Токарные резцы по металлу: виды и назначение

[locolizator]

Токарные резцы — это основной режущий инструмент для обработки заготовок на металлообрабатывающих станках. Они позволяют выполнять широкий спектр операций: от черновой обработки до прецизионного точения, нарезки резьбы и создания сложных контуров.

По назначению и характеру работы резцы делятся на несколько категорий. Каждый тип имеет свою конструкцию, материалы изготовления и оптимальные условия применения. Понимание различий между ними помогает выбрать подходящий инструмент и повысить эффективность обработки.

Основные типы резцов по металлу

Все токарные резцы можно условно разделить на несколько основных групп в зависимости от выполняемых функций. Эта классификация помогает быстро ориентироваться в многообразии инструмента и подобрать необходимый вариант для конкретной задачи.

Каждый тип резца имеет характерную геометрию режущей части и державки, оптимизированную именно для своего назначения. Давайте рассмотрим самые распространённые и практически значимые варианты.

Проходные резцы используются для снятия металла при продольном проходе параллельно оси вращения заготовки. Они бывают чистовыми и черновыми — чистовые имеют небольшой радиус закругления режущей кромки, что позволяет получить более гладкую поверхность и точный диаметр. Проходные резцы обеспечивают наибольшую производительность и подходят как для предварительной обточки, так и для финишной обработки.

Отрезные резцы (их также называют канавочными) служат для отрезки заготовок под прямым углом к оси вращения и вытачивания канавок. Эти резцы отличаются тонкой ножкой и имеют напаянную пластину повышенной твёрдости, обеспечивающую долговечность инструмента. Они незаменимы при производстве больших партий деталей с чёткими углами и прямыми гранями.

Расточные резцы предназначены для обработки отверстий как сквозного, так и глухого типа. Их конструкция позволяет работать внутри заготовки с высокой точностью. Расточные резцы часто используются на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) для создания отверстий требуемого диаметра.

Резьбовые резцы применяются для нарезки внешней и внутренней резьбы при механической подаче. Форма таких резцов точно соответствует профилю резьбовой канавки — метрической или трапецеидальной. Нарезание резьбы обычно происходит в несколько заходов для получения качественного результата.

Фасочные и фасонные резцы предназначены для более специализированных работ. Первые используются для снятия фасок, вторые — для вытачивания деталей сложных форм и создания канавок. Фасонные резцы часто изготавливают на заказ для серийного производства, так как это оправдано экономически только при больших объёмах выпуска.

Классификация по характеру обработки

Помимо функционального назначения, резцы различаются по способу выполнения работы. Эта классификация отражает интенсивность съёма материала и требуемую точность обработки, что напрямую влияет на выбор инструмента для конкретного этапа производства.

На каждом производстве используют сочетание разных типов резцов, переходя от черновой обработки к чистовой. Такой подход позволяет эффективно использовать ресурсы станка и получать детали нужного качества.

• Черновые (обдирочные) резцы снимают слои материала быстро, но без особой аккуратности. Они используются для удаления основного припуска и не требуют высокой точности. Черновые резцы имеют более высокую производительность, так как предназначены для работы на повышенных режимах обработки.

• Получистовые резцы занимают промежуточное положение и предназначены для более обстоятельного проведения технологических операций с улучшенной точностью и качеством поверхности. Они позволяют снизить шероховатость обработанной поверхности перед финишной операцией.

• Чистовые резцы выполняют финишную обработку и обеспечивают высокую точность размеров и низкую шероховатость. Эти резцы часто имеют малый радиус закругления режущей кромки и работают на сниженных режимах для получения качественной поверхности.

• Тонкие резцы предназначены для прецизионных задач, требующих особой ответственности. Они применяются на станках с ЧПУ для контурного точения и решения нестандартных задач, где требуется высочайшая точность обработки.

Материалы и конструкции резцов

Качество и долговечность режущего инструмента во многом зависят от материала, из которого он изготовлен. Выбор материала определяется типом обрабатываемого металла, режимами обработки и требуемой производительностью. Современная промышленность предлагает несколько проверенных вариантов, каждый со своими преимуществами и ограничениями.

Конструкция резца также играет важную роль в его производительности. Различные формы державок, способы крепления режущих пластин и геометрия инструмента выбираются в зависимости от конкретной задачи и типа станка, на котором будет работать резец.

По материалу режущей части:

• Быстрорежущие стали (HSS) — классический материал, обладающий высокой стойкостью к износу и хорошей сохранностью режущих свойств при высоких температурах. Широко применяются для изготовления резцов благодаря доступности и универсальности, особенно при работе с мягкими металлами и при обучении.

• Твёрдые сплавы (вольфрамовые карбиды типа ВК8, Т15К6, Т5К10) используются для обработки более твёрдых материалов и обеспечивают большую долговечность инструмента. Твёрдосплавные резцы позволяют работать на повышенных режимах и увеличивают производительность станка.

• Керамика применяется в специализированных случаях для работы с особо твёрдыми материалами и при необходимости работать на очень высоких температурах.

По конструкции:

• Цельные резцы изготавливаются из одного материала — и основная часть, и режущая кромка выполнены из одного сплава. Они просты в изготовлении и обслуживании, но менее экономичны при работе с твёрдыми материалами.

• Резцы с напайными пластинами — режущая часть напаяна на стальную основу (державку). Такая конструкция позволяет использовать дорогостоящие твёрдые сплавы только там, где они необходимы, экономя материал и средства.

• Сборные резцы комплектуются сменными режущими пластинами различного назначения и считаются универсальными. Чаще всего устанавливаются на станки с программным управлением для выполнения контурного точения, сквозных и глухих отверстий и других специализированных операций.

Направление движения и геометрия державок

При выборе резца важно учитывать направление его движения относительно заготовки. Правосторонние и левосторонние резцы имеют противоположную геометрию и не взаимозаменяемы — выбор зависит от схемы обработки и конструкции станка.

Державка — это основная часть резца, которая крепится на суппорте станка. От её формы и размеров зависит надёжность крепления и точность обработки. Квадратные и прямоугольные державки являются наиболее распространёнными благодаря простоте крепления и хорошей жёсткости.

Направление движения	Применение	Особенности
Правосторонние (правые)	Обработка справа от центра	Стандартная схема на большинстве станков
Левосторонние (левые)	Обработка слева от центра	Используются реже, в специфических схемах
Нейтральные	Универсальное применение	Имеют симметричную геометрию

Формы державок:

• Квадратная (самая распространённая) — обеспечивает надёжное крепление и удобство обработки
• Прямоугольная — используется для операций, требующих особой ориентации инструмента
• Цилиндрическая — встречается реже, применяется в специальных установках
• Призматическая («ласточкин хвост») — используется при работе с фасонными резцами со сложными поверхностями

Как правильно подобрать резец

Выбор подходящего резца — это не просто вопрос удобства, а залог качества работы, долговечности инструмента и экономичности производства. При ошибочном выборе можно получить брак, повредить станок или просто потратить деньги на инструмент, который не подходит для вашей задачи.

Прежде всего нужно честно ответить себе на несколько вопросов: какой металл вы обрабатываете, какая требуется точность, какой объём производства, есть ли у вас ограничения по времени? Ответы на эти вопросы уже значительно сузят круг вариантов.

Ключевые параметры выбора:

• Тип обрабатываемого материала — алюминий, сталь, чугун или твёрдые сплавы требуют разных режимов и материалов резца
• Требуемая точность и качество поверхности — черновая работа допускает менее точный инструмент, чем финишная обработка
• Режимы обработки (скорость вращения, подача) — чем выше режимы, тем более стойкий материал нужен для резца
• Размер державки — должен соответствовать суппорту вашего станка
• Конструкция резца — цельный, с напайной пластиной или сборной конструкции
• Наличие специального оборудования — например, станки с ЧПУ открывают дополнительные возможности для использования сборных резцов

Наиболее универсальный совет: начните с проверенных вариантов — быстрорежущих стальных резцов для учебных задач и твёрдосплавных для серийного производства. Эти два типа покрывают большинство реальных ситуаций на производстве.

Практическое применение в производстве

На настоящих производственных комплексах редко ограничиваются одним-двумя типами резцов. Чаще всего используется целый набор инструмента, позволяющий оптимизировать каждый этап обработки детали. Такой подход снижает времяобработки, повышает качество и минимизирует расходы на инструмент.

Станки с числовым программным управлением открыли новые возможности. Сборные резцы с возможностью быстрой смены пластин позволяют одному станку выполнять множество операций. Программное управление обеспечивает контурное прецизионное точение, работу с глухими и сквозными отверстиями, нарезку резьб и создание сложных фасонных поверхностей. Всё это значительно увеличивает производительность и гибкость производства.

Для мелкосерийного и единичного производства часто выбирают цельные резцы из быстрорежущей стали — они дешевле, легче переточиваются и требуют меньших инвестиций. Для крупносерийного производства экономичнее использовать твёрдосплавные резцы или сборные конструкции, так как они служат дольше и позволяют работать на повышенных режимах.

Осознанный выбор инструмента в зависимости от конкретной задачи — это то, что отличает эффективное производство от неорганизованного. Инвестиция в правильный подбор резцов окупается через повышение качества, снижение брака и сокращение времени обработки деталей.