Классификация пластин для резцов

Резец отрезной — это одна из разновидностей токарного инструмента, предназначенная для сквозного прорезания заготовки узкой и глубокой канавкой. Такие резцы чаще всего используют для отделения обработанной детали от прутка, подаваемого через отверстие в шпинделе. По своей конструкции они отличаются от проходных, расточных, резьбовых и прочих токарных резцов по металлу, что обусловлено спецификой работы их режущей кромки. Отрезная операция занимает небольшую часть общего времени обработки детали, но, как правило, является последней в рабочем цикле, и поэтому от нее зависит качество торца детали. Неправильный выбор углов заточки режущей пластины повышает риск появления на поверхности реза неравномерностей и сколов, что может привести к браку детали или невозможности ее дальнейшей обработки. Одной из главных особенностей отрезного токарного инструмента является то, что его головная часть в процессе обработки погружена в узкую канавку, поперечный размер которой чуть больше ширины лезвия режущей кромки. Это создает определенные сложности для стружкоотвода и охлаждения инструмента и поэтому требует особых конструктивных решений.

Устройство отрезного токарного резца

Конструктивно цельнометаллический отрезной токарный резец состоит из массивной державки и плоской головки, оканчивающейся режущей пластиной (см. левый чертеж на рис. ниже). В отличие от других типов резцового инструмента здесь, кроме основной режущей кромки, присутствуют также две вспомогательные, которые расположены по обе стороны от нее и предназначены для подрезки боковых поверхностей прорезаемого паза. У отрезного резца лезвие сужается в сторону державки под углами от 1º до 3º с каждой из сторон. Это сделано для того, чтобы уменьшить трение резца о стенки канавки, а также улучшить стружкоотвод и циркуляцию СОЖ.

Ширина лезвия головки может составлять от 3 до 10 мм, а ее длину необходимо выбирать на несколько миллиметров больше радиуса заготовки. Для увеличения прочности и снижения вибрации используют специальные модели отрезных резцов с увеличенной передней частью.

Сбалансированность такому инструменту придают головки, имеющие округлый выступ вверху («петушковые»), что позволяет расположить режущую кромку на одной линии с осью державки (см. правый нижний чертеж на рис. выше).

Виды и назначение отрезных резцов

По своей конструкции отрезные резцы делятся на цельнометаллические и сборные. Первые изготавливаются из инструментальной стали, а их типоразмеры и правила обозначения регламентируются ГОСТ 18874-73. Максимальные размеры ГОСТ такого резца составляют: общая длина — 80 мм, длина головки — 15 мм, ширина лезвия — 12 мм. У этого инструмента по мере заточки режущей кромки уменьшается длина головки и, следовательно, предельный диаметр отрезки.

Сборные отрезные резцы можно разделить на два основных вида. К первому относится режущий инструмент, у которого державка и головка выполнены из одного бруска металла, а режущая пластина является отдельным сборочным элементом, смонтированным на конце головки. Существует два основных вида ее крепления, в соответствии с которыми выделяют резцы с механическим и напайным креплением пластин. Второй вид — это получивший в последнее время широкое распространение сборный отрезной инструмент, у которого плоская и длинная головка с режущей частью крепится механическим способом в специальную оправку, выполняющую роль державки (см. рис. ниже). Такие резцы поставляются со сменными пластинами различной ширины и толщины. Кроме того, у некоторых из них регулируется длина вылета головки.

Кроме нормального и усиленного отрезного инструмента традиционной конструкции, существует ряд разновидностей для работы в особых условиях, в том числе и компенсирующих недостатки маломощного и нежесткого токарного оборудования. К ним относятся пружинные и инвертированные резцы, которые в основном используют в домашних мастерских и мелких производствах. Пружинные отрезные резцы имеют дугообразную головку и предназначены для обработки материалов с неровной и твердой поверхностью на небольших станках с нежесткой конструкцией. Такая головка компенсирует динамические удары и сглаживает вибрацию, что позволяет добиться заданного качества поверхности и сохранить режущую пластину от повреждения.

Инвертированные резцы стали популярными пять-шесть лет назад, когда была разработана очень простая в использовании и эффективная в работе режущая пластина.

Особенности и преимущества отрезных инвертированных резцов

Свое название этот вид отрезного инструмента получил вследствие того, что он работает на обратном (против часовой стрелки) вращении шпинделя. Сама конструкция напоминает канцелярский нож: державка и длинное лезвие в виде пластины со скосом на торце. Лезвие изготовлено из быстрорежущей стали, легированной кобальтом, и в сечении выглядит как перевернутая буква «Т» с короткими перекладинами (см. рис. ниже). Угол заточки торца режущей кромки — 7º, размерный ряд выпускаемых производителем толщин — от 1 до 3.2 мм.

Основное достоинство этого резца — облегченный отвод стружки, т. к. при обратном вращении шпинделя она под собственным весом сразу уходит вниз. При таком режиме резко снижается вероятность забивания канавки стружкой, что нередко является причиной заклинивания и поломки инструмента. К другим плюсам этой модели можно отнести:

• простоту заточки лезвия;
• работу на большом вылете;
• улучшение режима охлаждения (стружка снизу, СОЖ сверху);
• большой ресурс даже при многократной переточке пластины.

Кроме того, его оправка имеет систему точной регулировки по высоте, что избавляет от подгонки положения инструмента с использованием прокладок.

Используемые маркировки

Существует три ГОСТ, в которых установлены правила маркировки отрезных резцов. Типоразмеры и кодировка инструмента из быстрорежущей стали регламентируются ГОСТ 18874-73, с твердосплавными пластинами — ГОСТ 18884-73, изогнутого («петушкового») с пластинами из твердого сплава — ГОСТ 18894-73. Определить вид и геометрию по маркировке без использования таблиц ГОСТ невозможно. Во всех трех стандартах каждому типу соответствуют свой код и группа параметров, расписанная в таблицах. Единственный информативный элемент маркировки — это обозначение твердого сплава режущей пластины. К примеру, правый резец из быстрореза сечением 16×16 мм, длиной 80 мм, с головкой 15 м и шириной лезвия 12 мм обозначается как 2120-0519 ГОСТ 18874- 73. Остальные два ГОСТ придерживаются такой же системы маркировки. Подобный по геометрии отрезной резец с твердосплавной пластиной обозначается 2130-0255 Т5К10 ГОСТ 18884- 73, где Т5К10 — это твердый сплав с карбидом титана и кобальтом (цифры — процентное содержание). Некоторые производители в соответствии с международными нормами маркируют вид материала пластины цветом (наносится на торец державки). К примеру, Т5К10 обозначается желтым.

Помимо ГОСТ существует универсальная международная система обозначения режущего инструмента ISO. Это объемный документ с множеством таблиц, содержащих характеристики сменных пластин, поэтому здесь уместно привести только пример маркировки отрезного резца со сменными пластинами, который относится к группе «Наружная отрезка и обработка канавок»: QFGD2525R2252H. Расшифровка позиций кода:

1. Q – отрезная державка.
2. F – обработка на торце.
3. G – размер пластины.
4. D – для двусторонних пластин.
5. 25 – высота державки.
6. 25 – ширина державки.
7. R – правое, нейтральное, левое.
8. 22 – максимальная глубина обработки.
9. 52 – минимальный диаметр врезания.
10. H – положение пластины при обработке торцевых канавок.

Стандарт ISO частично или полностью повторяют системы маркировок ведущих производителей режущего инструмента, а также новый российский ГОСТ ISO 5609-2015.

Преимущества твердосплавных пластин для резцов

Главные преимущества твердосплавных пластин для отрезных резцов перед инструментом из быстрореза — это возможность работы с высокими скоростями резания (до 500 м/с для стали) и сохранение твердости при высокой (до 900 °C) температуре в зоне обработки. Существуют два основных метода фиксации твердосплавных пластин на головке державки: напайка (а также аналогичные методы) и механическое крепление. Неразъемные соединения конструктивно проще и более устойчивы к вибрации при работе под большими нагрузками. Но, несмотря на более сложную технологию изготовления, отрезной инструмент с креплением пластин механическим способом обладает рядом неоспоримых преимуществ:

• отсутствие термического воздействия на головку державки во время крепления режущей части;
• возможность быстрой замены пластины или поворот другой режущей кромкой;
• использование на одном типе державки различных видов пластин;
• сохранение геометрических характеристик резца после замены пластины.

Помимо режущих элементов из твердых сплавов при обработке особо твердых материалов применяют керамические пластины. Они более хрупкие, но отличаются повышенной износостойкостью режущей кромки и могут работать при очень высоких температурах в зоне резания (до 1200 °C).

Рекомендации по выбору отрезных резцов по металлу

Отрезной токарный резец является узкоспециализированным инструментом и применяется для выполнения только двух видов операций: отрезания и проточки узких пазов. Поэтому для домашних и небольших ремонтных мастерских одним из основных критериев при его выборе, скорее всего, будет цена. В случае разового использования этого инструмента вполне подойдет российский отрезной резец с напайкой, цена которого в полтора-два раза меньше, чем у одной твердосплавной пластины с механическим креплением. В серийном производстве, особенно на станках с ЧПУ и токарных автоматах, или операция отрезки является завершающей, или после нее следует передача детали в контршпиндель для дальнейшей обработки. В этих условиях к геометрии и качеству работы отрезного инструмента предъявляют особые требования, поэтому в таких производствах альтернативы высокотехнологичным резцам со сменными пластинами попросту нет.

Как установить отрезной резец

Чтобы правильно выполнить отрезание без повышенного износа режущей пластины, а также обеспечить требуемое качество торца после отрезки, необходимо выставить резец строго перпендикулярно к детали. Кроме того, он должен быть установлен напротив оси вращения с отклонением по вертикали не более ± 0,1 мм. Размещение кромки лезвия даже на несколько десятых миллиметра выше может привести к поломке режущего лезвия, а при установке ниже уровня на заготовке может остаться непрорезанная ступенька. Отрезку необходимо производить максимально близко к кулачкам патрона, используя резец с минимальным вылетом.

Для облегчения обработки сложных материалов на настольных станках применяют пружинные и инвертированные резцы. Но, вероятно, народные умельцы для этих целей используют и другие конструкции, а также различные усовершенствования «штатных» резцов. Если вы что-нибудь знаете об этом, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к данной статье.

Вы здесь

Оглавление

Твердосплавные пластины для токарных резцов являются одной из самых удобных разновидностей режущих инструментов. Дело в том, что резцы выпускаются как с цельной конструкцией, когда весь инструмент является цельным и режущая часть неразрывно соединена со всем остальным, так и со съемными деталями, что намного более удобно в процессе работы, когда можно снять и заменить одну пластину на другую. Это же удобно и при замене в случае поломки или износа. Пластины для отрезных резцов могут быть выполнены из различных материалов и сплавов, так что их можно иметь несколько в наборе для одного типа инструмента, что пригодится для взаимодействия с различными типами заготовок.

фото:твердосплавные пластины для токарных резцов

Покупать сменные пластины для токарных резцов выходит намного дешевле, чем сами резцы. Главным достоинством этих изделий является то, что они помогают увеличивать производительность, поэтому, в производстве они будут являться незаменимыми. С учетом роста номенклатуры изделий в мелкосерийном и среднесерийном производстве возникает необходимость в автоматизации многих процессов. Твердосплавные пластины обладают следующими преимуществами:

• Низкая стоимость, в сравнении с цельными резцами;
• Возможность быстрой смены;
• Надежно проявляют себя даже в интенсивных режимах работы;
• Возможность переналадки пластин;
• Большая унификация агрегатов и инструментов.

С момента появления сменных элементов многие специалисты отметили, что пользоваться ими намного удобнее, хотя сейчас и выпускают другие типы. Благодаря им срок службы державки резца заметно увеличивается, пропадает необходимость в таких трудоемких операциях как заточка и пайка. Большинство рабочих элементом становятся взаимозаменяемыми. Температуры резания и силы снижаются до 40%.

Для каждого типа этих типов инструментов имеется свой ГОСТ, по который попадают пластины с определенными параметрами:

• ГОСТ 19086-80 – сюда относятся твердосплавные материалы для механических резцов режущего и опорного типа, а также стружколомы;
• ГОСТ 19042-80 – относится к сменным многогранным изделиям;
• ГОСТ 25490-90 – твердосплавные материалы типов 61, 62, 01, 02. Это могут быть револьверные, проходные и расточные инструменты.

Классификация твердосплавных пластин

фото:виды сменных твердосплавных пластин

Твердосплавные пластины для токарных резцов классифицируются по следующим параметрам:

• Тип, или для каких инструментов они применяются, так как для отрезных, канавочных, подрезных, фасонных, расточных и прочих разновидностей требуется своя форма режущего профиля, которая создается согласно тем особенностям, с которыми придется встречаться в работе.
• Материал, из которого делаются изделия, может иметь различный состав. Несмотря на то, что все они относятся к твердосплавному типу, все равно, соотношение вольфрама, титана и других металлов может отличаться, в зависимости от требуемых условий работы.
• Размеры – в зависимости от тех деталей, с которыми будет идти работа, пластины могут иметь различные размеры. Когда идет обработка относительно небольших заготовок с мелкими диаметрами, то крупный резец с большой пластиной может попросту не пройти в нее. Для этого создаются идентичные по типу и материалу, на различные по размеру, изделия для токарных резцов по металлу.
• Величина заднего угла – данный параметр обозначается в марке изделия. От него зависит шероховатость обрабатываемой поверхности, чем он выше, тем более гладкой становится поверхность. Для мягких металлов используют пластины с большим задним углом.
• Класс точности – существует пять классов точности этих изделий, которые обеспечивают различную степень жесткости в плане допусков по размерам.

Основные размеры

Толщина,мм	Длина,мм	Ширина,мм	Угол,градусы
12	40	22	18
10	32	18	18
8	28	16	26
14	42	24	20
14	40	24	18

Выбор твердосплавных пластин

Твердосплавные пластины для токарных резцов производятся в большом разнообразии, поэтому, порой сложно сделать правильный выбор. В первую очередь следует сопоставить размеры резца, чтобы они совпадали с подбираемой деталью. В ином случае, могут возникнуть серьезные проблемы с закреплением. Далее следует определиться с тем, с какими материалами будет идти работа, так как от этого будет зависеть состав. Сменные твердосплавные пластины для токарных резцов изготавливаются в различных соотношениях металлов в своем составе.

В качестве основных, можно выделить два направления, это изделия у которых имеется повышенная сопротивляемость к ударам и вибрациям во время работы и те, у которых лучше переносят воздействие высоких температур, которые возникают во время длительной работы и трения металла. В первом случае актуальным будет выбор, когда идет много работы с различными заготовками с высокой скоростью обработки. Тогда неминуемо случаются удары, которые со временем портят изделие. Если работа идет со снятием большого количества металла, то жаростойкие пластины станут лучшим материалом для выбора.

Помимо этого, большое влияние имеет еще тип изделия. Для каждой операции требуются свои особенности, которые отображаются в геометрии и других параметрах. Специально для них разрабатываются типы для определенных резцов.

« Совет профессионалов! Для активной работы следует всегда иметь запас самых востребованных пластин, так как поломка может случиться любой момент.»

С учетом всего разнообразия желательно иметь набор из нескольких изделий и уже в процессе работы с опытом можно будет определиться с самым подходящим вариантом.

Маркировка

Маркировка отображает состав, который входит в изделия. Сменные твердосплавные пластины для резцов встречаются с маркировкой Т5К10 и Т15К6. На примере Т15К6 можно понять, что они относятся к изделиям титановольфрамовой группы. Содержание карбида титана в нем 15%, кобальта – 6%.

Твердосплавные пластины, применяемые для токарных резцов, представляют собой одну из разновидностей режущих инструментов. Токарные резцы могут выпускаться с цельной конструкцией и со съемными деталями. В первом варианте инструмент полностью является цельным, режущая часть которого соединена неразрывно со всеми остальными.

Токарные резцы со съемными деталями гораздо удобнее для работы, потому что можно легко снять пластину и заменить ее на другую. Это также обеспечивает удобство в случае поломки или износа. Пластины для отдельных резцов изготавливают из разнообразных сплавов и материалов, поэтому в наборе для одного вида инструмента их может быть несколько, что может пригодиться для взаимодействия с разнообразными типами заготовок.

Преимущества твердосплавных пластин

Приобретать пластины для токарных резцов выходит гораздо дешевле, чем сами резцы. Основным преимуществом таких изделий является то, что они способствуют увеличению производительности, именно поэтому в производстве они являются незаменимыми. Учитывая рост номенклатуры изделий в среднесерийном и мелкосерийном производстве, возникает необходимость автоматизировать многие процессы.

Сменные твердосплавные пластины имеют следующие преимущества:

• небольшая стоимость;
• возможность быстрой смены;
• надежность даже при больших объемах работы;
• возможность осуществить переналадку пластин;
• большая унификация инструментов и агрегатов.

Благодаря твердосплавным пластинам существенно увеличивается срок службы державки токарного резца, а также пропадает необходимость в осуществлении таких трудоемких операций, как пайка и заточка.

Классификация твердосплавных пластин

Эти твердосплавные элементы для токарных резцов могут классифицироваться по следующим параметрам:

• Использование для определенных инструментов. Для канавочных, фасонных, отрезных, расточных и других разновидностей необходима индивидуальная форма режущего профиля, создают которую, ориентируясь на те особенности, с которыми можно встретиться в работе.
• Различный состав материала. Невзирая на то, что все изделия относятся к твердосплавному типу, соотношение титана, вольфрама и прочих металлов может отличаться и зависит это от различных условий работы.
• Разные размеры. Зависит это от деталей, которые будут использоваться в работе. Если предстоит обработать заготовку небольшого размера с мелкими диаметрами, то крупный резец с большой пластиной просто-напросто может не пройти в нее. Именно для этого создают изделия, которые будут идентичными по типу и материалу, но разными по размеру.
• Величина заднего угла. Такой параметр обозначают в марке изделия. Он влияет на шероховатость обрабатываемой поверхности – чем больше величина заднего угла, тем более гладкой будет поверхность.

Как правильно выбрать твердосплавные пластины

Такие элементы представлены в очень большом разнообразии, поэтому зачастую довольно нелегко сделать правильный выбор.

Сначала необходимо определиться с размерами токарного резца, которые должны совпасть с подбираемой деталью. В противном случае могут быть довольно серьезные проблемы, связанные с закреплением. После этого определяются с материалом, который будет использоваться для работы, потому что от этого зависит состав. Твердосплавные пластины, используемые для токарных резцов, изготавливают в разнообразных соотношениях металлов в своем составе.

Существует два вида твердосплавных пластин:

• с повышенной сопротивляемостью к вибрациям и ударам во время работы;
• изделия, которые не боятся воздействия высоких температур, возникающих в процессе длительной работы и трения металла.

Первый вариант предназначен для интенсивных работ с разными заготовками, проходимых с высокой скоростью обработки. В этом случае практически всегда происходят удары, которые повреждают деталь.

Если в процессе работы происходит снятие большого количества металла, то лучшим материалом станут жаростойкие пластины.

Кроме того, большое значение имеет и тип изделия. Каждая конкретная операция имеет свои особенности, которые отображаются в геометрии и других параметрах. Именно поэтому для них специально разрабатывают типы для определенных токарных резцов. Специалисты советуют для проведения активной работы всегда иметь в запасе наиболее востребованные пластины, потому что в любой момент может случиться поломка.

Заключение

Современные модели твердосплавных пластин, применяемые в токарных резцах, изготавливают из сплавов с улучшенной формулой, что обеспечивает легкость и точность обработки различных деталей. Благодаря возможности быстрой замены износившегося режущего элемента, продолжительность простоя станка существенно снижается. Вместе с этим срок службы токарного станка значительно увеличивается, а качество и точность обработки деталей улучшается.