Как определить подачу на токарном станке. Расточной резец – для точной и качественной обработки отверстий. Основные части и элементы токарного резца

По виду обработки токарные резцы делятся на проходные, подрезные, расточные, отрезные, прорезные, канавочные, галтельпые, резьбовые и фасонные (рис. 11.10).

Рис. 11.10.

а – растачивание глухого отверстия расточным резцом; б – вытачивание канавок и отрезание отрезным подрезным резцом; в – продольное точение проходным резцом; г – вытачивание канавок канавочным резцом; д – прорезание конических канавок; в – чистовое точение закругленным резцом; ж – чистовое продольное точение широким резцом; з – продольное точение отогнутым резцом; и – нарезание резьбы резьбовым резцом; к – продольное точение упорным резцом; л – фасонное точение призматическим фасонным резцом

Расточной резец применяют для растачивания предварительно просверленных осевых отверстий как сквозных, так и глухих (рис. 11.10, а).

Подрезание (рис. 11.10, б) торцовых поверхностей у цилиндрических и обработку плоскостей у корпусных деталей выполняют при поперечной подаче суппорта подрезными резцами.

Отрезание деталей и прорезание канавок (рис. 11.10, б, г) также проводят при поперечной подаче суппорта. Однако в этом случае используют соответственно отрезные и канавочные резцы.

Наружные цилиндрические поверхности обтачивают прямыми или упорными проходными резцами (рис. 11.10, в, е, ж, з). Заготовки гладких валов обтачивают, установив их в центрах, ступенчатых валов – по схемам деления на части припуска или длины заготовки. Цилиндрические поверхности получают при обтачивании с продольной подачей суппорта.

Наружные и внутренние резьбы нарезают резьбовыми резцами (рис. 11.10, и), которые позволяют получать все типы резьб: метрическую, дюймовую, модульную и питчевую с любым профилем – треугольным, прямоугольным, трапециевидным, полукруглым и т.п. Производительность процесса невысока.

Продольное точение до уступа проводят упорным резцом (рис. 11.10, к ).

Различные виды фасонных поверхностей вращения образуются в основном теми же методами, что и при обтачивании. Применяют призматические и дисковые фасонные резцы (рис. 11.10, л ) или механические, электрические или гидравлические копировальные устройства.

Для протачивания закругленных канавок и переходных поверхностей используют галтельные резцы.

Режимы резания

Основными технологическими параметрами управления процессом резания являются: скорость резания V, подача инструмента S, глубина обработки t, материал инструмента и параметры его геометрии, состав, способы и интенсивность подачи смазочно-охлаждающей среды.

Ориентировочно при черновом точении глубина обработки может достигать 12 мм, при чистовом – не более нескольких десятых долей миллиметра. Подача в зависимости от глубины резания и материала составляет -0,3-2,0 мм/об, скорость резания – 1,5-7,5 м/с. Для станков без ЧПУ режимы резания в зависимости от конкретных условий выбирают из таблиц общемашиностроительных нормативов. Современные станки с системами управления CNC имеют в памяти обширные базы данных на материалы, типовые конструкции, инструменты и др. Это позволяет оператору при введении исходного и конечного профилей заготовки, размеров и точности детали, свойств материала и др. получить автоматически информацию о маршруте обработки, видах инструментов и приступить к ее изготовлению.

Твердым точением называют токарную обработку заготовок с твердостью выше 47 HRC и особыми режимами резания. Это новый, развивающийся вид обработки тел вращения, который зачастую является экономически более целесообразной альтернативой шлифованию. Современные инструментальные материалы, технологии и конструкции станков позволяют все шире внедрять этот процесс в производство.

Различают черновое, точное и особо точное твердое точение. Черновое реализуется при глубинах обработки 0,5–3 мм, скоростях резания 50–150 м/мин и подачах 0,1-0,3 мм/об и требует от станка максимальной жесткости и мощности привода. При прецизионном твердом точении глубина резания не превышает 0,1-0,5 мм при скорости резания 100– 200 м/мин и подаче 0,05–0,15 мм/об. Точность обработки соответствует 5–6-му квалитету при шероховатости поверхности после обработки R z 2,4–4 мкм. Особо точное твердое точение обеспечивает точность обработки в пределах 3–4-го квалитета при шероховатости до R z 1 мкм. Глубина резания находится в пределах 0,02–0,3 мм при скорости резания 150–220 м/мин и подаче 0,01 – 1 мм/об.

Функционально принцип твердого точения заключается в нагреве материала заготовки 1 в зоне контакта с режущей кромкой 4 до температуры свечения (рис. 11.11,11.12). Смазочно-охлаждающие жидкости в процессе не используются. Специально подобранная геометрия инструмента и режимы обработки нагревают материал, что приводит в зоне его среза 2 к отпуску до твердости около 25 HRC. После отделения стружки 3 происходит быстрое охлаждение материала.

Рис. 11.11.

1 – заготовка (62 HRC); 2 – зона среза (HRC 25); 3 – стружка (HRC 45); 4 – режущая кромка

В результате твердость детали уменьшается не более чем на 2 единицы, а полученная стружка имеет твердость около 45 единиц. Деталь в своей основной массе практически не нагревается. Пример твердого точения показан на рис. 11.12.

Рис. 11.12.

Для осуществления твердого точения необходимо применение станков, обладающих высокой точностью, статической и динамической жесткостью, температурной стабильностью и обеспечивающих свободный сход стружки.

Инструментальным материалом рабочей части резцов для твердого точения являются режущая керамика и кубический нитрид бора.

Торцы и уступы обрабатывают подрезными, проходными отогнутыми или проходными упорными резцами. Подрезной резец, рисунок — а) предназначен для обработки наружных торцовых поверхностей. При подрезании торца подача резца осуществляется перпендикулярно оси обрабатываемой детали. Подрезной резец, рисунок — б) позволяет обрабатывать различные торцовые и другие поверхности с продольной и поперечной подачами. Подрезные резцы изготовляют с пластинами из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Главный задний угол α=10-15 градусов, передний угол γ выбирают в зависимости от обрабатываемого материала. Проходным отогнутым резцом, рисунок — в) можно выполнять подрезку торца при поперечной подаче S2 и обтачивание при продольной подаче S1 резца. Проходным упорным резцом, рисунок — г) можно подрезать торцы и обтачивать уступы при продольной подаче S1. Резцы для подрезания торцов должны устанавливаться точно по оси детали, иначе на торце детали остается выступ. При большом диаметре торцовой поверхности припуск снимают с поперечной подачей в несколько проходов. Уступы более 2-3 мм подрезают проходными резцами в несколько приемов. Сначала уступ образуется при продольной подаче S1 резца, а затем подрезается при поперечной подаче S2, рисунок — д).

Режимы резания . При подрезании торцов и уступов поперечная и продольная подачи определяются так же, как и при обтачивании цилиндрических поверхностей. Поперечная подача обычно берется меньше продольной. Для черновой обработки торцов рекомендуются поперечные подачи 0,3-0,7 мм/об при глубине резания 2-5 мм, а для чистовой обработки 0,1-0,3 мм/об при глубине резания 0,7-1 мм. Скорость резания для обработки торцов и уступов обычно на 20% выше, чем при обработке наружных цилиндрических поверхностей, так как время участия резца в процессе резания незначительно и он не успевает нагреться до критической температуры.

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 , 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.

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.

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 . Существуют также резцы, которые изготавливаются целиком из , 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.

(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.

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.

В статье мы рассмотрим весь спектр 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.

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 (к слову, не получившим широкого распространения) обрабатывают внешние поверхности цилиндрических заготовок.

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).

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.

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.

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.

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.

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

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

• 16х10;
• 25х16;
• 32х20.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

В промышленности, машиностроении для получения требуемой точности и чистоты поверхности изготовленные отверстия подвергают дополнительной обработке. Достигают нужных показателей, используя расточной резец.

1 Токарный инструмент для растачивания – назначение и конструкция резцов

Резе́ц – токарного резца, который предназначен для обработки деталей или заготовок из различных материалов, а также разных форм, размеров, показателей точности. Является основным, наиболее часто применяемым инструментом при строгальных, долбежных и токарных работах (на станках соответствующего типа).

Чтобы придать изделию требуемые форму, размеры и точность изготовления с заготовки резцом снимают (срезают последовательно) слои материала. При этом инструмент и деталь, закрепленные жестко в станке, перемещаются относительно друг друга и взаимно контактируют. В результате этого рабочая часть резца врезается в слой материала, а затем срезает его в виде стружки.

У инструмента рабочий элемент представляет собой клин (острую кромку), который врезается в материал и деформирует его слой, вследствие чего сжатый фрагмент заготовки скалывается и сдвигается кромкой схода стружки (передней поверхностью) резца. Инструмент двигается дальше, что сопровождается повторением процесса скалывания и образованием из отдельных срезанных элементов стружки, вид которой зависит от скорости вращения материала заготовки, подачи станка, относительного расположения детали и резца, применения СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) и ряда других причин.

По виду работ и применяемости инструмент делят на:

• строгальный;
• долбежный;
• токарный.

Инструмент, снимающий стружку в результате взаимного прямолинейного перемещения резца и заготовки, называют строгальным (когда резание горизонтальное) или долбежным (вертикальное). Принцип работы обоих этих резцов идентичен и отличается от токарных, где резание непрерывно. При строгании и долблении инструмент режет исключительно при рабочем ходе.

В процессе токарной обработки заготовка вращается, в то время как осуществляется продольная и поперечная подача неподвижного резца, либо деталь стационарна, а инструмент вращается и подается (на расточных станках). Расточной токарный резец предназначен для расточки глухих и сквозных уже готовых отверстий, которые могут быть предварительно получены сверлением, штамповкой, в процессе отливки заготовки.

Основные элементы расточного токарного резца:

• головка (рабочая часть);
• державка (стержень) – используется для закрепления инструмента на станке.

Головка состоит из поверхностей:

• передней – по ней во время резки сходит стружка;
• главной задней – обращена к поверхности резания материала;
• вспомогательной задней – обращена к обработанной поверхности детали;
• главной режущей кромки – пересечение главной задней поверхности с передней;
• вспомогательной режущей кромки – пересечение вспомогательной задней и передней поверхностей;
• вершины – точка пересечения вспомогательной и главной режущих кромок.

Важными характеристиками резцов также являются углы, образуемые между поверхностями инструмента, плоскостями их проекций и касательными к ним, а также направлениями подачи. Инструмент для глухих и сквозных отверстий отличается формой головки.

2 Классификация и виды резцов для растачивания

Резцы для растачивания классифицируют по следующим основным параметрам. По направлению подачи делят на:

• левые;
• правые.

По конструкции:

• прямые – осевая линия головки резца продолжает ось державки или параллельна ей;
• отогнутые – ось головки отклонена влево или вправо от осевой державки;
• изогнутые – ось державки изогнута;
• оттянутые – головка инструмента уже державки;
• разработки конструкторов и токарей-новаторов, другие.

По сечению стержня:

• круглые;
• квадратные;
• прямоугольные.

По способу изготовления:

• Цельные – материал изготовления державки и головки идентичен.
• Составные – режущая часть выполнена в виде пластины, прикрепляемой определенным образом к державке из углеродистой конструкционной стали. Пластинки из рапида (быстрорежущей стали) и твердого сплава крепятся механически или припаиваются.

По роду материала:

• из инструментальной стали:
  • углеродистой – для малых скоростей обработки, обозначение начинается с буквы У;
  • легированной – допустимо резать в 1,2–1,5 раза быстрее, чем инструментом из углеродистой, так как выше теплостойкость;
  • высоколегированной (быстрорежущей) – повышенной производительности, обозначение с буквы Р (Рапид);
• из твердого сплава – скорости резания более высокие, чем у резцов из рапида, оснащены пластинами из твердых сплавов:
• металлокерамическими:
  • вольфрамовыми – группы ВК из карбида вольфрама, который сцементирован кобальтом;
  • титановольфрамовыми – группы ТК из карбидов титана и вольфрама, сцементированных кобальтом;
  • титанотанталовольфрамовыми – группы ТТК из карбидов титана, тантала и вольфрама, сцементированных кобальтом;
• минералокерамическими – характеризуются высокой теплостойкостью и одновременно очень хрупкие, что ограничивает их массовое применение, состоят из материалов, в основе которых технический глинозем (Аl 2 O 3);
• керметовыми – материалы на основе минералокерамики с металлами и их карбидами, вводимыми для снижения хрупкости;
• эльборовые – в основе материала режущих пластин кубический нитрид бора;
• алмазные – с алмазными пластинами.

По типу установки относительно заготовки:

• Радиальные – устанавливают перпендикулярно оси детали. Широко используются в промышленности, благодаря простоте крепления и удобному выбору геометрических характеристик режущей части.
• Тангенциальные – параллельно оси обрабатываемой детали. При работе усилие резца направлено вдоль его оси, благодаря этому он не подвергается изгибу. В основном применяются на токарных полуавтоматах и автоматах, где главным критерием обработки является чистота.

По виду обработки:

• черновые (обдирочные);
• получистовые – отличаются от обдирочных вершиной, радиус закругления которой увеличен, благодаря чему шероховатость поверхности после обработки уменьшается;
• чистовые;
• для тонкого точения.

Также выделяют резцы для растачивания глубоких отверстий и двусторонние. Основные типы инструмента стандартизованы. На каждый вид такого изделия, как расточной резец, ГОСТ регламентирует соответствующие конструкцию и размеры.

При отсутствии зенкера или сверла для рассверливания необходимого диаметра.

Когда требуется обеспечить необходимые прямолинейность и точность положения оси отверстия.

Когда диаметр обрабатываемого отверстия превышает , зенкеров.

При малой длине отверстия.

Расточной инструмент применяют на специальных расточных, токарно-револьверных, токарных, фрезерных станках и автоматах, оборудовании для алмазной (тонкой) расточки. Закрепляют в специальных патронах, переходных втулках или державках.

Резцы из инструментальной стали обычно используют при работах с легкими сплавами и материалами (фторопластом, текстолитом, алюминием и подобными), а оснащенные твердосплавными пластинами – с более прочными и твердыми (нержавеющая или закаленная сталь, бронза и другие). В процессе работы режущий инструмент подвержен износу (притупляется режущая кромка, а у изделий с твердосплавными пластинами выкрашивается), поэтому делают его переточку.

Для чего нужна правильная установка резца на токарный станок и как правильно осуществить монтаж? Основные правила, а также некоторые тонкости.

Весь ход процесса точения на токарных станках от самого начала и вплоть до окончательного результата в основном определяется грамотной установкой резца в резцедержателе. В противном же случае при его неправильном положении станку грозит довольно быстрый износ режущей кромки.

Не редко также из-за этой неполадки возникают серьёзные поломки оборудования, которые часто влекут за собой следом ощутимые материальные убытки на производстве.

Перед началом необходимо сперва тщательно очистить опорные поверхности держателя. Главное правило установки резца на токарный станок по сути заключается в том, что его вершина обязательно должна находиться на уровни линии центров станка.

Помните, что установка ниже этой линии приведёт к выталкиванию детали из центров при набегании, а установка выше – к недопустимому нагреву и крайне быстрому износу.

Но в иных случаях для дополнительного улучшения работы резца допускаются незначительные отклонения. К примеру, в процессе черновой обработки деталь устанавливают с небольшим превышением над уровнем центров, составляющем от 0.3 до 1.2 мм (зависит исключительно от диаметра обрабатываемого изделия).

Совершенно другой случай – чистовое точение, при котором установка резца осуществляется со снижением на аналогичную величину.

Будучи закреплённым в резцедержателе не менее, чем двумя болтами, резец необходимо подвести строго к центру задней или же передней бабки и отрегулировать по высоте, подстилая при этом под него не более трёх подкладок. Это придаст максимальную точность при установке детали.

Отдельного упоминания также заслуживают сами подкладки: их следует подготавливать целым комплектом сразу же заблаговременно. Не стоить их заменять на куски металла или же другие иные материалы.

Подкладки нужно класть на опорную поверхность резцедержателя, при этом контролируйте вылет резца – он не должен превышать 1.5 высоты стержня, в противном случае вибрации детали при работе станка не избежать.

Дальнейшая регулировка резца на необходимую глубину может быть произведена двумя путями: методом пробных стружек или с лимбом поперечной подачи. Выбирая первую технологию, резец подводят вплотную до первого касания к поверхности вращающейся детали.

Видео: подгонка (установка) резцов под токарный станок.