Токарная обработка на любом токарном станке немыслима без главного металлорежущего инструмента, проходного резца. Этот незаменимый режущий инструмент, будь то проходной упорный резец или проходной отогнутый, предназначен для основного снятия стружки.
Конструкция, геометрия режущей части и углы заточки: передний угол, задний угол, главный угол в плане
Конструкция резца включает державки для фиксации и рабочую часть. Ее эффективность задает геометрия режущей части — комплекс углов и поверхностей. Правильные углы заточки являются фундаментом производительной обработки, так как они определяют силы резания, износ инструмента и качество детали.
Рассмотрим три фундаментальных угла:
- Передний угол (γ). Формируется на поверхности схода стружки. Он напрямую влияет на деформацию срезаемого слоя. Большой положительный передний угол облегчает резание мягких материалов, а отрицательный — упрочняет режущую кромку для обработки твердых сплавов и прерывистого точения.
- Задний угол (α). Главный задний угол исключает трение задней поверхности инструмента о заготовку, предотвращая перегрев и преждевременный износ. Его стандартное значение (8-12°) обеспечивает свободный процесс резания без лишнего сопротивления.
- Главный угол в плане (φ). Определяет положение главной режущей кромки относительно направления подачи. Главный угол в плане влияет на толщину стружки и распределение нагрузки. Угол φ=90° (упорные резцы) позволяет обрабатывать уступы, а меньший угол (отогнутые резцы) делает врезание более плавным;
Материалы режущей кромки: быстрорежущая сталь, твердосплавные напайные пластины и СМП
Режущая кромка может быть из разных материалов. Быстрорежущая сталь, классический вариант. Более прочны напайные пластины. Самые стойкие и современные — сменные твердосплавные пластины или СМП, не требующие переточки на самом производстве.
Выбор резца по ГОСТ и стандарт: маркировка резцов, правый резец, левый резец, материал державки
Правильный выбор резца для токарного станка регламентирует стандарт, в частности ГОСТ. Маркировка резцов является ключом к их идентификации, она несет в себе информацию о сечении державки, геометрии, исполнении и материале режущей части. Важно различать правый резец и левый резец. Правый резец работает при подаче к патрону (справа налево) и является наиболее распространенным. Левый резец используется для обратной подачи или специальных операций. Выбор направления определяет всю технологию обработки. Не менее значим и материал державки. Обычно это конструкционная сталь (45, 40Х), обладающая достаточной прочностью и жесткостью, чтобы выдерживать силы резания и гасить вибрации. Это обеспечивает стабильное снятие стружки и надежное удержание режущей части, будь то напайные пластины из твердого сплава или современные сменные многогранные пластины (СМП). Точный выбор гарантирует производительность и высокое качество.
Применение и режимы резания: наружное точение, обточка валов, подрезка торца, снятие фаски, черновая и чистовая обработка, износ и заточка резца
Проходные резцы — это основной режущий инструмент для таких операций, как наружное точение и обточка валов. Проходной упорный резец также отлично справляется с задачей подрезка торца, а отогнутый — для снятия фаски. Эффективность этих процессов напрямую зависит от грамотно подобранных режимов резания.
Ключевые параметры режимов резания:
- Скорость резания (V): влияет на температуру в зоне резания и качество поверхности.
- Подача (S): определяет толщину стружки и производительность.
- Глубина резания (t): задает объем снимаемого материала за один проход.
В зависимости от цели, токарная обработка делится на два этапа. Черновая обработка подразумевает максимальное снятие припуска с высокой подачей и глубиной. Напротив, чистовая обработка требует высокой скорости резания при малых подачах для получения точного размера и гладкой поверхности. Постоянная работа приводит к износу резца, что снижает стойкость инструмента. Для восстановления геометрии необходима своевременная заточка резца.
FAQ: Вопрос ответ
В чем ключевое различие между проходным упорным и проходным отогнутым резцом?
Основное отличие заключается в геометрии, а именно в значении главного угла в плане (φ). У проходного упорного резца этот угол равен 90°, что позволяет вести обработку вплоть до уступа детали и эффективно выполнять операцию подрезка торца. Проходной отогнутый резец имеет этот угол меньше 90° (чаще 45° или 60°). Такая геометрия режущей части обеспечивает более плавное врезание в материал, лучшее распределение нагрузки на режущую кромку и эффективное снятие стружки при продольном точении, что делает его идеальным для операций типа обточка валов.
Почему так важен правильный выбор переднего угла заточки?
Передний угол (γ) — один из важнейших углов заточки, так как он напрямую влияет на процесс стружкообразования и силы резания. Положительный передний угол облегчает сход стружки и снижает усилие, что оптимально для вязких и мягких материалов. Отрицательный угол, наоборот, упрочняет режущую кромку, повышая ее прочность при обработке твердых материалов или при ударных нагрузках (прерывистое точение). Неправильный выбор этого угла приводит к увеличению износа, ухудшению качества поверхности и снижению общей стойкости инструмента.
Какой режущий инструмент выбрать: из быстрорежущей стали или с твердосплавной пластиной?
Выбор резца зависит от задачи и оборудования. Быстрорежущая сталь (HSS) — отличный вариант для универсальных работ на невысоких скоростях, она менее хрупкая и легко поддается переточке. Твердосплавные пластины (включая напайные пластины и СМП) позволяют работать на значительно более высоких режимах резания (скорость резания, подача), что кратно увеличивает производительность, особенно при обработке твердых и жаропрочных сплавов. Для современной токарной обработки на жестких станках твердый сплав является стандартом.
Как понять, что резец затупился и его пора менять или точить?
Износ резца проявляется несколькими характерными признаками. Во-первых, это ухудшение качества обработанной поверхности (повышенная шероховатость). Во-вторых, появляется характерный писк или вибрация во время резания. В-третьих, увеличивается нагрузка на токарный станок и может меняться цвет стружки. Своевременная заточка резца (для HSS) или замена СМП критически важна для сохранения точности размеров детали и предотвращения поломки инструмента.
Что скрывается за маркировкой резцов по ГОСТ?
Маркировка резцов, установленная ГОСТ,, это стандартизированный шифр. В нем закодирована вся ключевая информация: размеры сечения державки (например, 25x16 мм), тип резца, его исполнение (правый резец или левый резец) и марка материала режущей части (например, Т15К6 для твердого сплава). Понимание этого стандарта позволяет точно и безошибочно подобрать нужный металлорежущий инструмент для конкретной технологической операции.
