Резцы с напайными пластинами из твёрдого сплава

Основным видом металлорежущего инструмента для формирования геометрической формы детали, в том числе внутренних поверхностей фасонных деталей, нарезки резьбы и снятия фасок являются резцы токарные. Все резцы токарные вне зависимости от их типа (резцы отрезные или проходные, резьбовые резцы или резцы канавочные радиусные, резцы расточные для сквозных/глухих отверстий или резцы строгальные), а также исполнения режущей части (резцы из быстрорежущей стали, с твердосплавными пластинами, самокалы) могут использоваться на различных типах токарных станков.

Нормативно-правовая база.

Госстандарт регламентирует основные требования к резцам токарным по конструкции размерам в базовых ГОСТ 18884-73 для резцов по металлу с напаянными твердосплавными пластинами, ГОСТ 18874-73 для быстрорежущих резцов. Более детально по назначению (виду обработки деталей) резцы для токарных станков описаны в ряде ГОСТ 18868-18885/73 и отраслевых ТУ.

Виды и классификация.

По направлению подачи режущего инструмента между передней и задней бабками токарного станка резцы для токарных станков могут быть правыми и левыми, а в зависимости от конструкции головки их делят на прямые, отогнутые и оттянутые. По назначению (виду обработки детали) резцы токарные делят на:

• резцы проходные правые и левые прямые, требования к которым изложены в ГОСТ 18878-73 (Резцы токарные проходные прямые) и ГОСТ 18869-73 (быстрорежущие резцы Р6М5), в том числе быстрорежущие резцы проходные упорные (ГОСТ 18870-73);
• резцы проходные отогнутые, как с твердосплавными напайками, так и быстрорежущие резцы проходные упорные отогнутые, регламентированные в ГОСТ 18868-73 и ГОСТ 18877-73;
• резцы отрезные прямые (ГОСТ 18884-73 и ГОСТ 18874-73), в том числе быстрорежущие резцы отрезные и прорезные по ГОСТ 18874-73;
• резцы подрезные отогнутые (ГОСТ 18880-73) и резцы подрезные торцовые из быстрорежущих сталей (ГОСТ 18871-73);
• резцы резьбовые для формирования метрической и трапецеидальной резьбы, как на наружной, так и внутренних поверхностях деталей по ГОСТ 18885-73 и ГОСТ 18876-73;
• резцы расточные для обработки сквозных и глухих отверстий разного диаметра по ГОСТ 18882-73 (Резцы токарные расточные для сквозных отверстий), по ГОСТ 18883-73 (Резцы токарные расточные для глухих отверстий) и резцы расточные из быстрорежущей стали по ГОСТ 18873-73 (Резцы расточные для обработки глухих отверстий из быстрорежущей стали) и по ГОСТ 18872-73 (Резцы расточные для обработки сквозных отверстий из быстрорежущей стали), а также быстрорежущие резцы расточные державочные по ГОСТ 10044-73;
• резцы канавочные, резцы долбежные (ГОСТ 10046-73), резцы фасочные (ГОСТ 18875-73);
• резцы строгальные проходные (ГОСТ 18887-73 и ГОСТ 18891-73), подрезные, отрезные, прорезные и чистовые широкие (ГОСТ 18893-73, ГОСТ 18881-73, ГОСТ 18894-73, ГОСТ 18892-73), в том числе быстрорежущие резцы строгальные (ГОСТ 18890-73, ГОСТ 18889-73, ГОСТ 18888-73, ГОСТ 18887-73);
• самокалы, изготавливаемые в основном из стали Р18 и Р6М5 методом ковки с охлаждением на воздухе. Самокалы имеют меньшую износостойкость, чем резцы с твердосплавными напайками, но эффективны при обработке мягких и вязких сталей.

Типовая конструкция токарных резцов и материалы, наиболее часто используемые для изготовления режущей части.

По конструкции резцы токарные могут быть, как цельными, так и составными, в которых режущая головка выполняется из марки инструментальной стали, а для держателя, испытывающего динамические знакопеременные нагрузки, используются вязкие конструкционные стали. Предельно жесткие требования предъявляются к углу режущей кромки, который, как и твердость режущего матереала определяет чистоту обработки поверхности и комплекс предельно допустимых сил резания и отжимающих сил, воздействующих на головку резца. Стандартами установлены значения и границы отклонений углов резания для каждого вида токарных резцов, которые составляют для:

• резцов проходных отогнутых правых и левых 45, 60 и 75 градусов;
• подрезных резцов 10 и 100 градусов;
• расточных резцов от 45 до 75 градусов при обработке сквозных отверстий и от 90 до 95 градусов при расточке глухих отверстий;
• резьбовых резцов в зависимости от шага резьбы и ее глубины.

В качестве материала для твердосплавных пластин наиболее часто используют ТК – титано-кобальтовые сплавы (Т15К6, Т5К10, Т30К4) и ВК - ванадий-кобальтовые сплавы (ВК3, ВК5; ВК8), позволяющие с хорошей производительностью обрабатывать различные стали. Тведрые сплавы способны сохранять свои свойства твердости и износостойкости при температурах 900 – 1150 градусов. А для быстрорежущих резцов в качество материалов для изготовления применяют инструментальные стали Р18 и Р6М5. Эти стали сохраняют свои свойства при температуре 700 – 750 градусов.

Рекомендации по выбору стали резцов из быстрорежущей стали:

• сталь Р9 рекомендуем для изготовления инструментов простой формы не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов (резцов, фрез, зенкеров);
• для фасонных и сложных инструментов (для нарезания резьб и зубьев), для которых основным требованием является высокая износостойкость, рекомендуем использовать сталь Р18 (вольфрамовая);
• кобальтовые быстрорежущие стали (Р9К5, Р9К10) применяют для обработки деталей из труднообрабатываемых коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, в условиях прерывистого резания, вибраций, недостаточного охлаждения;
• ванадиевые быстрорежущие стали (Р9Ф5, Р14Ф4) рекомендуем для изготовления инструментов для чистовой обработки (протяжки, развёртки, шеверы). Их можно применять для обработки труднообрабатываемых материалов при срезании стружек небольшого поперечного сечения;
• вольфрамомолибденовые стали (Р9М4, Р6М5) используют для инструментов, работающих в условиях черновой обработки, а также для изготовления протяжек, долбяков, шеверов, фрез.

Выбор резцов для токарных станков.

К выбору токарных резцов для конкретной операции металлообработки следует подходить комплексно, оценивая форму детали, вязкость и твердость обрабатываемого металла или сплава, допустимую погрешность отклонений от установленных размеров и требуемую шероховатость поверхности. Следует учитывать, что помимо материала детали, режущей части и держателя резца на качество обработки будут влиять:

• скорость подачи резца и глубина резания;
• угол режущей кромки и главный задний угол (между задней плоскостью режущей части и плоскостью поверхности обработки);
• способ стружколомания и устойчивость к вибрациям, как держателя, так и режущей головки;
• форма гнезда, в котором установлены твердосплавные пластины и способ крепления самого держателя.