Как правильно заточить резец для токарного станка

Заточка резца заключается в придании формы и необходимого угла рабочей поверхности. Затачивают новые или затупившиеся инструменты. После заточки проводится доводка, во время которой инструменту придается острота, окончательно зачищаются рабочие поверхности.

Виды заточки

Большие металлообрабатывающие заводы специально содержат штат заточников и специальные станки для приведения резцов в рабочее состояние. Сотрудникам маленьких мастерских приходится делать это самостоятельно.

Провести заточку можно несколькими способами:

• абразивным (на шлифовальных кругах);
• химико-механическим (металл обрабатывают особыми составами);
• с помощью специальных устройств.

Абразивную заточку можно провести на заточном, токарном станке или вручную на шлифовальном бруске. Вручную очень сложно качественно заточить инструмент с соблюдением нужных углов. Осложняется процесс тем, что металл нагревается и теряет свои свойства. Поэтому результат напрямую зависит от умений токаря и его знания углов заточки.

Твердосплавные инструменты затачивают на зеленом карборунде. Резцы из различных типов стали обрабатывают шлифовальными кругами из корунда средней твердости. Первичную обработку проводят оселками с абразивом 36-46, финальную — 60-80. Перед установкой круга на токарный станок необходимо проверить целостность. Во время работы он может расколоться и поранить рабочего,а так же испортить угол заточки.

Химико-механический метод очень эффективен и быстр, обеспечивает чистую, гладкую поверхность, предупреждает формирование сколов и трещин. Применяется для затачивания крупных твердосплавных резцов. Их обрабатывают раствором медного купороса. Реактив формирует тонкий защитный слой, который смывается абразивными зернами, присутствующими в растворе. Процесс происходит в станке, оборудованном емкостью с подвижным шлифовальником. Закрепленный резец двигается возвратно-поступательно и с давлением около 0,15 кг на кв. сантиметр прижимается к абразивной поверхности.

На специализированных станках заточка резцов проводится белыми кругами из электрокорунда (быстрорежущие инструменты), зеленых из карбида кремния (твердосплавные), алмазных (для доводки).

Процесс заточки

Первой затачивают основную заднюю поверхность, потом вспомогательную заднюю поверхность, переднюю поверхность и затем радиус закругления конца. По окончании работы углы заточки сверяются с шаблоном.

Чтобы кромка получилась ровной и гладкой, инструмент нужно постоянно двигать вдоль шлифовальной поверхности. При такой работе круг дольше служит и изнашивается равномерно.

Обрабатывать инструмент можно всухую или с постоянным водяным охлаждением. Поток воды должен быть достаточным и непрерывным. Если инструмент затачивается всухую, не нужно периодически поливать его, окунать в емкость с водой. Это вызывает растрескивание поверхности и разрушение рабочей кромки.

Ручная доводка проводится:

• оселком мелкой зернистости с использованием технического масла керосина или — инструментов из различных видов стали;
• кругом из меди с использованием пасты из карбида бора и технического масла.

Доводят исключительно режущие поверхности инструмента с шириной кромки до 3 миллиметров. Эффективнее доводить резцы на станке с оселком из чугуна. Процедура проста и не требует больших временных затрат, но значительно продлевает срок эксплуатации и продуктивность инструмента. Важно соблюдать необходимые углы!

Видеоролики о затачивании резцов разных видов:

Заточка резца и угол заточки

Не будем брать примеры из учебников, так как на самом деле в практике все по другому. Расскажу, как применить тот или иной режущий инструмент и предложу варианты заточки резцов.

Существует обработка внутренних и наружных поверхностей и для обработки необходимы определенные виды резцов например: внутренние расточные, подрезные, прорезные, отрезные, фасонные, резьбовые и много какие еще виды. Умение затачивать и применять на практике режущий инструмент приходит с опытом.

На рисунке 1 показан передний угол, его заточка должна быть от 2 до 15 градусов при этом не желательно уменьшать тело, иначе пластина будет висеть как бы в воздухе (возможен скол режущей кромки при точении детали).

На рисунке 2 показаны варианты канавок.

Рисунок 2а – канавка служит для чистовой отделки.
Рисунок 2б – такая канавка как (совковая лопата) применяется на отрезных резцах и резцах черновой обработки, с большой глубиной резания.
Рисунок 2в – такой вид канавки применяется при скоростном точении заготовок.
Рисунок 2г – применяется такая канавка для разного вида точения, другими словами это классический вид заточки.

На рисунке 3 показан угол наклона режущей кромки. Рисунок 3а прямая режущая кромка и стружка при такой заточке будет сходить ровно по канавке. Рисунок 3 б,в режущая кромка делается с наклоном, стружка при точении будет сходить вправо или лево относительно пластины резца.

Рисунок 4 это вид сверху. Такая заточка режущей кромки применяется на отрезных резцах. Этот вид заточки применяется в зависимости от обрабатываемых материалов.

Острые кромки необходимо притуплять или делать не большой радиус до 0.3, но режущая кромка должна быть острой. Притупление режущей кромки применяется при обдирке.

Резцы бывают быстрорежущие — применяются для точения мягких сталей или материалов например: алюминий, второпласт, текстолит и некоторые другие. Быстрорежущий отрезной резец можно применять при отрезании заготовок из стали и в некоторых случаях нержавейку. Марки быстрорежущих резцов бывают: Р18, Р6М5К5, Р9К5 и другие.

Резцы твердосплавные – применяются для точения более твердых и прочных материалов например: нержавейка, бериллиевая бронзы, каленые стали и другие. Марки твердосплавных резцов бывают: ВК8, ВК6, ВК6М, ВК6ОМ, ВК10ХОМ и другие. Более хрупкие твердосплавные резцы применяются для точения сырых сталей Ст20, Ст40, Ст45 и другие. Марки резцов: Т5К10, Т15К6, Т10К5 и другие.

Попробуйте заточить резец по образцу и попробуйте его в работе. По стружке можно определить, правильно ли заточен резец или нет. При правильной заточке стружка будет сходить сливная (завитая, плотная, а не хаотичная).

Заточка резцов производится на заточных станках. Заточные станки оборудованы кругами из электрокорунда (белый цвет круга), применяется при заточке быстрорежущих резцов. Круг зеленого цвета (карбида кремния), применяется при заточке твердосплавных резцов. Алмазные круги служат для доводки режущего инструмента.

В теории много не понятного и сложного для восприятия. Конечно же теория не заменит практику, но и без теории ни куда. Ознакомившись с первоначальными навыками теории можно приступать к практическим упражнениям. Для молодых специалистов порекомендую больше пробовать различных заточек резцов, таким образом вы быстро вникните в процесс работы и поймете правильность заточки режущего инструмента.

Эффективность и безопасность токарных работ напрямую зависят от вида и качества заточки используемого инструмента, во избежание ошибок важно уметь правильно его выбирать и подготавливать. В промышленных масштабах эти действия проводятся с помощью специальных станков, в остальных случаях резцы приходится заострять своими руками. Несмотря на простую последовательность, работы по заточке требуют опыта и учета многих нюансов: от материала инструмента до его типа и назначения.

Конструктивные особенности токарных резцов

Этот инструмент имеет простое исполнение и состоит из двух элементов: стержня, удерживающего его в станке, и рабочей головки с режущей частью, непосредственно обрабатывающей металлы и твердые материалы и нуждающейся в периодическом затачивании. Фиксирующая часть как правило имеет геометрическое (квадратное или прямоугольное) сечение, снижающее риски проворачивания, смещения или выбивания резца из токарного станка, и вытянутую форму. Режущая часть (рабочая) отличается более сложным исполнением, она формируется из нескольких смежных кромок и плоскостей с разными углами затачивания.

Головка резца имеет 2 поверхности: переднюю, отводящую стружку, и задние стороны, обращенные к детали и разделяемые на основные и вспомогательные. Это же относится к режущим кромкам, главная из которых образуется при пересечении передней поверхности и задней основной. Углы их заточки определяют назначение резца и считаются важной характеристикой: в зависимости от месторасположения они разделяются на заострения, задние главные и такие же передние, их сумма с отклонениями от соответствующей оси резания всегда равняется 90°. Конструкцию рабочей головки резца также определяют углы между плоскостью обработки и передней поверхностью, проекциями кромок, направлением подачи и отображением главной линии реза.

Виды инструментов для токарного оборудования

Классификация резцов условная, ассортимент включает изделия с разным направлением подачи (левые и правые), конструктивным исполнением (прямые, отогнутые с отклонением оси головки влево или вправо, изогнутые, оттянутые и имеющие уникальную форму), сечением (круглые, квадратные или прямоугольные), способом изготовления (цельные и составные, с режущей частью в виде пластины) и установкой (радиальные и тангенциальные). Соответственно токарные резцы используются при разных работах: от черновых до шлифовальных, в зависимости от целевого назначения и способа обработки заготовки выделяют следующие разновидности:

• Проходные, предназначенные для снятия основной массы припуска с поверхности заготовки вдоль ее оси вращения. Как правило, их режущая часть имеет форму пластины и изготавливается из быстрорежущего металла, а стержень – из стали 45 или 50.
• Подрезные, используемые при черновой обработке деталей, точении наружных поверхностей и торцевании. Особенностью этих резцов является наличие криволинейного профиля передней части, способствующего завиванию стружки, и фаски, упрочняющей режущую кромку. Эту разновидность изготавливают как из легированных сталей, так и из особо твердых сплавов металлов.
• Расточные, для обработки готовых глухих или сквозных отверстий, полученных путем сверления, отливки или штамповки. Эти операции считаются более сложными в сравнении с наружным обтачиванием, при выборе и заточке этой разновидности учитывается, что размер поперечного сечения токарного резца всегда должен быть меньше диаметра прохода.
• Канавочные или прорезные, относящиеся к многофункциональным, и используемые при формировании канавок на деталях со сложной конфигурацией (включая цилиндрические и конические), выполнения осевой проточки, порезки торцов и других токарных операций. Размеры и форма режущей кромки у этой разновидности подбираются исходя из ширины формируемой борозды, в зависимости от требуемой радиальности канавки их заточка бывает прямо- и криволинейной.
• Фасонные, относящиеся к нестандартным, и устанавливаемые при необходимости высокоточной обработки сложных деталей, в большинстве случаев их изготавливают под конкретные типоразмеры и формы.
• Резьбонарезные, используемые для создания с помощью токарных станков внутренних и внешних резьб с разным шагом и профилем. Они воздействуют на заготовку всеми точками кромки и совершают относительно нее винтовое движение.
• Фасочные, предназначенные для снятия фасок, чаще всего под углом в 30 и 45°.

В зависимости от материала основы и режущей части все токарные резцы разделяются на:

• Изготовленные из разных марок инструментальной стали: углеродистой (оптимальные при ведении обработки на малых скоростях), легированной (имеющие средние показатели теплостойкости и прочности) и быстрорежущей (характеризующиеся повышенной производительностью).
• Твердосплавные, используемые при высоких скоростях реза, и устанавливаемыми на токарных станках по металлу, работающими с особо твердыми и прочными заготовками или выполняющими высокоточные операции.
• Металлокерамические, представляющие собой композиты на основе вольфрама, титана, тантала или их смесей, цементируемые кобальтом.
• Минералокерамические (технический глинозем), отличающиеся повышенной теплостойкостью, но из-за хрупкости не используемые при необходимости ударных работ и массового выпуска изделий на токарном оборудовании.
• Керметовые, представляющие собой сплавы минералов, металлов и карбидов и обладающие более высокой стойкостью к механическим воздействиям в сравнении с предыдущей разновидностью.
• Алмазные токарные резцы, используемые в автоматических линиях с крупносерийным и массовым производством однородных изделий с первым и вторым классом точности, и высокой чистотой поверхностей. Эти изделия оказывают минимальное влияние на структуру материала заготовки вне зависимости от его степени твердости и не нуждаются в заточке.
• Эльборовые, представляющие собой резцы с пластинами из сверхтвердого синтетического материала.

Правила заточки токарного инструмента, нюансы и схемы

В данной процедуре нуждаются все резцы за исключением имеющих сменные твердосплавные пластины, при отсутствии специальных станков токарь проводит ее своими силами. Среди практикуемых и проверенных временем способов выделяют:

• Абразивную заточку режущего инструмента, выполняемую на станке с шлифовальным кругом или с помощью бруса. Материал оселок подбирают исходя из твердости обрабатываемого металла или композита. Разновидности из твердых сплавов советуют заточить на зеленом корунде, из обычных сталей – на белом.
• Химико-механическую обработку, заключающуюся в нанесении на режущую кромку раствора медного купороса с последующим смывом его абразивными составами с шлифованием подвижным элементом. Такие действия позволяют качественно и быстро заточить крупный инструмент из закаленной стали и твердых сплавов с одновременным увеличением его трещиноустойчивости, способ ценится за эффективность и обеспечение гладкой поверхности.
• Заточку резцов на специализированном оборудовании со сменными или разными кругами, включая алмазные доводочные.

При выполнении работ своими руками чаще всего выбирается абразивный способ, как более доступный и простой. При его реализации придерживаются четкой последовательности действий: первой следует заточить основную заднюю грань, следующей идет задняя вспомогательная и только потом передняя. Работы завершаются затачиванием радиуса закругления, на всех этапах режущий инструмент прижимают к абразивному камню с постоянным смещением вдоль поверхности, как с целью сокращения износа круга, так и во избежание перегрева резца. Вне зависимости от вида обрабатываемой плоскости, в ходе абразивной заточки избегают как отрыва, так и чрезмерного придавливания.

Проверить насколько хорошо заточен ваш резец помогают специальные трафареты. Их можно купить или сделать самому из листа металла, вырезая в нужных местах шаблон, соответствующий ходовым линиям и углам заточки. Впоследствии такую заготовку рекомендуют закалить и использовать как при проверке правильности подготовки резца, так и с целью оценки его состояния. Сверке подлежат все углы, чем выше требования к качеству изделий, получаемых на токарных станках, тем точнее должен быть сделанный своими руками шаблон.

Заточить инструмент на крупном абразиве недостаточно, завершающим этапом является доводка небольших участков поверхностей резца, примыкающих к его режущим граням. Для этих целей на край круглого диска наносится абразивная паста на основе борных карбидов или полировальные составы ГОИ, после чего к нему прижимается нужной стороной токарный резец и запускается процесс вращения с направленностью к пластине.

Этот этап несложно выполнить самостоятельно, при такой обработке мелкие зерна устраняют малейшие неровности, что в конечном итоге увеличивает ресурс инструмента. При доводке составами с низкой абразивностью или заточке твердосплавных резцов поверхность круга рекомендуется дополнительно намазать керосином или аналогичным веществом, при использовании современных паст или круга из меди в этом нет необходимости.

Советы

Заточка резцов для токарного станка требует постоянного внимания, для достижения оптимального результата рекомендуется:

• Охлаждать инструмент водой или делать перерывы в работе.
• Использовать для заточки станки с возможностью регулировки высоты и угла поворота шлифовального круга или размещать под них специальные подкладки. В идеальном варианте уровень режущей кромки и центральной оси точила совпадают или смещается не более чем на 3-5 мм вниз.
• Отслеживать углы заточки, абразивность шлифовального круга и скорость его вращения в зависимости от материала инструмента и вида обработки (чистовой или черновой) с помощью соответствующих таблиц режимов затачивания.
• Контролировать направление движения круга. При заточке токарных резцов своими руками основную опасность представляют отлетающие пластины, при придавливании их точилом этот риск минимальный, и наоборот.