Резец расточной токарный

Рабочие режимы

Режим резания определяется несколькими факторами, основные среди которых – расточка инструмента, тип материала, диаметр углубления. Так, на основе диаметра резец для расточки цилиндров монтируют выше центра либо ниже. Резец для глухих отверстий во избежание образования в торце бобышек располагают по центру.

Однако чрезмерно большой вылет сказывается на качестве поверхности, так как вызывает вибрации и упругие деформации, а также ведет к быстрому износу пластины. В большинстве случаев оптимальна расточная оправка с наибольшей жесткостью. Под ней понимают способность к сопротивлению деформациям под внешним влиянием. Данный показатель дифференцируют на два типа. Статистическая жесткость относится к упругим деформациям, динамическая – к вибрациям. В целом она определяется материалом, размерами, формой и методом установки предмета. Жесткость имеет значение для режимов и частоты обработки, а также стойкости инструмента.

Для растачивания используется консольный способ крепления инструмента, характеризующийся малой жесткостью, вследствие чего наблюдаются вибрации. С целью улучшения виброустойчивости необходимо сократить вылет расточного резца. Однако, как было отмечено, это снизит глубину расточки. Оптимальным значением вылета, обеспечивающим виброустойчивость, считают равное четырем диаметрам оправки.

В процессе работ следует создать минимальную силу резания. Для этого подбирают геометрию расточного резца. Так, рекомендуется применять варианты с формами СМП типа V и D. К тому же следует выбирать модели с положительной геометрией передней поверхности пластин и радиусом при вершине заднего угла равным 90°. При эксплуатации для задней поверхности допустим износ до 0,3 мм. Наконец, лучшую виброустойчивость обеспечивают твердые сплавы с износостойкими покрытиями.

Величина прогиба определяется также моментом инерции поперечного сечения державки, который зависит от его формы и размеров.

Ввиду этого жесткость таких моделей выше, чем у вариантов с круглой державкой. Это позволяет значительно повысить скорость резания в отсутствии вибраций даже при большом вылете. К тому же допустимо повышение сечения стружки до 5 раз. Наконец, в изготовлении такие расточные резцы проще, чем обычные.

Угол заточки расточного внутреннего резца определяется типом работ (черновые, чистовые). Задний угол связан обратной зависимостью с диаметром отверстия.

Правила эксплуатации

Токарные резцы способны долгое время выполнять основную функцию, пока не сточится рабочая поверхность. Но неправильное использование сокращает срок службы инструмента. Чтобы не допустить предварительного износа, нужно соблюдать простые правила эксплуатации:

• Устанавливать по центру.
• Чем больше габариты заготовки, тем крупнее должен быть резец.
• Включать охлаждение при работе на тяжелых режимах.
• Своевременно затачивать.
• Периодически проводить доводку рабочих поверхностей мелкозернистым камушком, не вынимая инструмент из резцедержателя.
• К заготовке подводить инструмент вручную, после касания включать автоматическую подачу.
• При остановке станка сначала вручную отвести инструмент, после выключить агрегат.
• Правильно подбирать режимы резания.
• Не хранить инструмент в куче — это приводит к сколам и трещинам на режущей кромке.
• При работе с отрезным резцом подводить его как можно ближе к патрону.

На токарном станке выполняется много видов работ. Для каждого процесса предусмотрен отдельный резец. Он подбирается исходя из обрабатываемого материала, режимов резания, параметров чистоты и шероховатости. Инструмент нужно своевременно его затачивать, соблюдать правила эксплуатации и хранения.

Производители

При выборе резцов следует ориентироваться не на лучшую цену, а на соответствие продукции требованиям государственного стандарта. Произведенные по техническим условиям резцы вряд ли прослужат долго, да и заточить их будет проблематично. Несоответствие стандарту прямо указывает на изменение состава материалов в сторону удешевления. Например, для сплава ВК8 разница в несколько процентов кобальта кардинально меняет прочностные и температурные характеристики.

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

Советы по выбору расточного резца

Чтобы правильно подобрать расточной резец для обработки конкретного отверстия, необходимо учесть следующие моменты:

• из какого материала должна быть изготовлена рабочая часть: здесь нужно знать, какой металл будет подвергнут обработке и какие режимы обработки;
• геометрию резца – его рабочей части: этот параметр исходит из задач обработки;
• показатель виброустойчивости и прочности тела инструмента и кромки, которая режет: основополагающее здесь – режим обработки, наличие или отсутствие охладителя;
• размер резца и его форма диктуется размером отверстия и задачами обработки;
• конструкцию и способ фиксации режущей пластины, если она съемная;
• тип отделения стружки от поверхности при обработке;
• форму и тип резцедержателя в станке.

Рабочие режимы

Режим резания определяется несколькими факторами, основные среди которых – расточка инструмента, тип материала, диаметр углубления. Так, на основе диаметра резец для расточки цилиндров монтируют выше центра либо ниже. Резец для глухих отверстий во избежание образования в торце бобышек располагают по центру.

Однако чрезмерно большой вылет сказывается на качестве поверхности, так как вызывает вибрации и упругие деформации, а также ведет к быстрому износу пластины. В большинстве случаев оптимальна расточная оправка с наибольшей жесткостью. Под ней понимают способность к сопротивлению деформациям под внешним влиянием. Данный показатель дифференцируют на два типа. Статистическая жесткость относится к упругим деформациям, динамическая – к вибрациям. В целом она определяется материалом, размерами, формой и методом установки предмета. Жесткость имеет значение для режимов и частоты обработки, а также стойкости инструмента.

Для растачивания используется консольный способ крепления инструмента, характеризующийся малой жесткостью, вследствие чего наблюдаются вибрации. С целью улучшения виброустойчивости необходимо сократить вылет расточного резца. Однако, как было отмечено, это снизит глубину расточки. Оптимальным значением вылета, обеспечивающим виброустойчивость, считают равное четырем диаметрам оправки.

В процессе работ следует создать минимальную силу резания. Для этого подбирают геометрию расточного резца. Так, рекомендуется применять варианты с формами СМП типа V и D. К тому же следует выбирать модели с положительной геометрией передней поверхности пластин и радиусом при вершине заднего угла равным 90°. При эксплуатации для задней поверхности допустим износ до 0,3 мм. Наконец, лучшую виброустойчивость обеспечивают твердые сплавы с износостойкими покрытиями.

Величина прогиба определяется также моментом инерции поперечного сечения державки, который зависит от его формы и размеров.

Ввиду этого жесткость таких моделей выше, чем у вариантов с круглой державкой. Это позволяет значительно повысить скорость резания в отсутствии вибраций даже при большом вылете. К тому же допустимо повышение сечения стружки до 5 раз. Наконец, в изготовлении такие расточные резцы проще, чем обычные.

Угол заточки расточного внутреннего резца определяется типом работ (черновые, чистовые). Задний угол связан обратной зависимостью с диаметром отверстия.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий межгосударственный стандарт: ГОСТ 18064-2016 Резцы расточные цельные твердосплавные со стальным хвостовиком. Технические условия Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочного стандарта в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Выбор режима резания при растачивании

На выбор параметров режима обработки в первую очередь влияет угол заточки, который имеет резец, материал (тип, марка металла), с каким будут проводиться работы, размер канала в поперечнике и некоторые иные факторы. Основные параметры режима обработки:

• глубина, на которую будет проводиться рез (t);
• скорость подачи инструмента в канал (s);
• скорость съема толщины металла (v).

Так, при обработке получистового характера рекомендуется углубляться в пределах 3.0–0.5 мм, при чистовой обработке – 1.0–0.1 мм. При глубоких каналах и большом съеме металла следует увеличивать подачу инструмента, чтобы снизить вибрацию.

Критерии выбора

Тип резца и марку указывают в техпроцессе на обработку детали.

Госстандарты на инструмент

• Проходные упорные быстрорежущие — ГОСТ 18870-73.
• — — — — — — — — — — — твердосплавные — ГОСТ 18879-73.
• Проходные отогнутые быстрорежущие — ГОСТ 18868-73.
• — — — — — — — — — — — твердосплавные — ГОСТ 18877-73.
• Проходные прямые быстрорежущие ГОСТ — 18869-73.
• — — — — — — — — — — — твердосплавные — ГОСТ 18878-73.
• Сборные резцы ГОСТ — 26611-85.

Основные режимы резания

Резцы черновой резки запрещено применять в чистовых работах и наоборот.

Сначала делают предварительную работу: снимается до 5–8 миллиметров в несколько проходов. Чистовая — для соблюдения точных размеров детали. Толщина среза — десятые и сотые доли миллиметра. Режимы обработки задаются в технологической карте.

Геометрия

Все подрезные резцы характеризуются одинаковой геометрией:

• Стержень применяется для фиксации в станке.
• Опорная поверхность имеет аналогичное назначение.
• Передняя поверхность откатывает стружку.
• Режущая кромка выполняет разрезание предметов.
• Вспомогательная кромка, пересекаясь с режущей, формирует вершину резца.
• Вершина лезвия представлена точкой взаимодействия инструмента и предмета.
• Задняя поверхность обеспечивает поддержания пластины.
• Вспомогательная задняя поверхность обеспечивает свободное перемещение резца по рабочей поверхности.

Следует отметить, что названные элементы подрезных резцов объединяют в два основных конструктивных узла. Так, стержень и опорная поверхность формируют державку, служащую для фиксации на станке. Она может быть выполнена в прямоугольном либо квадратном сечении. Переднюю и обе задние поверхности объединяют в рабочую поверхность, называемую головкой. На ней установлены режущие кромки. Таким образом, головка сформирована несколькими плоскостями и режущими кромками.

Угол заточки последних определяется материалами пластин и целевых заготовок, а также способом обработки.

Геометрические характеристики

Расточной токарный резец включает державку, служащую для монтажа инструмента в станке, и рабочую поверхность. Рабочая поверхность для врезания в материал имеет клинообразную форму. Она сформирована тремя углами, суммарно образующими 90°.

• Основной задний угол, разделяющий заднюю поверхность и режущую плоскость, сокращает трение обрабатываемого предмета и задней поверхности. Твердость материалов связана обратной зависимостью с величиной этого угла и прямой с их шероховатостью.
• Угол заострения, разделяющий заднюю и переднюю поверхности, определяет прочность резца.
• Основной передний угол, разделяющий переднюю поверхность и перпендикулярную режущей поверхности плоскость, определяет степень деформации удаляемого материала.

Размеры определяются ГОСТ. Так, ГОСТ 18882-73 описывает токарные расточные резцы с твердосплавными пластинами для сквозных отверстий. ГОСТ 18883-73 определяет параметры аналогичных инструментов с пластинами из твердых сплавов, рассчитанных на создание глухих отверстий.

В ГОСТ 9795-83 описаны державочные резцы для сквозных отверстий, рассчитанные на косое и прямое крепление.

Типы

Основная классификация фасонных резцов, приведенная далее, основана на конфигурации задней поверхности и особенностях конструкции.

Помимо этого, в систематике используются такие параметры, как:

• направление подачи;
• положение отверстия и установочной базы;
• положение передней поверхности;
• форма образующих поверхностей;
• конструкция.

Стержневые

По конструкции фасонные стержневые резцы во многом сходны с токарными, однако отличаются кромкой, соответствующей конфигурации целевой поверхности заготовки. Они рассчитаны на короткие фасонные поверхности и отличаются малой высотой рабочей части. Это обуславливает малое количество переточек, в чем состоит основной недостаток стержневых резцов. Поэтому они редко применяются в производстве. Имеют стандартный способ закрепления в суппорте станка.

Круглые

Модели круглой конфигурации выполняют вращение. Для формирования передней поверхности и обеспечения схода стружки они имеют угловой паз. Ввиду установки оси резца выше оси заготовки на кромке получаются положительные задние углы. У вариантов с осью, параллельной оси заготовки, кромки перпендикулярны ей, а их углы равны нулю. Формирующаяся при вращении кромки относительно оси инструмента задняя поверхность является торцевой плоскостью. При работах она контактирует с предметом. Вследствие этого отсутствует зазор между ними, что сокращает режущую способность. Это свойственно и для призматических фасонных резцов при стандартном монтаже. Для формирования положительных задних углов кромок, перпендикулярных оси заготовки, используют резцы круглые с наклонной осью относительно предмета, а также призматические с наклонной крепежной базой. Такие варианты способны обрабатывать поднутрения при наклонной подаче.

Эти инструменты наиболее подходят для создания ступенчатых каналов при осевой подаче. Возможно наличие хвостовика для установки.

Служат для работ с внешними и внутренними поверхностями. Отличаются наибольшим количеством переточек среди всех типов фасонных резцов, следовательно, это самый технологичный вариант.

Дисковые модели проще в производстве и могут иметь много переточек, однако характеризуются меньшей жесткостью крепления в сравнении с призматическими. Они актуальны для предметов с меньшей глубиной профиля.

Призматические

Выполнены в соответствующей названию конфигурации. Боковая грань с цилиндрической поверхностью выполняет роль задней поверхности, а плоская торцевая – передней. Задние углы кромки создают путем наклонного монтажа. Резцы данного типа имеют много переточек. Они рассчитаны на обработку сложных, длинных фасонных поверхностей. Относительно круглых отличаются большей прочностью кромки, обширным диапазоном заднего угла, более надежным креплением, лучшим теплоотводом, большей точностью работ. Однако не подходят для внутренней обработки.

Конструкции токарных инструментов

В конструкциях любых резцов, используемых при токарных работах, выделяются такие основные элементы:

• головка (другое ее название – рабочая головка), этой частью обрабатывается металл;
• державка – с ее помощью производится фиксация инструмента на станке.

Резцовая державка выполняется двумя вариантами (берется во внимание поперечное сечение): в виде прямоугольника и квадрата. Формирование рабочей головки происходит в нескольких плоскостях

Режущие кромки отличаются, их угол заточки напрямую зависим от вида обработки, а также соответственно и самого сырья

Зависимо от ситуации и потребностей обработки, в установках для точения металла используются разные виды резцов

Режущие кромки отличаются, их угол заточки напрямую зависим от вида обработки, а также соответственно и самого сырья. Зависимо от ситуации и потребностей обработки, в установках для точения металла используются разные виды резцов

Формирование рабочей головки происходит в нескольких плоскостях. Режущие кромки отличаются, их угол заточки напрямую зависим от вида обработки, а также соответственно и самого сырья. Зависимо от ситуации и потребностей обработки, в установках для точения металла используются разные виды резцов.

Подрезной

Подрезной отогнутый сильно похож на проходной упорный, но есть определенные отличия.

Подрезные инструменты отличаются от проходных упорных тем, что их рабочая поверхность – это пластины, сделанные из твердого сплава (они имеют форму в виде треугольника), одна из них – закругленная. Что касается проходных, то сторона сделана не закругленной, а прямоугольной.

При помощи подрезных отогнутых резцов обрабатывают в поперечном направлении, при обработке приспособление должно находиться в перпендикулярном положении. Существует подрезной упорный тип, но на практике используются значительно реже.

Расточной

Этот инструмент применяется для внутренней расточки заготовок.

Расточной резец

Бывает два типа рассматриваемых токарных приспособлений, первый используется при растачивании глухих отверстий, а другой для растачивания уже имеющихся, например, после сверления сверлом.

Стоит помнить о том, что серьезную роль играет при расточке державка, от ее толщины и прочности зависит качество расточки. Прямые пластины, которые не имеют выступов, дают возможность без усилий входить во внутреннюю часть при вращении.

С применением такого инструмента появляется возможность обработки заготовок с разными формами, под углом (если нужно).

Существуют конструкции универсальных приспособлений, которые еще называются сборными. Это так потому что на одной державке крепится не одна пластина, а несколько.

Отрезной

Отрезные резцы для токарного станка нельзя перепутать с другими видами инструмента.

Они имеют тонкую ножку, к которой прикреплена (при помощи пайки) пластина для резки. Она делается из особого сплава, например, рапида или победита.

Ширина канавки зависит исключительно от толщины действующей пластинки или насадки. Точение производят под углом 90°. А также такими типами приспособлений можно сделать канавки.

Практически каждый токарь использует отрезной резец, без которого никак не обойтись. Они применяются для отрезания заготовок нужных размеров (металлические болванки, прутья, трубы, шестигранники).

Проходной

Торцевая часть всегда обрабатывается при помощи отогнутых проходных приспособлений. А также ими снимаются фаски.

Проходной резец для токарного станка бывает неодинаковых конструкций. Встречаются отогнутые, упорные и прямые их типы.

Упорный отогнутый – это еще одно разнообразие проходного резца. При помощи такого инструмента во время обтачивания металла происходит снятие металла. Движение резца происходит вдоль направления поворота деталей. Упорные отогнутые приспособления бывают двух типов – левосторонними и правосторонними.

Прямой тип резцов применяют в тех же случаях, что и отогнутый, в зависимости от ситуации. Главное, чтоб соблюдались все условия технологии и техники безопасности.

Резьбовой

В комплекте каждого токарного станка должен обязательно быть резьбовые резцы (наружные, внутренние).

Первый тип применяется при производстве резьбы с наружной стороны. Режущая пластина имеет форму наконечника копья. Что касается второго типа, то работа выполняется внутри заготовки.

Особенности применения канавочного резца

Резание заготовок на токарном оборудовании происходит с соблюдением определенных режимов. Так, канавочный тип резцов требует иного применения, нежели другие виды режущей оснастки. Если брать обработку по глубине, то за одну подачу не углубляются более чем на ширину кромки. Расширение канавки происходит путем нескольких проходов инструмента вдоль оси детали. На скорость подачи влияет много факторов: это и обрабатываемый материал, и тип режущей оснастки, поэтому здесь есть пределы от 0.2 до 0.07 миллиметров за один оборот.

Канавки, которые можно получить на поверхности заготовки, бывают разных видов.

1. Узкие по ширине, где размер равен величине рабочей части резца. Такую обработку проводят в ручном режиме и здесь используют всего один проход. Подача инструмента осуществляется четко в место будущего углубления по чертежу.
2. Канавки, образуемые на уступах детали или ее торцах. В этом случае применяют лимб для подачи в поперечном направлении – так выставляют диаметр будущего углубления, а требуемой глубины добиваются, используя лимб перемещения суппорта в продольном направлении.
3. Широкие по размерам углубления. Их получают за несколько проходов. Сначала канавочный резец подают на нужную глубину (с учетом 0.5 миллиметров припуска) с правой стороны канавки. Припуск оставляют для того, чтобы на конечном этапе сделать финишную обработку. Затем, двигаясь справа налево, доходят до другого конца канавки. Далее в обратном направлении прорезают деталь начисто.

Особенности процесса

Спецификой растачивания, особенно малых диаметров, является затрудненное стружкоотведение. Работа ведется в закрытой зоне, стружка накапливается, сбивается, вследствие этого затрудняется процесс резания, ухудшается теплоотвод и может повреждаться обработанная поверхность. Для решения этой проблемы применяется смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ). Она отводит тепло и вымывает стружку в специальные стружколомающие канавки на передней поверхности режущей части резца

Это важно в данном случае. Указанная канавка представляет собой лунку с закругленным дном

В результате применения элементов стружкодробления удается избежать образования сливной стружки, которая сплетается в «бороды» и блокирует работу инструмента, вследствие чего резец расточной может выйти из строя.

Список актуальных ГОСТов

Ввиду различий в конструкции, размерах и геометрии, многие не могут правильно подобрать резец подрезной. ГОСТ должен избавить от этих трудностей. В стандарте имеется вся необходимая информация о токарных инструментах, их конструкции, геометрических параметрах и других не менее важных особенностях, которые пригодятся при расчете режимов резания и выборе резца.

Всего есть 4 государственных стандарта, в которых упоминаются токарные подрезные резцы:

1. ГОСТ 18880-73 (переиздание с изм. 2003 г.). В стандарте изложена краткая информация об основных обозначениях, конструкции, геометрических параметрах и размерах подрезных отогнутых резцов, имеющих напаянные режущие пластины из твердого сплава.
2. ГОСТ 18871-73 (переиздание с изм. 2003 г.). В стандарте имеется необходимая информация о конструкции и размерах токарных подрезных резцов с напаянными пластинами из быстрорежущей стали.
3. ГОСТ 28980-91 (переиздание с изм. 2004 г.). Говорится о проходных и подрезных резцах со сменными твердосплавными пластинами.
4. ГОСТ 29132-91 (переиздание с изм. 2004 г.) Имеется информация о проходных и подрезных резцах со сменными многогранными пластинами, которые применяются в производстве вместе со специальным приспособлением, копиром.

Виды и назначение расточных резцов

Резцы расточные нужны, чтобы обрабатывать любые круглые отверстия как глухого типа, так и сквозные. Основные части – это рабочая область, или головка, на которой непосредственно закреплен режущий элемент, и державка – элемент, при помощи которого расточный инструмент крепится в станок. Отверстия бывают разными, и требуются разного рода обработки, поэтому сам инструмент тоже отличается друг от друга.

Выделено несколько подгрупп, куда можно включить тот или иной тип оснастки. В первую очередь резцы можно подавать в разных направлениях. Исходя из этого, созданы правые и левые режущие элементы. По конструктивным признакам бывают резцы:

1. Расточные прямые. В них ось режущей головки и ось хвостовика (державки) будут совпадать.
2. Расточные отогнутые. Отогнутый элемент не имеет совпадения в осях между рабочей зоной и державкой.
3. Режущие элементы с державкой, имеющей изогнутую форму.
4. Расточные оттянутые. У них головка по размерам уже, нежели державка инструмента.

Если деталь сложная по конструкции, то может понадобиться совершенно оригинальный инструмент для расточки. Такая оснастка, как правило, не входит в основную классификацию и изготавливается по индивидуальным чертежам.

Резцы расточные также могут различаться по форме хвостовика. Здесь можно выделить круглые державки либо с квадратным или прямоугольным поперечником. Когда для изготовления всех элементов был применен один металл, такой инструмент называется цельным. В случае использования вставных режущих кромок инструмент является составным.

Резцы для глухих отверстий

Согласно технической документации резец расточной для глухих отверстий изготавливается из инструментальных сталей с твердосплавными пластинами. Сплавы, которые применяются для изготовления пластин: Т5К10, Т15К6 и ВК8. Конструктивно резец такого инструмента имеет форму треугольной пластины и может относиться как к прямому, так и к отогнутому типу.

При обработке глухих отверстий важно правильно закрепить оснастку в держателе станка. Если, кроме расточки канала, необходимо выполнить еще подрезку торца, элемент выставляют четко соосно относительно центра отверстия

В этом случае после обработки в центре торцовой плоскости не останется бобышки. Для предотвращения порчи отверстия величина режущего элемента не должна превышать половины диаметра обрабатываемого канала.

Резцы для сквозных отверстий

Расточной резец, который призван обрабатывать отверстия, просверленные насквозь, имеет режущие кромки из напаек твердого сплава. В зависимости от величины угла переднего у расточной оснастки ею можно обрабатывать те или иные поверхности. Так, угол в 0 градусов позволяет резать вязкие металлы, стали и другой материал. Если угол составляет 10 градусов, под силу работа с хрупкими металлами и чугуном. Наиболее распространены режущие элементы с углом кромки в 60 градусов. Они бывают двух исполнений:

1. С рабочей частью конической формы (позволяют работать с диаметрами 34–14 миллиметров).
2. С рабочей частью прямоугольной формы, которая имеет скос и позволяет обрабатывать диаметры 110–40 миллиметров.

Работа расточным инструментом осуществляется в направлении вращающейся оси. Закрепление державки в станке осуществляется таким образом, чтобы элемент был смещен от центра обрабатываемого отверстия.