа, но он менее удобен для снятия фасок. В основном таким инструментом для токарного станка по металлу (к слову, не получившим широкого распространения) обрабатывают внешние поверхности цилиндрических заготовок.

Проходные прямые резцы

Державки таких резцов для токарного станка выполняются в двух основных типоразмерах:

  • прямоугольная форма – 25х16 мм;
  • квадратная форма – 25х25 мм (изделия с такими державками используются для выполнения специальных работ).

Проходные отогнутые резцы

Такие типы резцов, рабочая часть которых может быть отогнута в правую или левую сторону, используют для обработки на токарном станке торцевой части заготовки. С их помощью также снимают фаски.

Проходные отогнутые резцы

Державки инструментов данного вида могут быть выполнены в различных размерах (в мм):

  • 16х10 (для учебных станков);
  • 20х12 (этот размер считается нестандартным);
  • 25х16 (наиболее распространенный типоразмер);
  • 32х20;
  • 40х25 (изделия с державкой такого размера изготавливаются преимущественно под заказ, их практически невозможно найти в свободной продаже).

Все требования к резцам по металлу данного назначения оговорены в ГОСТ 18877-73.

Проходные упорные отогнутые резцы

Такие инструменты для токарного станка по металлу могут изготавливаться с прямой или отогнутой рабочей частью, но на этой конструктивной особенности не акцентируют внимание, а просто называют их проходными упорными.

Проходные упорные отогнутые резцы

Проходной упорный резец, с помощью которого на токарном станке выполняется обработка поверхности цилиндрических заготовок из металла, является наиболее востребованным видом режущего инструмента. Конструктивные особенности такого резца, который выполняет обработку заготовки вдоль оси ее вращения, позволяют даже за один проход снимать с ее поверхности значительное количество лишнего металла.

Державки изделий данного вида также могут быть выполнены в различных размерах (в мм):

  • 16х10;
  • 20х12;
  • 25х16;
  • 32х20;
  • 40х25.

Данный инструмент для токарного станка по металлу также может быть выполнен с правым или левым отгибом рабочей части.

Подрезные отогнутые резцы

Внешне такой подрезной резец очень напоминает проходной, но у него другая форма режущей пластины – треугольная. При помощи таких инструментов для токарного станка по металлу заготовки обрабатывают по направлению, перпендикулярному оси их вращения. Кроме отогнутых, есть и упорные виды таких токарных резцов, но область их применения очень ограничена.

Подрезные отогнутые резцы

Резцы данного типа могут быть изготовлены со следующими размерами державок (в мм):

  • 16х10;
  • 25х16;
  • 32х20.

Отрезные резцы

Отрезной резец считается наиболее распространенным типом инструмента для токарного станка по металлу. В полном соответствии со своим названием используется такой резец для отрезки заготовок под прямым углом. С его помощью также прорезают канавки различной глубины на поверхности детали из металла. Определить, что перед вами именно отрезной резец для токарного станка, достаточно просто. Его характерной чертой является тонкая ножка, на которую и напаяна пластина из твердого сплава.

Отрезные резцы

В зависимости от конструктивного исполнения выделяют право- и левосторонние виды отрезных резцов для токарного станка по металлу. Отличить их друг от друга очень просто. Для этого необходимо перевернуть резец режущей пластиной вниз и посмотреть, с какой стороны располагается его ножка. Если с правой, то он правосторонний, а если слева, то, соответственно, левосторонний.

Различаются такие инструменты для токарного станка по металлу еще и по размерам державки (в мм):

  • 16х10 (для небольших учебных станков);
  • 20х12;
  • 20х16 (самый распространенный типоразмер);
  • 40х25 (такие массивные токарные резцы сложно найти в свободной продаже, в основном их изготавливают под заказ).

Резьбонарезные резцы для наружной резьбы

Назначение таких резцов для токарного станка по металлу – нарезание резьбы на наружной поверхности заготовки. Данными серийными инструментами нарезают метрическую резьбу, но можно изменить их заточку и нарезать с их помощью резьбу другого вида.

Резцы для нарезания наружной резьбы

Режущая пластина, устанавливаемая на таких токарных резцах, имеет копьевидную форму, изготавливается она из сплавов, которые были указаны выше.

Такие резцы делают в следующих типоразмерах (в мм):

  • 16х10;
  • 25х16;
  • 32х20 (используются очень редко).

Резцы для нарезания внутренней резьбы

Такими резцами для токарного станка можно нарезать резьбу только в отверстии большого диаметра, что объясняется их конструктивными особенностями. Внешне они напоминают расточные резцы для обработки глухих отверстий, но не стоит их путать, так как они принципиально отличаются друг от друга.

Резцы для нарезания внутренней резьбы

Выпускаются такие резцы по металлу в следующих типоразмерах (в мм):

  • 16х16х150;
  • 20х20х200;
  • 25х25х300.

Державка этих инструментов для токарного станка по металлу имеет квадратное сечение, размеры сторон которого можно определить по двум первым цифрам в обозначении. Третья цифра – это длина державки. От данного параметра зависит глубина, на которую можно нарезать резьбу во внутреннем отверстии заготовки из металла.

Такие резцы можно использовать только на тех токарных станках, которые оснащены приспособлением, называемым гитарой.

Расточные резцы для обработки глухих отверстий

Расточными резцами, режущая пластина которых имеет треугольную форму (как и у подрезных), выполняют обработку глухих отверстий. Рабочая часть инструментов этого типа выполнена с изгибом.

Расточные резцы для глухих отверстий

Державки таких резцов могут иметь следующие размеры (в мм):

  • 16х16х170;
  • 20х20х200;
  • 25х25х300.

Максимальный диаметр отверстия, которое можно обработать при помощи такого токарного резца, зависит от размера его державки.

Расточные резцы для обработки сквозных отверстий

Такими резцами, рабочая часть которых выполнена с изгибом, обрабатываются сквозные отверстия, предварительно полученные при помощи сверления. Глубина отверстия, которое можно обработать на станке при помощи инструмента данного вида, зависит от длины его державки. Слой металла, который снимается при этом, приблизительно равен величине отгиба его рабочей части.

Расточные резцы для сквозных отверстий

На современном рынке представлены расточные резцы следующих типоразмеров, требования к которым оговариваются в ГОСТ 18882-73 (в мм):

  • 16х16х170;
  • 20х20х200;
  • 25х25х300.

Сборные резцы для токарных станков

Рассматривая основные типы токарных резцов, нельзя не упомянуть инструменты со сборной конструкцией, которые относятся к универсальным, так как могут быть оснащены режущими пластинами различного назначения. Например, закрепляя на одной державке режущие пластины различного типа, можно получить резцы для обработки на токарном станке заготовок из металла под различными углами.

Сборные резцы

Как правило, такие резцы применяются на станках с ЧПУ или же на специальных станках и служат для контурного точения, расточки глухих и сквозных отверстий и прочих специализированных работ.

Классификация резцов для токарной обработки включает в себя также прорезные, фасонные и некоторые другие типы. Понять принцип работы таких инструментов можно, ознакомившись с таблицей в начале статьи.