Как подобрать резцы для токарного станка по дереву: виды, какие лучше выбрать

Классификация резцов

Производство резцов токарных и разделение их на категории осуществляется по ГОСТу:

• из стали легированной (редко из инструментальной), цельные;
• с твердосплавной напаяной пластиной – самый популярный вариант;
• со съемными пластинками из стали твердосплавной, крепящиеся на рабочей поверхности станка посредством винтов и прижимов.

По характеристикам качества обработки:

• черновые – характеризуются большой скоростью резания, крупной по ширине стружкой;
• получистовые, чистовые – для конечного точения готовой продукции, обладают низкой скоростью резания, снимающейся стружкой небольшой ширины и толщины;
• для тонких технологических манипуляций.

Приспособления для резьбы по металлу также могут иметь разное подающее направление:

• левосторонние – подающиеся слева направо;
• правосторонние – с подающим движением справа налево.

1 Общие сведения

В большинстве случаев, токарные резцы, в том числе и сделанные своими руками, предназначены для ручного применения. Закрепленная заготовка вращается станком, а ее обработка происходит за счет перемещения режущего инструмента вдоль обрабатываемой поверхности руками мастера.

Стандартный ручной резец состоит из двух частей:

• рабочего тела изготовленного из металла;
• деревянной ручки, для удержания инструмента в руках.

Он имеет три зоны:

• лезвие — режущая часть (заточенный особым образом конец инструмента);
• тело — металлическая часть, которая упирается при работе в подставку (подлокотник) станка;
• хвостовик — зауженная часть инструмента в противоположном конце от лезвия. На хвостовике крепится деревянная (пластиковая) ручка.

Классификация резцов по дереву

Ручка ручного резца имеет основу (то за что держится мастер) и шейку (металлическое крепежное кольцо не позволяющее разрушаться ручке в процессе работы).

1.1 Виды резцов

Для проведения множества разнообразных работ на станке потребуется целый набор токарных резцов по дереву. Многие мастера имеют свои особые инструменты, которые необходимы им для проведения определенного вида обработки дерева, поэтому некоторые из них сделаны своими руками.

В зависимости от потребностей, резцы по дереву могут быть:

• отрезными;
• подрезными;
• расточными;
• фасонными.

Для выполнения основных операций по работе с деревом на токарном станке достаточно двух основных видов резцов:

• рейера — предназначен для первоначальной стадии обработки заготовки;
• мейселя — для придания изделию окончательной формы.

1.2 Рейер

Конструктивно представляет собой длинное стальное лезвие с полукруглым сечением.

Рейер — предназначен для первоначальной стадии обработки заготовки

Изготовить своими руками его можно из толстой металлической пластины или полукруглого желобка. Заточка рабочей части (лезвия) проводится также в виде полукруга. Используется рейер для придания первичной заготовке приблизительных параметров изделия в черновом виде.

1.3 Мейсель

Своей формой этот инструмент напоминает сапожный нож — это металлическая пластина, заточка косого лезвия которой выполнена под одинаковым углом с обеих сторон. Используется для придания изделию окончательной формы, а также для отделения готовой детали от заготовки.

Эти два основных вида резцов позволяют выполнять основные операции по обработке деревянных заготовок по внешней поверхности. В некоторых случаях возможна работа с ними и при внутренней обработке деталей.

1.4 Фасонные резцы

Большое семейство другого вида резцов по дереву, относятся к категории фасонных:

• стамеска (скребок) — выравнивает цилиндрические поверхности;
• гребенка — для вырезания канавок или резьбы;
• крючок — с его помощью вытачиваются полости в торце детали;
• кольцо — действует аналогично крючку;
• треугольник — заточка лезвия выполнена в форме треугольника для придания заготовке круглой формы.

1.5 Самодельные резцы

Самостоятельно изготавливая самодельные резцы для токарного станка по дереву, следует учитывать некоторые особенности при выборе материала. Он должен быть прочным (из качественной марки стали) и соответствовать допустимым минимальным размерам.

Самодельные резцы по дереву для токарного станка

Самыми простыми в изготовлении своими руками являются рейер и мейсель. Для получения этих резцов можно использовать уже отработанные напильники или рашпили. Используя обычный станок для заточки, им придается нужная форма лезвия, а ручку зачастую менять нет необходимости (при условии, что старая в полном порядке). При отсутствии крепежного кольца на ручке — его необходимо обязательно добавить, так как это элемент, который увеличивает безопасность работы с инструментом.

Металл, из которого они сделаны, имеет достаточную твердость, но перед выполнением заточки его следует закалить. Для этого полученную заготовку резца разогревают до красноты, а затем опускают для охлаждения (закалки) в машинное масло.

Сделанные своими руками резцы следует испытать на мягких породах дерева (тополь, липа), а затем, после осмотра на предмет появления трещин и сколов, можно приступать к работе с более твердыми породами (дуб, береза, бук).

Процесс вытачивания деревянной заготовки ручным резцом

Выбор значений углов резца

Все перечисленные углы имеют важное значение для процесса резания и к выбору величины нх следует подходить очень осторожно. Чем больше передний угол γ резца, тем легче происходит снятие стружки. Но с увеличением этого угла (рис

Но с увеличением этого угла (рис

6, а) уменьшается угол заострения резца, а поэтому и прочность его

Но с увеличением этого угла (рис. 6, а) уменьшается угол заострения резца, а поэтому и прочность его

Чем больше передний угол γ резца, тем легче происходит снятие стружки. Но с увеличением этого угла (рис. 6, а) уменьшается угол заострения резца, а поэтому и прочность его.

Передний угол резца может быть вследствие этого сравнительно большим при обработке мягких материалов н, наоборот, должен быть уменьшен, если обрабатываемый материал тверд.

Передний угол может быть и отрицательным (рис. 6, б), что способствует повышению прочности резца.

Из рис. 6, а ясно, что с уменьшением переднего угла резца увеличивается угол резания. Сопоставляя это со сказанным выше о зависимости переднего угла от твердости обрабатываемого материала, можно сказать, что чем тверже обрабатываемый материал, тем больше должен быть угол резания, и наоборот.

Чтобы определить величину угла резания δ, когда известен передний угол резца, достаточно, как это видно из рис. 6, а, вычесть из 90° данную величину переднего угла. Например, если передний угол резца равен 25°, угол резания его составляет

90° — 25° = 65°;

если передний угол составляет —5°, то угол резания будет равен

90° – (—5°) = 95°.

Задний угол резца α необходим для того, чтобы между задней поверхностью резца и поверхностью резания обрабатываемой детали не было трения. При слишком малом заднем угле это трение получается настолько значительным, что резец сильно нагревается и становится негодным для дальнейшей работы. При слишком большом заднем угле угол заострения оказывается настолько малым, что резец становится непрочным.

Величина угла заострения β определяется сама собой после того, как выбраны задний и передний углы резца.

В самом деле, из рис. 6, а очевидно, что для определения угла заострения данного резца достаточно вычесть из 90° сумму заднего и переднего его углов. Так, например, если резец имеет задний угол равным 8°, а передний 25°, то угол заострения его равен

90° — (8° + 25°) = 90° — 33° = 57°.

Это правило следует помнить, так как им иногда приходится пользоваться при измерении углов резца.

Значение главного угла в плане φ вытекает из сопоставления рис. 8, а и б, на которых схематически показаны условия работы резцов при одинаковых подачах s и глубине резания t, но при разных значениях главного угла в плане.

Рис. 8. Влияние главного угла в плане на процесс резания

При главном угле в плане, равном 60°, сила Р, возникающая в процессе резания, вызывает меньший прогиб обрабатываемой детали, чем аналогичная сила Q при угле в плане 30°. Поэтому резец с углом φ = 60° более пригоден для обработки нежестких деталей (относительно небольшого диаметра при оольшой длине) в сравнении с резцом, имеющим угол φ = 30°. С другой стороны, при угле φ = 30° длина l₂ режущей кромки резца, непосредственно участвующая в его работе, больше соответственной длины l₁ при φ = 60°. Поэтому резец, изображенный на рис. 8, б, лучше поглощает теплоту, возникающую при образовании стружки и дольше работает от одной заточки до другой.

Значение угла наклона λ заключается в том, что, выбирая положительное или отрицательное значение его, мы можем направлять отходящую стружку в ту или другую сторону, что в некоторых случаях бывает очень полезно. Если угол наклона главной режущей кромки резца положителен, то завивающаяся стружка отходит вправо (рис. 9, а); при угле наклона, равном нулю, стружка отходит в направлении, перпендикулярном главной режущей кромке (рис. 9, б); при отрицательном угле наклона стружка отходит влево (рис. 9, в).

Рис. 9. Направление схода стружки при положительном угле наклона главной режущей кромки (а), равном нулю (б) и отрицательном (в)

Геометрия токарных резцов

Изображение №2: геометрия токарного резца

Расскажем об углах резцов и их назначениях.

1. Задний вспомогательный угол (α1). При его уменьшении снижается сила трения между задней плоскостью инструмента и обрабатываемой заготовкой.
2. Угол вершины (ε). Формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью. Чем больше этот угол, тем лучше условия теплоотвода и выше прочность резца.
3. Вспомогательный угол в плане (ϕ1). Его размер варьируется в пределах от 10 до 30°. С уменьшением угла улучшается чистота обработки, но возрастает сила трения.
4. Главный угол в плане (ϕ). Его размер варьируется в пределах от 20 до 90°. От размеров угла зависят длина и ширина среза. Чем меньше ϕ, тем ниже температура и сила резания. Чистота обработки также улучшается. Но с уменьшением угла возрастают вибрации и радиальная сила резания.
5. Угол резания (δ). Формируется между передней поверхностью и плоскостью резания.
6. Основной передний угол (γ). Его размер варьируется в пределах от -5 до +15°. При увеличении угла облегчается врезание инструмента в металл, улучшается отвод стружки, уменьшаются сила резания, деформация обрабатываемой поверхности и потребляемая мощность. Однако при этом ухудшаются теплоотвод и сокращается срок службы режущей кромки.
7. Угол заострения (β). Формируется между передней и главной задней поверхностями. Оказывает влияние на остроту и прочность инструмента.
8. Главный задний угол (α). Его размер варьируется в пределах от 6 до 12°. С уменьшением угла снижается сила трения между деталью и задней поверхностью резца. При этом улучшается теплоотвод и продлевается срок службы инструмента, но ухудшается чистота обрабатываемой поверхности.
9. Угол наклона главной режущей кромки (λ). Влияет на направление отвода стружки. При положительных λ и λ = 0° стружка сходит к обрабатываемой поверхности. Резцы с положительными λ (12–15°) применяют при обработке заготовок из жаропрочных и закаленных сталей. У универсальных токарных резцов λ = 0°. Резцы с отрицательными λ применяют для чистовой обработки.

Как заточить с помощью алмазного круга (диска, камня)?

Алмазный круг для заточки является распространенным устройством, если говорить о заточке с использованием специальных средств. В первую очередь он используется для резцов из твердых сплавов металла, например, свёрл.

Алмазный круг может быть исполнен в форме прямого диска, тарелки или чаши. Выбор круга должен зависеть от формы заготовки. Например, для работы с лезвиями подойдет диск, для дисковой пилы лучше использовать тарелку.

Диаметр круга может варьироваться в пределах от 125 до 300 мм. Подбирать нужно под свой наждак. От ширины алмазного слоя прямо пропорционально зависит диаметр детали, которая может на нем обрабатываться. Плюс чем толще этот слой, тем дольше прослужит круг. Благодаря мелкозернистой структуре алмазного круга, его можно использовать для доводки резцов.

Технология заточки

Процесс заточки определяет конструкция резца (количество поверхностей, ширина лезвия) и его износ. Процедуру возможно проводить по задней, по передней или по обеим поверхностям. Как правило, если износ небольшой, восстанавливают лишь геометрию задней поверхности.

СПРАВКА: Основная работа алмазного круга определяется параметрами углов передней и задней поверхностей резца. По этому его главные углы – это передний (γ) и задний (α). Если увеличить угол γ, то улучшается стружкоотвод, уменьшаются затраты мощности, снижается шероховатость, но при этом лезвие подвергается истончению. Это влияет на скорость отвода тепла и его прочность. Задний угол отвечает за снижение трения в процессе обработки резца на алмазном круге.

Общая последовательность затачивания выглядит следующим образом:

1. Сначала производят заточку задней поверхности. Инструмент кладут на подручник опорной поверхностью так, чтобы его режущая кромка получила горизонтальное расположение. Столик же располагают в вертикальной плоскости по заданному углу α. Периферия круга осуществляет заточку. При этом круг должен вращаться по направлению на инструмент.
2. Затем (при необходимости) затачивается передняя поверхность. Процедура выполняется торцом алмазного круга. Для этого инструмент кладут на подручник боковой плоскостью.
3. Потом затачивается радиус закругления.
4. Далее, производится измерение углов по шаблонам. Для измерений может использоваться стандартный угломер, линейка и нониус.
5. При завершении обработки алмазным кругом может потребоваться шлифовка (доводка осуществляется самим алмазным кругом).

СПРАВКА: Шаблоны можно купить или сделать специальные трафареты из металла самостоятельно.

Техника безопасности

Важным моментом при работе с таким оборудованием, как алмазный круг, является соблюдение техники безопасности:

1. Первым делом мастер должен обеспечить себя минимальным комплектом экипировки – защитные очки (экран) и защитный кожух.
2. Во избежание попадания спиленных частиц металла в дыхательные пути следует заранее позаботиться о вентиляции рабочего пространства.
3. Заранее следует убедиться в исправности всех механизмов и оборудования, в том числе, проверить крепление кругов. Угол раскрытия кожуха круга не должен быть больше 90°, а по отношению к горизонтальной линии угол раскрытия не может быть больше 65°.
4. Инструмент нельзя держать на весу. В качестве опоры для резца следует использовать подручник. Последний должен быть зафиксирован как можно ближе к кругу (расстояние не более 3 мм между кругом и подручником).
5. В случаях, когда шлифовальное оборудование издает биение или потрескивание, работу нужно немедленно прекратить.
6. Необходимо контролировать силу прижимания резца к шлифовальному кругу. Чрезмерное нажатие может повлечь порчу как резца, так и алмазного круга.
7. Круг должен вращаться в таком направлении, чтобы когда резец прижимается к нему, искры летели вниз.

Классификация инструмента

Существует множество параметров классификации резцов в соответствии с действующими ГОСТ. Согласно конструктивным особенностям выделяют следующие типы токарных резцов:

• монолитные, в которых режущая головка и державка являются цельной конструкцией;
• сборные, в которых на головке выполнена напайка пластины из быстрорежущего сплава, обеспечивающая повышенную эффективность обработки — это один из наиболее распространенных разновидностей инструмента;
• сборные, с механически закрепленной пластиной — пластину на головке фиксирует болт, в такой конфигурации выполняются резцы с металлокерамическими пластинами;
• регулируемые.

Функциональность резцов

В зависимости от качества обработки токарные резцы делятся на черновые и чистовые. Геометрия чернового инструмента обеспечивает возможность снятия материала большой толщины и сохранение твердости при сильном нагреве, возникающем при высокой скорости обработки. Чистовые аналоги имеют другое назначение, они нужны для работы на низких оборотах для снятия небольшой толщины материала.

Также выполняется классификация инструмента по направлению подачи, согласно которой выделяют правые и левые резцы. Под направлением подачи подразумевается сторона, с которой находится основная режущая кромка инструмента в момент, когда его головка обращена к лицевой части обрабатываемой детали.

Разновидности резцов

Функциональное назначение — один основных параметров классификации данного инструмента. В соответствии с назначением токарные резцы делятся на:

1. Отрезные (ГОСТ №18874-73) — используются на станках с поперечной подачей рабочего инстурмента, предназначены для обочки и обработки торцевый частей заготовок.
2. Проходные (ГОСТ №18871-73) — могут устанавливать на станка как с поперечной, так и с продольной подачой. Применяются для подрезки торцов, обточки, формирования деталей конической и цилиндрической формы.
3. Отрезные, они же канавочные (ГОСТ №18874-73) — монтируются на станки с поперечной подачей. Используются для резки монолитных кусков металла и протачивания канавок кольцевой формы.
4. Расточные (ГОСТ №18872-73) — предназначены для растачивания отверстий (сквозных и глухих), формирования углублений и выемок.
5. Фасонные (ГОСТ 18875-73) — используются с целью снятия наружных и внутренних фасок.
6. Резьбовые (ГОСТ №18885-73) — позволяют метрического, дюймового и трапецеидального сечения (как внутреннюю, так и наружную).

Также токарные резцы делятся прямые, отогнутые и оттянутые в зависимости от положения режущей кромки по отношению к державке. В отогнутых кромка выполнена в виде прямой линии, в отогнутых — изогнутую, в оттянутых — кромка уже, чем ширина стержня.

Какие резцы выбрать, где купить?

Чтобы определить, какие резцы нужны именно в вашем случае, необходимо определиться со следующими моментами:

• какой металл вы будете обрабатывать и какие операции будут выполняться;
• расставить приоритеты между качеством, эффективностью обработки и износоустойчивостью инструмента.

В целом, начинающему токарю необходимо иметь в распоряжении три вида резцов: проходные (маркировка SDACR) — для обработки торцов, наружные нейтрального типа (SDNCN) и расточные (SDQCR). Это базовый комплект, позволяющие выполнять большую часть технологических операций.

Если вы заинтересованы в покупке инструмента на долгосрочную эксплуатацию, имеет смысл взять набор токарных резцов со сменными пластинами. В последствии вы сможете менять расходники, а не покупать новые державки после износа режущей головки.

Пару слов о производителях. Среди компаний, реализующих действительно качественную продукцию, которую стоит купить, выделим фирмы Hoffman Garant (Германия) и Proma (Чехия). В сегменте отечественных производителей внимания заслуживают фирмы СиТО (Гомельский инструментальный завод) и Калибр. Заказать с доставкой резцы можно по указанным ссылкам.

Также имеет смысл приобрести заточную машинку, которая позволит вам самостоятельно возвращать резцам работоспособность при износе, а не пользоваться услугами сторонних мастеров. Тут необходимо заточно-шлифовальный агрегат оснащенный системой постоянного охлаждения с двумя абразивными кругами — из карбида кремния (для резцов из быстрорежущих сплавов) и электрокорунда (для твердосплавного инструмента). При заточке первоначально необходимо обработать переднюю плоскость режущей головки, затем — дополнительную и заднюю, пока не сформируется ровная режущая кромка.

Заточка резцов

Для обеспечения качественного результата обработки лезвийным инструментом требуется регулярно его затачивать. На машиностроительных предприятиях для этого применяются специализированные станки и приспособления.

Заточные станки оборудуются двумя абразивными кругами. На круге из корунда, обычно белого цвета, производится обтачивание стальной части рабочей головки. На втором круге из карбокорунда, он зеленого цвета, заправляют твердосплавную пластину.

Последовательность заточки резцов выглядит следующим образом:

• обработка основного заднего угла;
• обработка вспомогательного заднего угла;
• обработка переднего угла;
• придание радиуса закругления.

Originally posted 2018-04-06 09:24:13.

Виды канавочных резцов

Резец расточной канавочный применяется для создания сквозных или глухих внутренних полостей сложной конфигурации в заготовке или отверстий больших диаметров. Рабочий ход инструмента осуществляется в плоскости, перпендикулярной сечению шпинделя с заготовкой, на расточных станках происходит вращение и подача резца при неподвижной детали.  В большинстве случаев имеет отогнутую форму, может быть цельным или составным с наваренной твердосплавной пластиной или механическим держателем для режущей пластины.

Канавочный резец для внутренних канавок используется для формирования сложной геометрии внутренней полости заготовки, может быть использован для долбления шпоночных пазов. В зависимости от специфики поставленных задач имеет прямую или отогнутую формы, различают также по степени чистоты обработки поверхностей, обычно применяются получистовые и чистовые.

Резец канавочный для наружных канавок, как и прорезной, предназначен для чистовой обработки внешней поверхности, может быть составным. Технологический цикл на станке с ЧПУ предполагает работу резцами с напаянными пластинами, позволяющими производить более скоростную обработку. Такие инструменты, согласно ГОСТ, держат более высокие рабочие температуры, что неизбежно при ускорении цикла и в автоматическом режиме.

Как выбрать токарный резец

Выбирая модель, нужно руководствоваться такими основными правилами:

Узнать, с каким материалом будет работать резец, каким нагрузкам он будет подвержен, и какие операции по обработке вы станете производить;
Нужно определиться, что будет приоритетным показателем – качество обработки поверхности материала или точность выполнения геометрических размеров готовой детали

С учетом этого выбирается тип по геометрическим показателям и классифицирующим признакам.
Определить, как важно выполнение условия износоустойчивости резца и на протяжении какого времени она обязана сохраняться.

Ну, и в конце, как правильно заточить резец

Заточка делается как во время их изготовления, так и после долгого износа. Робота по заточке происходит на точильно-шлифовальных машинах с постоянным охлаждением. Сначала затачивается основная поверхность, после — задняя и дополнительная. Затем затачивают переднюю часть до образования ровного режущего края.

На любом станке для заточки токарных резцов находится два шлифовальных круга: из зеленого карбида кремния и из электрокорунда. Последний используется для обработки изделий из быстрорежущего материала, первый применяется для точки твердосплавных изделий. Для проверки заточки кромки есть специальные шаблоны.

Об инструментах, применяемых для фрезерных станков

Для фрезерования используются в качестве режущих приспособлений фрезы, которые бывают различных конструкций, и имеют специальные зубья для обрабатывания поверхности деталей.

Все фрезерные инструменты различаются между собой по:

• форме и внешнему виду зубьев;
• их направлению и исполнению;
• их применению и креплению.

Чтобы в патроне фрезерного станка хорошо укрепить фрезу, используют ее хвостовик, который крепят к зубьям методом сварки или разными крепежными элементами, например:

• болтами;
• специальными клиньями;
• винтами.

Иногда фреза может быть представлена единым целым со своей режущей частью. Так ее обычно и называют – цельной фрезой.

При производстве фрезерных инструментов чаще всего используются следующие материалы:

• металлокерамика;
• быстро-режущие стали;
• твердые сплавы, имеющие специальные алмазные напыления для усиления твердости.