Канавочные токарные резцы – ГОСТы, разновидности, производители

Канавочные резцы (называемые также прорезными) благодаря особенностям их конструкции относят к многофункциональным инструментам, с помощью которых можно формировать канавки на заготовках цилиндрической и конической конфигурации. Такие технологические операции (в особенности связанные с радиальной проточкой) характеризуются значительными нагрузками, которые успешно переносит резец данного типа, отличающийся высокой жесткостью конструкции. Более того, резцы канавочного типа с успехом используются для выполнения осевой проточки и подрезки торцов, что делает их универсальными токарными инструментами.

Канавочные резцы для внутренних и наружных канавок с механическим креплением сменных режущих пластин

Целесообразно использовать канавочные токарные резцы для получения детали сложной конфигурации. Универсальность резцов данного типа в таких случаях позволяет минимизировать количество используемых инструментов и сократить время на переналадку оборудования. Примечательно и то, что применение канавочного резца при выполнении многих технологических операций позволяет формировать поверхности с более высокими качественными характеристиками, чем при использовании обычного токарного инструмента.

Особенно удачным является использование канавочного резца при создании на поверхности заготовок широких канавок. При выполнении данной технологической операции такой инструмент демонстрирует исключительную стойкость, износ его режущей пластины происходит равномерно даже при выполнении большого количества проходов. Что также важно, при использовании канавочного резца хорошо контролируется процесс стружкоотделения.

Требования к резцам канавочного типа, которые выпускаются в большом разнообразии типоразмеров, оговариваются положениями ГОСТа 18874-73.

ГОСТ 18885-73 и 18874-73, касающиеся канавочных резцов

С содержанием ГОСТ 18874-73 «Резцы токарные прорезные и отрезные из быстрорежущей стали» и ГОСТ 18885-73 «Резцы токарные резьбовые с пластинами из твердого сплава» можно ознакомиться ниже:

ГОСТ 18874-7
ГОСТ 18885-73

ГОСТы канавочных резцов

На канавочные резцы разных модификаций разработаны нормативные документы:

1. ГОСТ 18874-73 регламентирует стандарты на оснастку назначения отрезного и прорезного, где оговорены размеры и конструкция инструмента, который изготовлен из быстрорежущей стали.
2. ГОСТ 18885-73 описывает конструктивные особенности канавочных резцов для изготовления резьбы, которые снабжены твердосплавными пластинами.
3. ГОСТ 18884 – 73 – этот нормативный акт дает указания по размерам и конструкции отрезных резцов для токарных работ, пластины у которых имеют напайки из твердых сплавов.
4. ГОСТ 28978-91 – документ определяет стандарт по канавочным режущим инструментам сборной конструкции.

Виды канавочных резцов

Среди токарных инструментов для формирования канавок выделяют резцы для внутренней и наружной обработки. И первые, и вторые могут быть полностью изготовленными из твердосплавных материалов либо иметь сменную режущую часть. Твердосплавные резцы – достаточно дорогостоящий инструмент, поэтому его использование должно быть экономически целесообразным. При выполнении наружных работ обычно используют изделия со сменными пластинами, применять твердосплавные канавочные резцы в таких случаях не имеет смысла.

Совсем иначе обстоит ситуация с обработкой внутренних канавок. Здесь надо учитывать диаметр отверстия, в которое предстоит завести резец, а также жесткость инструмента. Требованиям, по которым резец обладает минимальным размером своей державки и достаточной жесткостью для выполнения обработки металла, удовлетворяют только твердосплавные канавочные инструменты.

Естественно, когда условия обработки и геометрические параметры обрабатываемой детали позволяют, для формирования наружных и внутренних канавок целесообразнее использовать недорогой инструмент со сменными пластинами.

Черт.1

Черт.1

Таблица 1

Размеры, мм

2. Элементы конструкций и геометрические параметры отрезных резцов указаны на черт.2 и в табл.2.

Геометрия и размеры резцов канавочного типа

Поскольку резцы канавочного типа испытывают значительную нагрузку в процессе выполнения обработки, что определяет повышенные требования к их жесткости, их изготавливают с напаиваемыми твердосплавными пластинами, характеристики которых оговариваются в ГОСТе 2209-82. Требования же к самому резцу, как сказано выше, приведены в ГОСТе 18874-73.

Основная особенность геометрии резцов канавочного типа состоит в том, что форма их режущей части должна точно соответствовать форме канавки, которую планируется получить с их помощью. Канавки, создаваемые на поверхности заготовки, как правило, имеют небольшую ширину. Соответственно, режущая часть инструмента, с помощью которого их формируют, тоже достаточно узкая, что делает ее очень уязвимой к механическим повреждениям. Кроме того, рабочая головка с каждой боковой стороны имеет сужение по направлению к державке (на 1–2 градуса). Такое сужение боковых сторон режущей части необходимо для того, чтобы уменьшить их трение о стенки формируемой канавки.

Геометрические параметры канавочного резца

Чтобы повысить прочность режущей головки канавочного токарного инструмента, ее высоту делают значительно больше, чем ширину. Для этого также необходимы небольшой передний угол и заточка режущей кромки с небольшим радиусом (криволинейная). Оптимальными величинами углов резания для резцов канавочного типа являются 15–250 (передний), 8–120 (задний).

Ширину рабочей части канавочного инструмента, которая, согласно требованиям ГОСТа 18874-73, может варьироваться в широком диапазоне, выбирают в зависимости от того, какой ширины канавку необходимо сформировать на наружной или внутренней поверхности обрабатываемой заготовки.

Правила выбора

Первое, на что следует ориентироваться при выборе канавочного токарного инструмента, – это чертеж готового изделия, на котором указаны как размеры и форма канавок, так и допуски на точность их геометрических параметров. Естественно, оказывает влияние на выбор резца и его геометрических параметров материал, из которого выполнена заготовка.

Резец для наружных канавок

При формировании канавок на деталях небольшого размера особенно важно выдерживать небольшую силу резания, что позволяет минимизировать деформации, возникающие в процессе обработки. Обеспечивает соблюдение этого требования острая заточка канавочного инструмента, которая, тем не менее, может привести к его поломке, если неправильно подобран материал твердосплавной пластины и режимы резания – скорость вращения заготовки и величина подачи.

При выборе канавочного резца также следует учитывать форму его режущей кромки, которая может быть прямолинейной и заточенной с небольшим радиусом. Естественно, не следует выбирать изделие с криволинейной заточкой режущей кромки, если дно канавки, согласно предоставленному чертежу, должно быть прямым.

Резец для внутренних канавок

Виды отрезных резцов

Отрезной резец – петушок назван так в силу своеобразия геометрии после заточки. Впервые петушковый токарный резец применил И.К. Евсеев, суть его рационализаторского предложения заключалась в уменьшении ширины стружки по сравнению с шириной реза. Стружка не сможет подклинить – уменьшается вероятность разрушения режущей кромки. Операция выполняется быстрее, не требуется увеличение скорости вращения шпинделя. При установке режущей кромкой вниз стружка падает на станину и не требует активного вмешательства оператора.

Отрезной резец ВК8 применяется для обработки стали и чугуна, обладает повышенными прочностными и температурными характеристиками, хорошей скоростью резки.

ВК8 – твердый сплав (карбида вольфрама 92%, кобальта 8%) применяется как покрытие для инструментов, режущих камень, металл, гранит. ГОСТ 3882-74, разработанный еще в СССР, регламентирует физико-механические свойства и процентное соотношение компонентов.

Скачать ГОСТ 3882-74

Подбирая отрезной резец по металлу, нужно учитывать ряд факторов:

• материал, который необходимо обрабатывать;
• интенсивность работ;
• специфику обработки заготовки;
• степень износа токарного оборудования.

Инструментами из быстрорежущей стали нельзя обрабатывать каленые заготовки и сталь с большим коэффициентом вязкости – рабочие поверхности быстро выкрошатся и восстановить их будет проблематично, а стоимость новых высока. Для работы на станках с ЧПУ лучшим выбором станут твердосплавные резцы, хорошо переносящие температурные нагрузки, которые практически всегда будут присутствовать в цикле обработки. При работе на старом изношенном оборудовании с большими люфтами и биениями лучше применять сборные резцы, их проще затачивать и менять.

Особенности токарной обработки с использованием канавочного резца

Режимы резания при использовании резцов канавочного типа имеют некоторые отличия от режимов обработки заготовки токарными инструментами других типов. Так, за глубину резания принимается величина, равная ширине формируемой канавки, а подачу инструмента за один оборот детали измеряют в направлении, перпендикулярном ее оси. Величину подачи в зависимости от материала, из которого изготовлена режущая часть канавочного инструмента, выбирают в пределах 0,07–0,2 мм/об, а скорость резания – 15–180 м/мин.

На поверхности заготовки можно получать канавки нескольких видов.

• Узкие канавки, ширина которых соответствует ширине режущей части инструмента, выполняются за один проход резца, который подается вручную. Перед этим на поверхности детали определяют точное место расположения канавки, а затем выставляют напротив этого места резец и осуществляют его подачу.
• Канавки на уступах и торцах детали выполняются по такому же принципу, их диаметр выставляют при помощи лимба поперечной подачи, а глубину – по лимбу продольного перемещения суппорта.
• Широкие канавки делают за несколько проходов по следующей схеме. Сначала определяют место расположения правого края канавки и выставляют напротив данного места резец. При помощи поперечной подачи резец врезают в деталь на глубину, которая на 0,5 мм меньше глубины нарезаемой канавки (такой припуск оставляют на чистовую обработку). Затем при помощи продольной подачи канавочный инструмент начинают перемещать к левому краю нарезаемой канавки, граница которого предварительно намечена. После того как черновая канавка сформирована, ее дно обрабатывают начисто – на требуемую глубину, осуществляя продольную подачу резца слева направо. В том случае, если необходимо сформировать канавку с очень точным расположением ее левого и правого краев, при черновой обработке на них также могут быть оставлены припуски, которые затем снимаются при помощи поперечной подачи канавочного или подрезного резца.

Виды работ, производимых канавочными резцами

Резец отрезной

Основные размеры

Геометрические параметры отрезного резца

Резец отрезной имеет свое уникальное соотношение параметров в форме резца. Она рассчитана на скорейшее разрезание заготовок, причем даже если речь идет об относительно большой величине. Из-за этого у резца имеется большой вылет. Но зачастую они выполняются достаточно тонкими, что плохо влияет на жесткость. Единственным способом укрепления здесь является изменение состава самой пластины, чтобы ее делали из крепких материалов. Внешне они достаточно сильно выделяются благодаря своей продолговатой форме.

фото:геометрические параметры отрезного резца

Выбор отрезного резца

Отрезные резцы для токарного станка при неправильном выборе или использовании не по назначению могут быстро сломаться. В первую очередь стоит отметить, что для постоянного использования нужно подбирать что-то из твердосплавных материалов. Отрезной резец ВК8 будет более дешевым, но его можно использовать только в тех случаях, если потребность в данных операциях возникает периодически.

«Совет профессионалов! Для автоматического оборудования следует подбирать только резец автоматный отрезной.» Но среди твердосплавных видов также имеется несколько отличий, которые помогают получить лучшую устойчивость к ударам или вибрации или же сопротивление высоким температурам. Таким образом, одним из главных принципов выбора является то, с какими материалами придется взаимодействовать. Здесь все зависит от особенностей материала и заготовок, с которыми придется работать. Для улучшения результатов, необходимо соблюдать правильные режимы.

Режимы резания при использовании отрезного резца

Отрезные резцы по металлу следует ставить исключительно под прямым углом к оси детали, которая подвергается обработке. Режущая кромка устанавливается выше, в пределах 0,1-0,2 мм, чем обрабатываемая заготовка. Если установить резец кромки ниже, то на торце детали останется необработанный выступ. Расстояние от обработанного торца в прутке до торца закрепляющего приспособления не должно быть более диаметра этого самого прутка.

С учетом того, что резцы данного типа обладают низкой прочностью, отрезание заготовок следует проводить при помощи изогнутого инструмента, у которого режущая кромка направлена вниз. При этом шпиндель следует вращать в обратную сторону. Особенно это касается работы на старых изношенных станках.

Процесс отрезания следует делать как можно ближе к части, которая отвечает за закрепление. Когда происходит резка хрупкого материала, то на поверхности, где происходит отрезание могут появляться углубления. Это значит, что деталь отломилась в процессе резки. Чтобы такого не случилось, не стоит увеличивать скорость резки, а сам процесс стоит делать очень постепенно.

Маркировка

Маркировка отрезных резцов идет согласно материалу изготовления их режущей пластины. К примеру, Т15К6 относят к твердосплавным материалам, к титановольфрамовой группе. Содержание карбида титана достигает 15%, а кобальта – 6%.

Маркировка и производители

Описание канавочных токарных резцов будет неполным без упоминания маркировки, по которой определяется состав материала их режущей части. Например, резец Т5К10 выполнен из твердого сплава титановольфрамовой группы, в котором содержится 5% карбида титана и 10% кобальта. Аналогично расшифровывается и маркировка изделий, выполненных из других материалов.

Наиболее известными производителями канавочных токарных резцов являются:

• Днепропетровский завод промышленных инструментов (Украина);
• (Украина);
• Компания Zenitech (Швейцария);
• Компания Proma (Чехия);
• Компания Itertool (Китай).

Маркировка

Маркировка описывает основные механические и физические параметры инструмента. Например, 2130-0255 ВК6 ГОСТ 18884-73 говорит, что это резец канавочный, соответствует ГОСТ 18884-73, правый в исполнении 1, с сечением 25Х16 мм и пластиной из твердого сплава ВК6. В отличие от обычного отрезного резца по ГОСТ канавочный отличается наличием пластины с ВК6.

Скачать ГОСТ 18884-73

Отрезной резец по ГОСТ 18884-82 обладает еще более высокопрочной пластиной, полученной из сплава ВК8 или более твердого. Такие инструменты могут использоваться в автоматическом режиме работы. Подобрать изделие с необходимыми параметрами можно с помощью соответствующих справочников.