Как заточить отрезной резец на токарный станок. Классификация и разновидности токарных резцов по металлу Заточка токарных резцов по металлу

Резьба по дереву – это один из древнейших видов прикладного искусства, не утративший свою популярность и сегодня. Художественная резьба – очень трудоемкое и сложное, но очень увлекательное занятие, для которого необходимы специальные инструменты – резцы по дереву.

Существует большое количество типов и форм этих инструментов, предназначенных для разных методов вырезания, зависящих от специфики участков рельефа деревянной заготовки. От их качества не меньше чем от мастерства резчика зависит чистота резьбы.

Виды резцов

Все резцы по дереву, необходимые для ручной работы, имеют однотипную конструкцию и состоят из металлического лезвия с хвостовиком, на котором закреплена деревянная рукоятка.

Для вырезания несложных геометрических орнаментов на плоской поверхности можно обойтись парой простых резаков, но для создания сложных объемных и ажурных произведений из дерева потребуется применение большого числа специальных резцов.

Наиболее широко применяются следующие виды этих инструментов:

• нож-косяк – инструмент наподобие сапожного ножа с коротким треугольным лезвием, угол скоса которого может быть разным, что делает его универсальным и подходящим для большого спектра работ;
• стамеска – наиболее распространенный тип резца по дереву. Им выполняется основной объем работы при создании большинства резных изделий, он имеет ровное лезвие с режущей кромкой на конце, которая бывает прямой, косой, полукруглой или уголковой в форме буквы V;
• клюкарза – инструмент, похожий на стамеску, с лезвием, имеющим два изгиба по сто двадцать градусов (чтобы рукоятка при работе не цепляла обрабатываемую плоскость). С разнообразными режущими частями – полукруглыми, скобчатыми, прямыми и другими;
• ложкорез – резец для вырезания ложек и другой посуды, выполненный в форме кольца или полукольца с заточенной боковой гранью;
• топорик – нож, похожий на немного скошенное лезвие топора, являющийся довольно универсальным инструментом, уголками которого можно делать резы как на себя, так и от себя, а серединой лезвия срезать выпуклости.

Для тех, кто только начинает осваивать методику резьбы по дереву, на первых порах достаточно будет купить 5-6 резцов – нож-косяк, плоскую стамеску и по две полукруглых и уголковых с разными радиусами и углами загиба. Но брать нужно качественные, профессиональные инструменты, несмотря на их немаленькую цену. Дешевые наборы для начинающих делаются из плохой стали, очень быстро тупятся и работа ими не доставит удовольствия резчику.

Опытные мастера предпочитают делать для себя резцы по дереву самостоятельно. Их изготовление не представляет большой сложности и вполне под силу любому человеку, даже в домашних условиях.

Изготовление своими руками

При изготовлении этих инструментов не обойтись без электрического заточного станка (электроточила) с комплектом абразивных кругов разной зернистости. В большинстве операций его может с успехом заменить болгарка с отрезными и шлифовальными дисками.

Лезвие резца по дереву

Для изготовления лезвия инструмента подойдут любые отслужившие свой век изделия из высококачественной стали – рессоры, сверла, скальпели, рашпили и даже кольца подшипников.

Для ножей самым простым выбором является полотно для ножовки по металлу. Изготовление заключается в нарезании его на отрезки требуемой длины, формировании нужной формы лезвия и заточки.

Лучший вариант для стамесок – диск циркулярной пилы, толщина которого очень хорошо подходит для этой цели. Углеродистая сталь, из которой она изготовлена, долго держит заточку даже при обработке твердых пород дерева. Отрезание полос нужного размера и их вытачивание для получения необходимой формы лезвия выполняется с помощью болгарки или абразивного диска электроточила.

Для полукруглой стамески отлично подойдет старый пробойник – он уже имеет нужную форму. Достаточно только срезать с него лишний металл и заточить.

При интенсивном обтачивании металл нагревается, что вызывает отпуск, делающий его более мягким, неспособным долго сохранять заточку. Поэтому после придания лезвию нужной формы и заточки требуется закалка. Для этого нужно нагреть режущую часть при помощи газовой или керосиновой горелки до малинового цвета и опустить в емкость с машинным маслом.

Рукоятка

В качестве материала для рукоятки наиболее подходящим деревом считается дуб. Ну а где он не растет, его вполне успешно заменит береза, которая, будучи обожженной до черноты газовой горелкой и отшлифованная, не требует никакого покрытия и очень комфортна для работы.

Для ножей по дереву рукоятку можно сделать следующим способом:

• выпилить два бруска длиной около 12 сантиметров и сечением 12х22 миллиметра;
• приложив хвостовик лезвия к бруску, обвести его карандашом;
• стамеской выбрать древесину на глубину толщины лезвия;
• нанести на поверхности брусков столярный клей (можно ПВА или ЭДП), соединить конструкцию и стянуть ее струбцинами или зажать в тисках;
• после высыхания клея обстругать рукоятку или обточить на электроточиле и ошкурить.

Для стамесок рукоятку можно выточить на токарном станке или выстрогать из целого бруска. Затем просверлить отверстие по размеру хвостовика и, предварительно надев на рукоятку обжимное кольцо, предохраняющее дерево от раскалывания, аккуратно насадить ее на лезвие.

Заточка резцов по дереву

Завершающим этапом изготовления резцов по дереву является формирование режущей части и заточка. Основную часть металла с режущей кромки можно убрать на абразивном круге электроточила или заточным диском болгарки.

Углы заточки фасок всех видов резцов примерно одинаковые и лежат в диапазоне 18-25°, а длина острой части составляет порядка 20-35 мм, в зависимости от общей длины резца. В процессе обработки необходимо обязательное постоянное охлаждение лезвия в емкости с водой.

Дальнейшая работа выполняется вручную в следующей последовательности:

• заточка на наждачном бруске, который рекомендуется периодически смачивать водой;
• заточка на более тонком бруске или на шкурке-нулевке, положенной на твердую, ровную подложку;
• завершающая правка и полировка режущей кромки на кожаном ремне, натертом пастой ГОИ.

В процессе эксплуатации режущего инструмента его лезвие неизбежно теряет свою остроту. Регулярная тщательная заточка резцов по дереву – необходимое условие для комфортной работы резчика и высокого качества резного изделия.

Токарные резцы по дереву

Токарный резец – инструмент, предназначенный для ручной обработки вращающейся в станке заготовки. Такие инструменты, в отличие от резцов по дереву для ручной работы, имеют длинную ручку. Она необходима для того, чтобы токарю было удобно держать инструмент. Наличие такой ручки позволяет контролировать лезвие, не прикладывая больших усилий для удержания резца.

Лезвие у всех разновидностей токарных резцов тоже длиннее, чем у ручных, поскольку токарю при работе требуется обхватывать его левой рукой.

Для большинства видов точения дерева на токарном станке требуются всего два типа резцов: рейтер и мейсель.

Рейтер – инструмент с режущей частью в форме полукруга, который используется для черновой, первоначальной обработки заготовки. С помощью рейтера заготовку обтачивают, чтобы придать ей приблизительную форму будущего изделия.

Мейсель – резец, предназначенный для чистовой обработки заготовки из дерева до получения готового изделия. Лезвие этого инструмента представляет собой пластину со скошенной режущей частью, похожую на нож-косяк.

Для самостоятельного изготовления лезвий этих резцов больше всего подходят старые напильники, а сам процесс ничем не отличается от описанного выше.

В процессе накопления опыта начинающий резчик определит для себя наиболее удобные для него виды резцов, их формы и размеры. Он научится создавать отличные инструменты и прекрасные резные изделия из дерева, и это занятие может стать для него хобби на всю жизнь.

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.

По металлу представлен двумя элементами: головкой и державкой.

Головка — это исполняющая часть, состоящая из ряда плоскостей и режущих кромок с определенным углом. В зависимости от требуемого вида заточки резцу задается определенный угол.

Державка отвечает за фиксацию резца в держателе токарного устройства. Она имеет квадратную или же прямоугольную форму. Существует ряд стандартных размеров сечений каждой формы.

Разновидности конструкции

Существуют следующие для токарного станка по металлу:

• Прямые. Державка и головка расположены на одной или параллельных осях.
• Изогнутые. Державка имеет согнутую форму при взгляде на нее сбоку.
• Отогнутые. Головка изогнута к державке при взгляде сверху.
• Оттянутые. Ширина державки больше, чем у располагается на одной оси с державкой или же смещена по отношению к ней.

Если опираться на общеизвестную классификацию устройств в соответствии с ГОСТ, то они подразделяются на следующие виды:

• Обладающие режущей кромкой на основе Инструмент монолитный. Он может быть изготовлен из инструментального вида стали. В настоящее время к его использованию прибегают крайне редко.
• Начиненные напайками из твердых сплавов. Кромка-пластина припаяна к головке. Это наиболее часто встречаемый вид.
• Пластины из твердых сплавов, фиксируемые посредством механического способа. Режущая пластина закреплена на головке при помощи винтов и прижимов. За основу сменных резцов берутся металл и металлокерамика. Это самый редкий вид.

Классификация по направлению подающего движения

• Левая модель подается слева при взятии в левую руку. Главная рабочая кромка расположена над большим пальцем.
• Правая модель, соответственно, подается справа. Главная рабочая кромка находится под большим пальцем. В практике она встречается чаще.

Способы установки приспосбления

Резец для токарного станка по металлу может различаться по способу установки относительно поверхности для обработки:

• Радиальный вид. При обрабатывании резец принимает прямой угол к оси заготовки для обработки. Такой способ широко применим в промышленных предприятиях. Резец имеет унифицированную конструкцию крепления на станках. Он также обладает более удобным выбором геометрических положений режущей части.
• Тангенциальные. При обрабатывании резец располагается к оси заготовки под углом, отличным от прямого. Обладает более сложным способом крепления и применяется на токарных приспособлениях, позволяющих производить обработку высокой чистоты.

Различие по методу обработки

Резцы можно подразделить и по способу обработки:

• чистовой;
• черновой;
• получистовой;
• для работ, производимых с особой тонкостью.

На неровность обрабатываемой детали оказывает влияние радиус закругленности верхушки приспособления. Гладкая поверхность достигается при использовании резца, заточенного под большим радиусом.

Виды токарных резцов

Резец для токарного станка по металлу имеет множество видов. Самыми распространенными являются:

• Проходной. Он создает контуры детали при вращении, а также обеспечивает обточку, подрезку при подаче в поперечном и продольном направлении.
• Расточной вид создает разнообразные пазы, углубления и отверстия. Может выполнить сквозные отверстия.
• Подрезная модель применятся лишь для поперечного направления подачи для обточки деталей, обладающих ступенчатой формой и торцевых.
• Отрезной. Его подача осуществляется в поперечном направлении по отношению к оси вращения. Он производит пазы и канавки вокруг детали, применяется для отделения готового изделия.
• Резьбовой. Нарезает резьбу любого вида на деталях с любой формой сечения. Этот вид может быть изогнутым, прямым или же круглым.
• Фасонный. Он производит обточку детали сложной конструкции, может вынуть различные фаски изнутри и снаружи.

Набор резцов для токарного станка по металлу можно приобрести в специализированных магазинах или же заказать через Интернет.

Основа резцов

Материалы, из которых изготавливаются приспособления, подразделяются на три категории:

• Первая предназначена для режущих приспособлений, используемых при низкой скорости. Это инструментальные или же углеродистые металлы с показателем твердости закаливания 60-64. При повышении температуры резца для токарного инструмента выше 200-240 градусов качество его резки заметно снижается, поэтому на практике их применяют нечасто. К этой группе можно отнести приспособления на основе хромовольфрама, хромокремния и с уровнем стойкости к температуре до 300 градусов.
• Вторая категория резцов применятся при высоком уровне вращения головки токарного станка. Основу таких устройств составляет сталь с высокой категорией нарезания Р12 Р9 или Р9К5Ф2. После закалки материал твердеет до показателя 62-65 и сохраняет все свои свойства при температуре 650 градусов. Не подлежит протирке длительное время.
• Третью категорию составляют резцы на основе металлокерамики. Это твердосплавные приспособления, которые функционируют при высокой скорости станка и выдерживают температуру нагревания до 1000 градусов. Чугунные и некоторые детали из цветных сплавов точат устройствами на основе вольфрамокобальта (ВК6 для чистового и получистового исполнения, ВК8 для первичного обрабатывания). Сталь обтачивается твердым сплавом титановольфрамокобальтом Т15К6. При этом производится чистая обработка.

Приспособления для настольных токарных станков

Резцы для обладают малым сечением 8 х 8 и 10 х 10 мм. Они применяются для обрабатывания деталей малых размеров.

Резцы в форме сменных пластин

Резец для токарного станка по металлу категории Т5 К10 используется для первичной и прерывистой обточки. На основе кубического нитрида бора делаются сменные пластины для обрабатывания металлов, отличающихся особой твердостью, в том числе и чугуна. Цветные металлы обтачиваются посредством поликристаллического алмаза.

Пластины могут быть сменными. Они вставляются в державку. Некоторые модели содержат стружколомы, отлично дробящие стружку при невысокой подаче и поверхностной обточке. Такого рода пластины применяются при высокочистовой резке нержавейки и других видов стали.

Затачивание резцов

Любые виды резцов, помимо сменных пластин, время от времени подлежат затачиванию. Заточка резцов для токарного станка по металлу обеспечивает достижение требуемых величин углов и формы. В промышленных условиях она осуществляется на специализированных агрегатах.

Процесс этот в домашних условиях можно произвести посредством химических реактивов и кругов для шлифовки. Ручная заточка по уровню качества уступает промышленной. Главное здесь — правильная подборка шлифовального круга.

Для из твердых сплавов берется круг из зеленого карборунда. Токарные резцы из углеродистых материалов затачивают кругами из корунда.

Затачивание рекомендовано выполнять при посредстве охлаждения (равномерная подача холодной воды на место контакта круга с обрабатываемым резцом). Можно осуществлять и сухую заточку, но после этого деталь не следует опускать в холодную воду, так как она может треснуть.

Стандартная схема процесса затачивания

В первую очередь обработке подлежит основная задняя грань, затем задняя вспомогательная и только потом передняя часть. В самом конце процесса обрабатывается вершина приспособления (радиус закругления). Затачиваемый резец следует постоянно передвигать на поверхности круга для шлифовки и слегка прижимать к образиву.

Обязательная составляющая процесса — это доводка резца, а точнее режущих граней (участков возле кромки, ширина которых достигает 4 мм).

Устройства из твердых сплавов затачивают при помощи оселков из меди, которые смазываются специальным составом в виде пасты или же смесью керосина и карбида бора.

Остальные виды резцов затачивают оселком с низким видом абразивности, смоченным машинным маслом или керосином.

Изготовление самодельных резцов

Можно изготовить и самодельные резцы для токарного станка по металлу. За основу таких устройств берутся ненужные сломанные сверла.

Центровки на основе сверл не ломаются. В особенности они подходят токарным станкам старой модификации. Они подлежат многократной переточке. Срок их службы достигает 30 лет.

Самодельные резцы для мини токарного станка по металлу изготавливаются из сегмента пилы Геллера. Он нарезается отрезным диском.

Как осуществить правильный выбор резца?

Выбирая резец, необходимо принять во внимание ряд рекомендаций.

Определите, с какого рода металлом вам предстоит работать, какие операции по обрабатыванию вы намечаете и какой степени нагрузку при этом испытает резец.

Решите, что является главным — точность соблюдения геометрии изделия или уровень обработки его поверхности. В зависимости от этого подбирается резец в соответствии с классифицирующими признаками и геометрическими пропорциями.

Обозначьте для себя, насколько является важным соблюдение условия износостойкости приспособления и как долго она должна оставаться неизменной.

Заточка рабочих поверхностей резцов. Во второй главе указывалось, что в одних случаях основной износ резца наблюдается только по задней поверхности, в других - только по передней, а в третьих - одновременно по обеим поверхностям (табл. 4.21). Кроме того, помимо образования площадок износа наблюдаются разрушения инструмента в виде местного выкрашивания режущей кромки или сколов на контактных площадках.

Главные и вспомогательные задние поверхности всех резцов, за исключением фасонных, выполняют плоскими. Передняя поверхность резцов может быть плоской без и со стружколомающими элементами, с мелко- и крупноразмерными лунками и порожками (уступами).

Характерные виды износа и схемы переточки резцов

Таблица 4.21

Характер износа	Схема переточки	Припуск h„ на переточку, мм
Износ по задней поверхности		Л п = Л 1 + (0,1...0,2), где =h 3 tga
Износ по передней поверхности		К = К + ( 01...0,2)

Характер износа	Схема переточки	Припуск h n на переточку, мм
Износ по передней и задней поверхностям		К. 3 =К tga+(0,1...0,2) К.п -й л + (01...0,2)
Износ по фаске и задней поверхности
Износ по криволинейной передней и задней поверхностям		К. 3 =К tga+(0,1...0,2) Лп.. = Л л + Л в + (01...0,2)

Примечание. На схемах удаляемый припуск заштрихован.

Поверхности рабочей части резца разделяют на открытые и полуоткрытые (рис. 4.4). К открытым относят поверхности, которые не пересекаются с державкой, т.е. могут затачиваться на проход. Допускаемые отклонения углов резца при переточках приведены в табл. 4.22.

Рис. 4.4. а, в - задних открытых и полуоткрытых; б, г - передних открытых

и полуоткрытых

Назначение условий переточки резцов зависит от типа производства, объема затачиваемой партии резцов, конструктивных особенностей резца, степени и характера износа контактных поверхностей, наличия заточного оборудования и др. Технологический процесс заточки и доводки резцов должен обеспечить получение требуемой шероховатости обрабатываемых поверхностей (табл. 4.23).

Таблица 4.22

Допускаемые отклонения углов резца

Таблица 4.23

Параметр Ra шероховатости поверхности резцов, мкм

Затачиваемая	Материал режущей части
поверхность	Быстрорежущая сталь	Твердый сплав
по пластине
по державке
Передняя
криволинейная
Стружколом

В основном применяют две схемы заточки твердосплавных резцов , обеспечивающие при правильном выборе режимов заточки и характеристик кругов стабильную стойкость заточенных резцов.

Первая схема предусматривает предварительную заточку кругом из карбида кремния (КЗ) и окончательную заточку алмазным (А) кругом, вторая - полную обработку алмазным кругом за одну операцию. Обычно при правильном подборе алмазного круга после нескольких проходов выхаживания достигается шероховатость поверхности Ra 0,32 мкм. При необходимости получения меньшей шероховатости применяется операция доводки мелкозернистым алмазным кругом на органической связке. Задние поверхности доводятся по ленточке шириной 1...2 мм, передние - по фаске.

При переточке резцов полную алмазную заточку производят при припуске до 0,2...0,3 мм. При более значительных припусках экономически целесообразнее затачивать по схеме «КЗ + А».

При больших припусках и необходимости снимать одновременно с твердым сплавом большой объем материала державки вместо заточки по схеме «КЗ + А» применяют электрохимическую заточку.

Оборудование для заточки резцов. Резцы из быстрорежущей стали затачивают кругами из электрокорунда на керамической связке с обильным охлаждением и доводят эльборовыми или алмазными кругами.

Первая схема заточки предусматривает снятие значительного (0,4 мм и более) припуска шлифовальными кругами из карбида кремния (твердый сплав) или электрокорунда и монокорунда (быстрорежущие стали) на предварительных операциях и последующую окончательную заточку и доводку рабочих поверхностей с применением алмазных, эльборовых или мелкозернистых абразивных кругов на бакелитовой связке. Эта схема заточки во многих случаях оказывается наиболее целесообразной по экономическим показателям, так как съем основной массы припуска осуществляется с помощью относительно дешевых шлифовальных кругов, а требуемое качество поверхности обеспечивается алмазной и эльборовой обработкой при съеме небольшого припуска (менее 0,4 мм).

При съеме незначительных припусков лучших показателей по экономичности можно достигнуть при использовании второй схемы заточки, предусматривающей полную обработку всех рабочих поверхностей резца с использованием только алмазных (для твердого сплава) или эльборовых (для быстрорежущей стали) кругов одной или двух зернистостей. Возможно также осуществление полной заточки одним кругом оптимальной зернистости при правильном выборе его характеристики.

При заточке и доводке резцов наиболее приемлем следующий порядок операций:

• 1) заточка передней поверхности;
• 2) заточка задней главной поверхности по державке;
• 3) заточка задней вспомогательной поверхности по державке;
• 4) заточка фаски по передней поверхности;
• 5) заточка задней главной поверхности по пластине;
• 6) заточка задней вспомогательной поверхности по пластине;
• 7) заточка задней поверхности по радиусу вершины;
• 8) заточка лунок, канавок или стружколомающих порожков;
• 9) доводка фаски по передней поверхности;
• 10) доводка фаски по задней главной поверхности;
• 11) доводка вершины по радиусу.

В зависимости от конкретных требований и условий некоторые операции могут быть опущены или совмещены.

На машиностроительных предприятиях инструмент, как правило, затачивают централизованно. Вместе с тем иногда необходимо затачивать инструмент вручную.

Для ручной заточки инструмента применяют точильно-шлифовальные станки, состоящие из шлифовальной головки и станины (рис. 4.5). В шлифовальную головку встроен электродвигатель. На выходящих концах вала ротора крепятся шлифовальные круги, которые закрываются кожухами с защитными экранами. Станок оснащается поворотным столиком или подручником для установки резца.

При заточке на точильно-шлифовальных станках резец устанавливают на поворотный столик или подручник и вручную прижимают обрабатываемой поверхностью к шлифовальному кругу. Для равномерного изнашивания круга резец необходимо перемещать по столику или подручнику относительно рабочей поверхности круга.

Рис. 4.5.

При заточке резца по задним поверхностям столик или подручник поворачивают на заданный задний угол и закрепляют в непосредственной близости к кругу. Резец устанавливают так, чтобы режущая кромка располагалась параллельно рабочей поверхности круга. Переднюю поверхность резца чаще всего затачивают боковой поверхностью круга, при этом резец устанавливают на подручнике боковой поверхности. Переднюю поверхность можно затачивать также периферией круга, однако это менее удобно. Резцы из быстрорежущей стали затачивают сначала по передней, а затем по главной и вспомогательной задней поверхностям. При заточке твердосплавных резцов применяют такой же порядок операций, но предварительно обрабатывают задние поверхности державки под углом, на 2...3 0 большим, чем угол заточки на пластине твердого сплава.

Обычно на точильно-шлифовальном станке устанавливают шлифовальные круги разных характеристик, что позволяет производить предварительную и окончательную заточку инструмента. При предварительной заточке твердосплавного инструмента используют круги из карбида кремния (63С) зернистостью 40, 25, 16 и твердостью СМ2 или С1 на керамической связке (КЗ);

окончательную заточку (при припуске 0,1...0,3 мм) выполняют на алмазных, эльборовых и мелкозернистых абразивных кругах с бакелитовой связкой.

При предварительной заточке быстрорежущих инструментов применяют шлифовальные круги из электрокорунда (23А, 24А) зернистостью 40, 25,16 и твердостью СМ1, СМ2 на керамической связке (К5). Окончательную заточку (при припуске 0,1...0,3 мм) выполняют кругами из электрокорунда (23А, 24А) или монокорунда (43А, 45А) зернистостью 25, 16 и 12 и твердостью М3, СМ1, СМ2 на керамической связке (К5).

При заточке резца мелкозернистым кругом на его режущей кромке остаются неровности, которые непосредственно влияют на интенсивность изнашивания резца. Поэтому после заточки резец доводят на алмазном круге или на вращающихся чугунных дисках с применением абразивных паст. Скорость вращения алмазного круга - до 25 м/с, скорость вращения чугунного диска - 1 -1,5 м/с. Резец доводят по главной задней и передней поверхностям, формируя фаски шириной 1,5...4,0 мм. Вспомогательную заднюю поверхность резца не обрабатывают.

Для получения поверхностей высокого качества (Ra 0,32... 0,08 мкм) необходимо, чтобы биение доводочного диска или круга не превышало 0,05 мм, при этом вращение их должно быть направлено под режущую кромку.

При использовании универсально-заточных станков резцы затачивают торцом или периферией круга преимущественно в трех- поворотных тисках по лимбам А, Б, В. При этом возможны три исходных положения резца (рис. 4.6) - два основных (И 15 И 2)

Рис. 4.6.

Формулы настройки трехповоротных тисков при заточке резцов

Таблица 4.24

	Затачиваемая поверхность	положения	Углы разворота по шкалам
Периферией	Главная задняя		Произвольно (при малых а и у)
	Вспомогательная задняя
	Передняя			У sin Ф Р + cos ф р
Торцом круга	Главная задняя
	Вспомогательная задняя
	Передняя
	Главная задняя
	Вспомогательная задняя
	Передняя				Фр

Заточка и переточка режуших инструментов

и одно дополнительное (И 3). В последнем случае несколько упрощается настройка тисков, но усложняется процесс заточки.

Чтобы заточить резец по трем поверхностям (передней, главной и вспомогательной задней), необходимо задать его углы у, А, а, а 1? ф, Для обеспечения требуемых углов заточки рассчитывают углы разворота тисков по соответствующим осям (табл. 4.24). Для этого находят расчетные углы: А. р, ф р, ф 1р (табл. 4.25). Направления поворота частей тисков зависят от типа резца.

Стружколомающие уступы обрабатывают шлифовальными кругами прямого профиля и чашечными кругами, осуществляя врезание в направлении, перпендикулярном передней поверхности (рис. 4.7, а) или параллельном упорной поверхности порожка (рис. 4.7, б).

Таблица 4.25

Влияние типа резца на направление разворота головки

Рис. 4.7.

а - перпендикулярном передней поверхности; б - параллельном опорной поверхности порожка

Стружколомающие лунки обрабатывают либо кругом, заправленным по заданному радиусу, либо двухугловым кругом, развернутым под углом к направлению продольной подачи (рис. 4.8). Угол разворота |/ определяют из зависимости

где R - радиус канавки; р - радиус округления угловой кромки заточного круга; R K - радиус круга.

Рис. 4.8.

Круглые и призматические фасонные резцы затачивают по передней поверхности чашечными кругами на универсально-заточных станках. Особое внимание следует обращать на правильное положение резца относительно шлифовального круга, поскольку погрешности расположения изменяют передний угол и точность профиля обрабатываемой детали искажается.

На рис. 4.9 показаны схемы заточки призматического и круглого фасонных резцов. Призматический резец устанавливают в держателе либо непосредственно в трехповоротных тисках, обеспечивая разворот передней поверхности под углом а + у. Круглый резец устанавливают на оправке, аналогичной оси при-

Рис. 4.9. а - призматического; б - круглого

способления для крепления резца на токарном станке. Его передняя поверхность должна быть повернута относительно оси на угол а + у. Для этого ось круглого резца должна быть расположена на расстоянии г к = Н относительно плоскости вращения торца шлифовального круга. Величину Н рассчитывают по формуле

где R x - радиус наиболее выступающей точки профиля резца.

При настройке станка торец шлифовального круга вводят в соприкосновение с передней поверхностью резца. В другом варианте на торце резца должна быть нанесена риска радиусом г к, на уровне которой при настройке станка устанавливают торец шлифовального круга.

В ходе заточки резец принудительно поворачивается на угол, обеспечивающий полное удаление площадки износа на задней поверхности. Круг при этом не должен изменять настроенного положения.

В процессе резания металлов происходит изнашивание режущего инструмента. Причиной изнашивания лезвия является трение сбегающей стружки о переднюю поверхность лезвия и задних его поверхностей о заготовку. Интенсивность изнашивания зависит от многих факторов: механических свойств заготовки, силы и скорости резания, наличия СОЖ.

Следы износа наблюдаются на передних и задних поверхностях режущих лезвий, но за критерий износа принимается наибольшая высота изношенной контактной площадки на задней поверхности лезвия. Изношенный режущий инструмент необходимо повторно затачивать. Резец может затачивать рабочий, получивший соответствующий инструктаж по технике безопасности. Заточку резцов можно производить на точильно-шлифовальных и универсальнозаточных станках.

При заточке на точильно-шлифовальных станках (рис. 2.3) резец 1 устанавливают на подручник 3, а затем вручную с силой

20...30 Н прижимают к шлифовальному кругу 2. Для равномерного износа шлифовального круга резец необходимо перемещать по столику относительно рабочей поверхности круга, т.е. совершать осциллирующее движение D s осц.

Рис. 2.3.

1 - резец; 2 - шлифовальный круг; 3 - подручник; D s осц - осциллирующее

движение

Заточку передней поверхности выполняют торцом шлифовального круга (рис. 2.3, а), а резец укладывают на подручник боковой плоскостью. При заточке резца по задней поверхности столик поворачивают в вертикальной плоскости на заданный задний угол а, а резец кладут на подручник опорной поверхностью так, чтобы его режущая кромка располагалась горизонтально (рис. 2.3, б). Заточку осуществляют периферией круга, поэтому задняя поверхность получается не плоской, а вогнутой; радиус этой вогнутой поверхности при диаметре круга 300...400 мм незначителен. Круг должен вращаться в направлении на резец, как показано на рис. 2.3. В этом случае сила резания дополнительно прижимает резец к подручнику, качество режущей кромки получается более высокое - меньше шероховатость и незначительно выкрашивание.

С увеличением частоты вращения круга повышается производительность заточки, но при этом могут появиться прижоги на обрабатываемой поверхности резца, вследствие чего изменяется структура металла на шлифуемой поверхности.

Абразивный материал шлифовального круга выбирают в зависимости от инструментального материала резца. Для заточки режущей части резцов из быстрорежущей стали на точильно-шлифовальных станках используют шлифовальные круги из элекгрокорунда, а при заточке резцов с твердосплавными пластинами - из черного карборунда. При заточке резцов из быстрорежущей стали применяют керамическую связку, а при заточке резцов с твердосплавными пластинами - также и бакелитовую.

• 1) резцов из быстрорежущей стали - твердость круга С1 и его окружная скорость 23...25 м/с;
• 2) резцов с пластинами из твердых сплавов ВК6, ВК8 и Т5К10 - твердость круга с керамической связкой С1-СМ2 и скорость 18... 22 м/с, твердость круга с бакелитовой связкой С2, С1 и скорость
• 22.. .26 м/с;
• 3) резцов с пластинами из твердого сплава Т30К4 - твердость круга с керамической связкой СМ1-МЗ и скорость 10... 12 м/с, твердость круга с бакелитовой связкой СМ2 и СМ1 и скорость
• 12.. .15 м/с.

Заточка резцов с твердосплавными пластинами проводится за два приема:

• 1) предварительная - кругом зернистостью 25...40 и твердостью М3 и СМ1;
• 2) окончательная - кругом зернистостью 16...22 и той же твердостью.

Заточка на точильно-шлифовальных станках осуществляется довольно просто, но на них трудно достичь точных геометрических параметров режущей части резца. Кроме того, в процессе заточки могут образоваться прижоги и трещины в поверхностном слое лезвия. Поэтому резцы для получения более точных углов резания и необходимой шероховатости передней и задней поверхностей следует затачивать на универсально-заточных или специальных станках с последующей доводкой.

Заточка резцов на универсально-заточных станках производится в трехповоротных тисках (рис. 2.4). Для настройки тисков на заданную форму и размеры режущей части резца необходимо установить резец в начальное положение относительно шлифовального круга 6 (рис. 2.4, а). На основании /, которым тиски крепятся к столу станка, имеются колена 2 и 3. В узле крепления 4 зажат резец 5. Поворотом колен и узла крепления вокруг осей А, Б и В резец 5 устанавливается в положении, необходимом для заточки задней и передней поверхностей. Повороты вокруг осей А, Б и В можно осуществлять в любом из двух направлений от 0 до 360°, цена деления шкал Г.

Рис. 2.4.

7 - основание; 2,3 - колена; 4 - узел крепления; 5 - резец; б - шлифовальный круг; D snon - поперечная подача

При заточке передней поверхности резца (рис. 2.4, б) узел крепления 4 поворачивают вокруг оси В на угол 0 В = ф, после чего колено 3 поворачивают вокруг оси Б на угол 0 Б = X. Затем колено 2 поворачивают вокруг оси А на угол 0 А, определяемый по формуле

На рис. 2.4, б стрелками указаны направления поворота для правого резца с положительными передними углами у и X. Если же у правого резца эти углы отрицательные, то направление поворота вокруг осей А и Б меняется на противоположное. При заточке левых резцов изменяется направление поворота вокруг оси В.

При заточке задних поверхностей лезвий резцов углы поворота вокруг осей А, Б и В (рис. 2.4, в) подсчитывают по следующим формулам:

Пример 2.1.

Необходимо заточить проходной правый резец со следующими геометрическими параметрами режущей части: а = 8°; у = 12°; X = 10°; Ф = 45° и ф / = 15°; а" = 8°. Рассчитаем углы поворота узлов при заточке передней поверхности лезвия резца:

Углы поворота при заточке главной задней поверхности лезвия резца:

При заточке вспомогательной задней поверхности лезвия резца углы поворота тисков (поворот вокруг оси В - в другом направлении):

Для чистовой автоматизированной заточки резцов с твердосплавными напаянными пластинами по задним поверхностям используют заточный полуавтомат модели ЗЕ624 повышенной точности. Наибольшая высота сечения затачиваемого резца 50 мм. Привод главного движения осуществляется от электродвигателя мощностью 2,2 кВт; шлифовальный круг диаметром 200 мм может реализовать скорости резания 20 и 28 м/с.

Угломерами измеряют утлы а, у, ф и X, шаблонами - радиусы резцов, измерительными микроскопами - параметры прецизионных резцов, профилографами, профилометрами, двойными микроскопами - параметры шероховатости, с помощью цветной дефектоскопии проверяют наличие трещин.

Допустимые отклонения углов при заточке приведены в табл. 2.7. Заточка и доводка резцов должны обеспечивать получение шероховатости поверхностей в пределах, указанных в табл. 2.8.

Таблица 2.7

Допустимые отклонения углов лезвия резца при заточке

Таблица 2.8

Параметры Ra, мкм, затачиваемых поверхностей резцов

Заточка керамических резцов выполняется кругами из зеленого карборунда на керамической связке. Заточку следует производить с непрерывным обильным охлаждением во избежание растрескивания.

Заточка алмазных резцов проводится на специальных заточных станках с помощью чугунных дисков, шаржированных алмазным порошком.

Доводка (притирка) главной задней и передней поверхностей вдоль режущих кромок осуществляется после заточки.

Доводка резцов с твердосплавными пластинами производится пастой из карбида бора и 30%-го парафина. Наиболее качественные заточка и доводка этих резцов достигаются на специальных заточных станках модели ЗБ632В с помощью алмазных кругов (табл. 2.9), что позволяет получить параметр шероховатости поверхности Ra 0,16...0,08 мкм. После алмазной заточки и доводки обеспечивается высокая острота режущей кромки и повышается долговечность резца в 1,5 раза.

Доводка керамических резцов производится на чугунном диске пастой из карбида бора.

Для увеличения периода стойкости режущего инструмента в настоящее время получило широкое распространение нанесение износостойких покрытий из карбидов вольфрама или нитридов титана на режущие лезвия.

Повышение периода стойкости инструментов из быстрорежущей стали может быть также достигнуто термодиффузионным упрочнением, при котором на рабочие поверхности инструмента благодаря диффузии наносится слой хрома, молибдена или ванадия, обеспечивающий повышение твердости и износостойкости.

Установки «Булат» служат для нанесения износостойких покрытий на быстрорежущие и твердосплавные инструменты методом ионной бомбардировки. Материал покрытий (титан, молибден, бор и др.) испаряется и в среде азота конденсируется на инструменте, вследствие чего образуется пленка, например нитрида титана. При толщине пленки 5...7 мкм период стойкости инструмента повышается в среднем в 2-6 раз в зависимости от обрабатываемого материала и условий обработки.

Широкое распространение получили многослойные покрытия. После каждой заточки покрытие нужно наносить заново.

Получает распространение покрытие режущих лезвий дисульфидом молибдена, повышение периода стойкости при этом достигается в 2-2,5 раза.

Режимы заточки и доводки резцов с твердосплавными пластинами алмазными кругами

Самым простым способом нанесения такого покрытия является простое натирание режущего лезвия карандашом из дисульфида молибдена (предварительно натираемую поверхность необходимо обезжирить). Другой способ - окунание обезжиренной поверхности в жидкий дисульфид молибдена с последующим выдерживанием в печи при температуре 100... 150°С. Этот способ также требует нанесения покрытия после каждой заточки.