Резец — основной рабочий элемент любого токарного станка, посредством которого выполняется снятие с заготовки части металла, что необходимо для получения детали требуемых размеров и формы. В промышленной сфере наиболее распространены токарные резцы, о которых мы поговорим в данной статье.

В публикации рассмотрено устройство и размеры токарных резцов, изучена их классификация и разновидности, а также приведены рекомендации по заточке режущего инструмента в домашних условиях.

1 Особенности конструкции

Любой токарный резец состоит из двух элементов — головки и стержня, который ее удерживает. Стержень используется для закрепления режущей головки в посадочном гнезде токарного станка, он может иметь квадратное либо прямоугольное сечение.

Рассмотрим наиболее распространенные размеры стержней:

• квадратные: 40, 32, 25, 20, 16, 10, 8, 6, 4 мм;
• прямоугольные: 63*50, 50*32, 40*25, 32*20, 25*20, 25*16, 20*16, 20*12, 15*10.

Основной рабочей часть резца является его головка. Данная конструкция состоит из нескольких плоскостей, которые сведены друг к другу под строго заданным углом, что позволяет одним и тем же резцом выполнять множество металлообрабатывающих операций.

Стандартное устройство токарного резца вы можете увидеть на схеме, его типичная конструкция состоит из следующих основных узлов:

• задний угол (a);
• передний угол (Y);
• угол заострения (B);
• угол резания (Q);
• главный угол в плане (F)

Главный задний угол обозначается номенклатурой «Альфа», он представляет собой угол между плоскостью резания и задней стороной резца. Данный элемент выполняет важную функциональную задачу — они снижает силу трения тыльной стороны резца об обрабатываемую заготовку, что обеспечивает минимальную шероховатость поверхности детали. Чем меньше задний угол, тем сильнее изнашивается резец и тем хуже точность обработки. На практике задний угол уменьшают при работе с твердой сталью и увеличивают при обработке мягких металлов.

Передний угол (Y — гамма) представляет собой угол между передней стороной резца и главной режущей кромкой. Правильно подобранный передний угол обеспечивает тонкое удаление слоя снимаемого металла, без смятия нижерасположенного слоя стали. При превышении данного угла на 5 и более градусов от нормы значительно уменьшается прочность режущей кромки, что приводит к снижению ее эксплуатационного ресурса в 3-4 раза.

Главный угол в плане (F — фи) — кромка, параметры которой влияют на характер срезания металла больше всего. При изменении данного угла меняется толщина слоя срезаемого металла, что позволяет добиваться разного типа среза при одинаковом усилии и скорости подаче резца. Чем меньше угол F, тем более прочной является данная кромка, но при этом возникает необходимость значительного увеличения усилия подачи, что может привести к появлению вибраций при обработке.

1.1 Классификация и виды резцов

Согласно положениям действующих ГОСТ, токарные резцы классифицируются на разновидности по таким параметрам как тип конструкции, качество сборки, способ монтажа, направление подачи и способу обработки. Рассмотрим виды резцов в зависимости от их конструкции:

1. Цельные — резцы, в которых стержень и головка являются монолитными, это наиболее дорогая разновидность режущих инструментов. Для их производства используются углеродистые виды стали, что обеспечивает максимальную износоустойчивость конструкции.
2. Приварные — головка фиксируется на стержне посредством сварки. Качество инструмента непосредственно зависит от правильности приварки, несоблюдение технологии которой является причиной появления в соединительном шве микротрещин, приводящих к быстрой деформации резца.
3. С механическим соединением. Данный способ фиксации в основном используются при производстве резцов из керамических материалов, однако существуют и механические резцы из сталей регулируемого типа, конструкция которых позволяет изменять положение головки по отношению к стержню.

В зависимости от качества металлообработки выделяют 3 вида резцов — черновые, получистовые и чистовые. Черновые инструменты позволяют выполнять обработку на высокой скорости, также они способны снимать максимально толстый слой металла. Такие резцы отличаются высокой механической прочностью, они устойчивы к нагреву и износу, однако качество обработки достаточно низкое. Получистовые и чистовые резцы используются для доводки заготовки после черновой обработки. Они предназначены для подачи на небольшой скорости и снятия минимального по толщине слоя стружки.

Классифицируется режущий инструмент и в соответствии со способом установки в токарный станок, в зависимости от которой резцы бывают радиальные и тангенциальные:

• радиальные смонтированы под углом 90 градусов к плоскости обрабатываемой детали, что обеспечивает возможность использования более удобных в заточке типов режущих кромок;
• тангенциальные резцы монтируются под наклоном, отличающимся от прямого угла, им характерна усложненная схема установки, но при этом дают возможность получения максимально качественного снятия стружки.

В зависимости от того с какой стороны по отношению к обрабатываемой поверхности находится режущая кромка головки резцы классифицируются на правые и левые. Также инструменты делятся на виды по размещению режущей кромки относительно державки (стержня) на прямые, оттянутые, изогнутые и отогнутые.

Однако основным параметром классификации режущего инструмента для токарных станков является способ обработки, согласно которому резец может быть:

• проходной — предназначен для выполнения таких технологических операций как обточка и подрезка, монтируется на станки с продольной и поперечной подачей;
• подрезной — устанавливается исключительно на станки с поперечной подачей;
• отрезной — для станков с поперечной подачей, используется для обработки торцов и проточки кольцевых пазов;
• расточный — используется для обработки отверстий глухого и сквозного типа;
• фасонный — предназначен для снятия фасок и обработки фасонных поверхностей;
• резьбовой — может быть круглым, прямым либо изогнутым, применяется для нарезки наружной и внутренней резьбы.

Также классификация резцов осуществляется исходя из материала их изготовления. Выделяют три группы — из твердых сплавов (вольфрамовые, титан -вольфрамовые и тантало-вольфрамовые), из быстрорежущей и углеродистой стали. Универсальными являются титан-вольфрамовые резцы, которые пригодны для обработки любых типов металла.

1.2 Приспособление для заточки токарных резцов (видео)

Ключевыми параметрами, характеризующими эксплуатационные возможности любого набора токарных резцов по металлу, являются:

• геометрия режущих кромок;
• устойчивость к деформациям и вибрации кромок и стержня;
• материал изготовления;
• способ установки конструкции в резцедержатель;
• способ снятия стружки;
• геометрические размеры инструмента;
• качество обработки.

Именно соотношение данных факторов формирует пригодность резца к конкретному режиму обработки. Выбирая набор токарных резцов по металлу первоначально определитесь, какую марку стали вы будете обрабатывать чаще всего.

Затем нужно определить приоритетное требования к обработке — это может быть точность снятия (толщина слоя стружки и соблюдение геометрических размеров обрабатываемых деталей) либо его качество (отсутствие шероховатости, гладкость поверхности). Понимание данных параметров позволяет правильно определить требуемый тип резцов в соответствии с их характеристиками, указанными производителем в паспорте к изделию.

Заточка резцов в процессе их эксплуатации требуется регулярно, так как даже изделия из наиболее прочных сортов стали со временем изнашиваются. Для заточки необходимо использовать специальное оборудование — точильно-шлифовальный станок, при этом агрегат должен быть обязательно оснащен системой постоянного охлаждения.

Такие станки оснащены двумя рабочими кругами: первый — из карбида кремния (используется для заточки изделий из быстрорежущей стали), второй — из электрокорунда (для работы с твердосплавными инструментами). Затачивая резец своими руками первоначально нужно обработать главную поверхность, после нее затачивается задняя и вспомогательная плоскость, в последнюю очередь выводится передняя поверхность до тех пор, пока не будет получена идеально ровная режущая кромка. Проверка углов заточки выполняется с помощью стандартных шаблонов, которые можно приобрести в специализированных магазинах.

Любой резец рано или поздно может затупиться. Резцы со сменными одноразовыми пластинами в этом плане проще в использовании, так как точить их нет необходимости - можно просто сменить пластину. Нужную форму резцу и необходимые для работы углы придает заточка, а доводка, в свою очередь, очищает поверхность граней резца и придает им остроту.

Обычно заточку резцов производят специально обученные люди на профессиональном оборудовании, но в маленьких мастерских таких специалистов, да и оборудования зачастую не встретишь. Именно поэтому токари должны самостоятельно уметь заточить резец.

В настоящее время заточку производят абразивными кругами, путем шлифования их поверхности, также могут использоваться и специальные реактивы, и разные приспособления, упрощающие процесс заточки.

Шлифовальные круги для абразивной заточки устанавливаются, как правило, на обычном точиле или же на заточном станке. Вариант установки на точиле достаточно неудобен на практике. Здесь охладить и зафиксировать резец невозможно. Для заточки таким способом необходим большой опыт и профессионализм работника.

Для изготовления резцов чаще всего используют быстрорежущую, углеродистую сталь или же твердые сплавы. Для разных видов стали используются разные виды шлифовальных кругов. Для первого варианта - это корундовые круги, для второго материалом для кругов служит зеленый карборунд.

Схема заточки резца выглядит так: сначала нужно заточить главную заднюю грань, далее заднюю вспомогательную, потом идет передняя грань, ну а последним на очереди стоит радиус закругления вершины. После заточки резец прикладывают к шаблону, чтобы проверить правильность углов.

Для удачной заточки необходимо подвести к месту, где производятся работу, постоянную подачу воды для непрерывного охлаждения резца. Не допускается производить охлаждение прерывистой подачей воды или вообще резким погружением в нее. Эти действия могут привести к образованию трещин на поверхности резца и к ломкости самой кромки.

Затачиваемый резец ни в коем случае прижимать сильно к шлифовальному кругу не стоит, так как он либо отпустится, либо покроется трещинами. Необходимо просто постоянно перемещать резец равномерно по всей поверхности круга.

После полноценной заточки следует доводка рабочих граней, которая выполняется на мелкоабразивном оселке, смоченном керосином или техническим маслом.

Приходите к нам в мастерскую и вы получите профессиональную заточку токарных резцов.

1. Заточка резцов. Восстановление геометрической формы изношенных резцов выполняется заточкой на заточных станках; оснащенных шлифовальными кругами плоской формы для работы периферией круга, либо чашечной формы - торцом круга. Последние более удобны, так как позволяют получить на резце плоские поверхности…
Шлифовальный круг - особый режущий инструмент, состоящий из твердых абразивных зерен и связки. Благодаря высокой скорости вращения (12-15 м/сек) и большой твердости зерен он способен срезать (соскабливать) с поверхностей материалов любой твердости тонкие стружки. При этом обеспечивается высокая частота обработки, которая тем выше, чем мельче зерна круга.
По материалу зерен шлифовальные круги делятся на электрокорундовые и карбидокремниевые. Первые предназначены для заточки быстрорежущих резцов, вторые-твердосплавных. Их можно отличить по цвету. Электрокорундовые круги имеют белый, розовый, серый цвет с различными оттенками. Причем круги белого и розового цветов-высококачественные. Круги из карбида кремния, применяемые для заточки инструментов, светло-зеленого цвета.
Для заточных работ в основном пользуются кругами на керамической связке, представляющей собой обожженную огнеупорную глину в смеси с некоторыми другими связующими компонентами. Наряду с хорошей водоупорностью, пористостью и способностью сохранять рабочий профиль такая связка склонна к выкрашиванию под действием ударных нагрузок.
Кроме материала зерен, зернистости (величины зерен) и связки, шлифовальные круги характеризуются твердостью, под которой подразумевается способность связки удерживать зерна от выкрашивания. Мягкие круги в работе быстро осыпаются, твердые, наоборот, притупляются (засаливаются). Круг должен быть таким, чтобы он во время работы самозатачивался, т. е. по мере затупления зерен они должны выкрашиваться, уступая место острым зернам.
Заточку ведут в следующей последовательности: вначале затачивают переднюю поверхность, затем задние поверхности-главную и вспомогательные и после этого закругляют вершины (см. рис.20). При этом руководствуются правилами:
1. Подручник 1 регулируют так, чтобы обеспечивалось получение необходимых задних углов, расположение режущей кромки резца на уровне оси круга или немного выше, а зазор между кругом и подручником составлял бы не более 3 мм.
2. Во время заточки круг 3 должен набегать на режущую кромку в тело резца.
3. Резец удерживают руками, опирают на подручник, легко прижимают к рабочей поверхности круга и плавно перемещают вдоль нее.
4. Для направления резца при заточке задних поверхностей рекомендуется применять специальное приспособление 2, которое устанавливают под требуемым углом в плане и перемещают вместе с резцом.
5. Заточку ведут с обильным охлаждением или всухую. Периодическое замачивание нагретого резца в воде недопустимо вследствие возможного возникновения трещин на режущих кромках.
6. Засаленный или неравномерно изношенный круг правят и очищают твердым абразивным бруском из зеленого карбида кремния или специальной шарошкой с металлическими звездочками.
7. С целью защиты глаз от абразивной пыли следует пользоваться очками или прозрачным экраном.
8. Во время заточки стоять немного в стороне от плоскости вращения шлифовального круга.
9. Перед началом работы проверить надежность крепления защитного кожуха 4, состояние и действие кнопок «пуск»- «стоп», наличие и крепление заземляющего провода.
2. Доводка резцов. На рабочих поверхностях заточенных резцов остается шероховатость, которая, подобно мелким надрезам может явиться причиной возникновения трещин и выкрашивания режущих кромок в работе. Поэтому для сглаживания неровностей и повышения остроты режущих кромок резцы после заточки рекомендуется доводить.

Доводку выполняют на доводочном станке чугунным притиром 1 дисковой формы (рис. 21, а), вращающимся с небольшой скоростью 1-2 м/сек.
Предварительно на рабочую поверхность притира, смоченную керосином, наносят тонким слоем, а затем растирают абразивный доводочный порошок или специальную пасту. Для быстрорежущих резцов применяют корундовые порошки, для твердосплавных-порошки карбида бора.
При доводке резец опирают на подручник 2, слегка прижимают к притиру и медленно перемещают вдоль его поверхности. Притир должен набегать под режущую кромку со стороны тела резца, иначе будет происходить резание притира.
Доводку производят по узким ленточкам (2-4 мм) на передней и задней поверхностях вдоль главной режущей кромки и по радиусу вершины (рис 21, б). Для этого при заточке резца углы а и у делают на 2-3° больше требуемых.
В настоящее время широко используется более эффективный способ доводки резцов алмазными кругами (см. гл. XII, § 6).


3. Контроль резцов. Главные углы резца проверяются шаблоном (рис. 22, а) или измеряются настольным угломером (рис. 22, б); углы в плане - универсальным угломером.
Настольный угломер состоит из основания 1, стойки 2, кронштейна- 3 с градусной шкалой и измерительного угольника 4. При

поочередном прикладывании сторон угольника к задним и передней. поверхностям резца можно определить по градусной шкале значения задних углов a, а1 и переднего угла у.
Чистоту доведенных поверхностей, отсутствие, на режущих кромках сколов, трещин, прижогов определяют внешним осмотром при помощи лупы с 5-10-кратным увеличением.

Заточка резца заключается в придании формы и необходимого угла рабочей поверхности. Затачивают новые или затупившиеся инструменты. После заточки проводится доводка, во время которой инструменту придается острота, окончательно зачищаются рабочие поверхности.

Виды заточки

Большие металлообрабатывающие заводы специально содержат штат заточников и специальные станки для приведения резцов в рабочее состояние. Сотрудникам маленьких мастерских приходится делать это самостоятельно.

Провести заточку можно несколькими способами:

• абразивным (на шлифовальных кругах);
• химико-механическим (металл обрабатывают особыми составами);
• с помощью специальных устройств.

Абразивную заточку можно провести на заточном, токарном станке или вручную на шлифовальном бруске. Вручную очень сложно качественно заточить инструмент с соблюдением нужных углов. Осложняется процесс тем, что металл нагревается и теряет свои свойства. Поэтому результат напрямую зависит от умений токаря и его знания углов заточки.

Твердосплавные инструменты затачивают на зеленом карборунде. Резцы из различных типов стали обрабатывают шлифовальными кругами из корунда средней твердости. Первичную обработку проводят оселками с абразивом 36-46, финальную — 60-80. Перед установкой круга на токарный станок необходимо проверить целостность. Во время работы он может расколоться и поранить рабочего,а так же испортить угол заточки.

Химико-механический метод очень эффективен и быстр, обеспечивает чистую, гладкую поверхность, предупреждает формирование сколов и трещин. Применяется для затачивания крупных твердосплавных резцов. Их обрабатывают раствором медного купороса. Реактив формирует тонкий защитный слой, который смывается абразивными зернами, присутствующими в растворе. Процесс происходит в станке, оборудованном емкостью с подвижным шлифовальником. Закрепленный резец двигается возвратно-поступательно и с давлением около 0,15 кг на кв. сантиметр прижимается к абразивной поверхности.

На специализированных станках заточка резцов проводится белыми кругами из электрокорунда (быстрорежущие инструменты), зеленых из карбида кремния (твердосплавные), алмазных (для доводки).

Процесс заточки

Первой затачивают основную заднюю поверхность, потом вспомогательную заднюю поверхность, переднюю поверхность и затем радиус закругления конца. По окончании работы углы заточки сверяются с шаблоном.

Чтобы кромка получилась ровной и гладкой, инструмент нужно постоянно двигать вдоль шлифовальной поверхности. При такой работе круг дольше служит и изнашивается равномерно.

Обрабатывать инструмент можно всухую или с постоянным водяным охлаждением. Поток воды должен быть достаточным и непрерывным. Если инструмент затачивается всухую, не нужно периодически поливать его, окунать в емкость с водой. Это вызывает растрескивание поверхности и разрушение рабочей кромки.

Ручная доводка проводится:

• оселком мелкой зернистости с использованием технического масла керосина или — инструментов из различных видов стали;
• кругом из меди с использованием пасты из карбида бора и технического масла.

Доводят исключительно режущие поверхности инструмента с шириной кромки до 3 миллиметров. Эффективнее доводить резцы на станке с оселком из чугуна. Процедура проста и не требует больших временных затрат, но значительно продлевает срок эксплуатации и продуктивность инструмента. Важно соблюдать необходимые углы!

Видеоролики о затачивании резцов разных видов:

Подробные схемы и инструкции по заточке

Заточка резца и угол заточки

Не будем брать примеры из учебников, так как на самом деле в практике все по другому. Расскажу, как применить тот или иной режущий инструмент и предложу варианты заточки резцов.

Существует обработка внутренних и наружных поверхностей и для обработки необходимы определенные виды резцов например: внутренние расточные, подрезные, прорезные, отрезные, фасонные, резьбовые и много какие еще виды. Умение затачивать и применять на практике режущий инструмент приходит с опытом.

На рисунке 1 показан передний угол, его заточка должна быть от 2 до 15 градусов при этом не желательно уменьшать тело, иначе пластина будет висеть как бы в воздухе (возможен скол режущей кромки при точении детали).

На рисунке 2 показаны варианты канавок.

Рисунок 2а – канавка служит для чистовой отделки.
Рисунок 2б – такая канавка как (совковая лопата) применяется на отрезных резцах и резцах черновой обработки, с большой глубиной резания.
Рисунок 2в – такой вид канавки применяется при скоростном точении заготовок.
Рисунок 2г – применяется такая канавка для разного вида точения, другими словами это классический вид заточки.

На рисунке 3 показан угол наклона режущей кромки. Рисунок 3а прямая режущая кромка и стружка при такой заточке будет сходить ровно по канавке. Рисунок 3 б,в режущая кромка делается с наклоном, стружка при точении будет сходить вправо или лево относительно пластины резца.

Рисунок 4 это вид сверху. Такая заточка режущей кромки применяется на отрезных резцах. Этот вид заточки применяется в зависимости от обрабатываемых материалов.

Острые кромки необходимо притуплять или делать не большой радиус до 0.3, но режущая кромка должна быть острой. Притупление режущей кромки применяется при обдирке.

Резцы бывают быстрорежущие - применяются для точения мягких сталей или материалов например: алюминий, второпласт, текстолит и некоторые другие. Быстрорежущий отрезной резец можно применять при отрезании заготовок из стали и в некоторых случаях нержавейку. Марки быстрорежущих резцов бывают: Р18, Р6М5К5, Р9К5 и другие.

Резцы твердосплавные – применяются для точения более твердых и прочных материалов например: нержавейка, бериллиевая бронзы, каленые стали и другие. Марки твердосплавных резцов бывают: ВК8, ВК6, ВК6М, ВК6ОМ, ВК10ХОМ и другие. Более хрупкие твердосплавные резцы применяются для точения сырых сталей Ст20, Ст40, Ст45 и другие. Марки резцов: Т5К10, Т15К6, Т10К5 и другие.

Попробуйте заточить резец по образцу и попробуйте его в работе. По стружке можно определить, правильно ли заточен резец или нет. При правильной заточке стружка будет сходить сливная (завитая, плотная, а не хаотичная).

Заточка резцов производится на заточных станках. Заточные станки оборудованы кругами из электрокорунда (белый цвет круга), применяется при заточке быстрорежущих резцов. Круг зеленого цвета (карбида кремния), применяется при заточке твердосплавных резцов. Алмазные круги служат для доводки режущего инструмента.

В теории много не понятного и сложного для восприятия. Конечно же теория не заменит практику, но и без теории ни куда. Ознакомившись с первоначальными навыками теории можно приступать к практическим упражнениям. Для молодых специалистов порекомендую больше пробовать различных заточек резцов, таким образом вы быстро вникните в процесс работы и поймете правильность заточки режущего инструмента.