Режущий инструмент – это основа любого металлообрабатывающего производства, от которой напрямую зависит качество готовой продукции, скорость обработки и себестоимость изделий. Правильный выбор режущего инструмента позволяет повысить производительность станков до 5-7 раз и существенно снизить затраты на производство. В этом материале разберем все существующие виды режущего инструмента, их классификацию, особенности применения и критерии выбора для различных типов станочного оборудования.
Классификация режущего инструмента по типу обработки
Режущие инструменты подразделяются на несколько основных категорий в зависимости от вида выполняемых операций и типа станочного оборудования. По принципу взаимодействия с обрабатываемым материалом различают обычные и ротационные инструменты с непрерывно обновляющимся круговым лезвием. По конструктивному исполнению инструменты бывают цельными, сварными или напаянными, а также сборными с механическим креплением режущих элементов.
Резцы для токарных станков
Резцы представляют собой однолезвийные режущие инструменты призматической или дисковой формы, которые являются основным инструментом для токарной обработки металла. В зависимости от выполняемых операций выделяют пять основных видов резцов: проходные для обработки наружных поверхностей, расточные для увеличения диаметра внутренних отверстий, отрезные для разделения заготовок, резьбовые для нарезания резьбы и фасонные для получения сложных профилей. Современные резцы чаще всего комплектуются сменными твердосплавными пластинами, что позволяет значительно снизить эксплуатационные расходы по сравнению с цельным твердосплавным инструментом.
Проходные резцы используются для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей и подразделяются на прямые, отогнутые и упорные. Расточные резцы применяются для обработки внутренних поверхностей и могут иметь различную форму державки в зависимости от глубины обработки. Отрезные резцы предназначены для разделения заготовок на части и имеют узкую режущую часть для минимизации потерь материала.
Фрезы для фрезерных станков
Фрезы представляют собой многолезвийные режущие инструменты в форме тел вращения с множеством зубьев на образующей или торцевой поверхности. Основными типами фрез являются торцовые и концевые цилиндрические, которые применяются соответственно для обработки плоскостей и контуров. Торцовые фрезы обеспечивают высокую производительность при обработке плоских поверхностей благодаря большому количеству одновременно работающих зубьев.
Концевые фрезы используются для фрезерования контуров, пазов, уступов и объемных поверхностей. Сферические фрезы применяются для обработки сложных трехмерных поверхностей и штампов. Плунжерные фрезы работают с осевой подачей и позволяют достичь наиболее эффективного съема большого объема материала за счет меньшей подверженности вибрациям. Дисковые фрезы предназначены для прорезания пазов и отрезных операций.
Инструменты для обработки отверстий
Группа инструментов для обработки отверстий включает сверла, зенкеры, развертки и расточные резцы, каждый из которых предназначен для определенного этапа обработки с различной точностью и качеством поверхности.
Сверла и их разновидности
Сверла являются одно- или двухлезвийными режущими инструментами, применяемыми для получения отверстий в сплошном материале и для рассверливания существующих отверстий 11-12 квалитетов точности с шероховатостью Ra = 20-5 мкм. Современные сверла изготавливаются из быстрорежущих сталей марок Р9, Р12 и твердых сплавов для обеспечения высокой стойкости при обработке различных материалов. На специализированном ресурсе https://nozhi-dlya-stankov.ru/ представлен широкий ассортимент сверлильного инструмента, включая монолитные сверла, перовые сверла и сверла со сменными пластинами и головками.
Зенкеры и развертки
Зенкеры представляют собой 2-8 лезвийные инструменты, используемые для увеличения предварительно просверленных отверстий и получения фасонных отверстий 9-11 квалитетов точности с шероховатостью Ra = 10-2,5 мкм. Развертки являются многолезвийными инструментами для чистовой обработки отверстий до 7-8 квалитетов точности при шероховатости Ra = 1,0-0,32 мкм. Использование последовательно сверла, зенкера и развертки позволяет получить отверстие высокой точности с минимальной шероховатостью поверхности.
Протяжки и специализированный инструмент
Протяжки представляют собой высокопроизводительный режущий инструмент, состоящий из ряда последовательно расположенных режущих зубьев, каждый из которых больше предыдущего на глубину срезаемого слоя. Высокая производительность протягивания объясняется тем, что в работе одновременно участвует несколько режущих зубьев, обеспечивающих большой суммарный периметр резания. Протяжки применяются для обработки внутренних фасонных отверстий, шлицев, шпоночных пазов, а также наружных плоских и фасонных поверхностей.
Зуборезный и обкаточный инструмент
Зуборезный инструмент включает различные типы фрез, долбяков и круговых протяжек для нарезания зубчатых колес. Зубопротяжные станки с круговыми протяжками обеспечивают производительность в 5-7 раз выше по сравнению с оборудованием, работающим методом обкатки. Обработка производится круговой протяжкой с радиально расположенными резцами, за один оборот которой формируется от одной до двух впадин зубчатого колеса в зависимости от модуля. Время цикла обработки одного зуба составляет всего 4-6 секунд, что определяет высокую экономическую эффективность такого оборудования.
Резьбонарезной инструмент
Для получения наружной и внутренней резьбы применяют два основных типа режущего инструмента – метчики и плашки. Метчик представляет собой стальной винт с продольными канавками, образующими режущие лезвия, и предназначен для нарезания внутренней резьбы в отверстиях. Машинные метчики подразделяются на метчики для глухих и сквозных отверстий, а также метчики-раскатники для формирования резьбы методом пластической деформации.
Плашки (лерки) применяются для нарезания наружной резьбы на цилиндрических стержнях и представляют собой гайку с прорезанными режущими канавками. Резьбовые фрезы (резьбофрезы) используются для нарезания резьбы больших диаметров и обеспечивают высокую производительность и точность обработки. Для получения точной резьбы в массовом производстве также применяются резьбовые резцы на токарных станках с ЧПУ.
Абразивный инструмент и шлифовальные круги
Абразивный инструмент применяется для финишной обработки поверхностей, заточки режущего инструмента и удаления припуска на твердых материалах. Согласно ГОСТ Р 52781-2007 выпускаются различные типы шлифовальных кругов для обработок с основным вращательным движением.
Типы шлифовальных кругов
Шлифовальные круги прямого профиля (тип 1 ПП) используются для круглого наружного, внутреннего и бесцентрового шлифования, а также для заточки инструментов и плоского шлифования периферией. Плоские круги с двухсторонним коническим профилем (тип 4) применяются для вышлифовывания зубьев шестерен и шлифования резьбы. Цилиндрические и конические круги-чашки (типы 6 и 11) используют для заточки режущего инструмента. Тарельчатые круги (тип 12) применяют для заточки и доводки передних граней фрез, обработки зубьев долбяков и других инструментов.
Алмазные шлифовальные круги используются при финишной обработке материалов и обеспечивают максимальное качество обработанной поверхности. Диски с алмазным напылением применяются не только в строительных работах, но и для резки металлов, камня и бетона. Абразивные материалы классифицируются по зернистости, твердости связки и структуре, что определяет их применение для обработки различных материалов.
Твердосплавные пластины – современное решение для режущего инструмента
Твердосплавные пластины являются ключевым элементом современного режущего инструмента, обеспечивающим высокую производительность, долговечность и точность обработки материалов. Это сменные элементы металлорежущего инструмента, используемые для высокоточной обработки заготовок при точении, сверлении, зенкеровании, фрезеровании и других операциях. Применение сменных пластин значительно снижает экономические затраты по сравнению с цельным твердосплавным инструментом.
Конструкция твердосплавных пластин зависит от способа крепления и конфигурации резца. В зависимости от типа инструмента пластины могут быть квадратными, ромбическими, трехгранными, пятигранными и других форм. От количества граней зависит число режущих кромок и длительность эксплуатации пластины. На портале https://nozhi-dlya-stankov.ru/ представлен полный каталог сменных режущих пластин для токарных, фрезерных станков и сверл различных производителей.
Материалы режущего инструмента
Для изготовления режущего инструмента применяются различные материалы в зависимости от условий обработки и требований к инструменту. Углеродистые стали типа У8, У8ГА используются для изготовления инструмента, работающего при невысоких скоростях резания. Легированные инструментальные стали марок ХВ5, 9ХС, ХВГ, В1 и ХВСГ применяются для производства более нагруженного инструмента.
Быстрорежущие стали марок Р9, Р12 и других представляют собой отдельный класс материалов для производства сверл по металлу и дереву, резцов, фрез и другого высокоскоростного инструмента. Твердые сплавы обеспечивают максимальную стойкость режущего инструмента и позволяют работать на высоких скоростях резания. Для особо ответственных операций применяются инструменты с покрытиями из нитрида титана, карбида титана и других износостойких материалов.
Выбор режущего инструмента для станков
При выборе режущего инструмента необходимо учитывать тип станка, обрабатываемый материал, требования к точности и качеству поверхности, а также условия эксплуатации. Для токарных станков основным инструментом являются резцы различных типов, которые выбираются в зависимости от вида обработки. Для фрезерных станков с ЧПУ вначале выявляют типы инструментов, необходимые для обработки детали на данной операции, затем определяют технологические параметры каждого типа инструмента.
На заключительном этапе выбора определяют конструктивные параметры режущего инструмента: диаметр, длину режущей части, вылет инструмента, число зубьев и другие характеристики. Весь современный режущий инструмент разработан с учетом требований к производству: высокая производительность, долгий срок службы, превосходная точность и качество, а также стабильность технологического процесса. Правильный выбор режущего инструмента позволяет максимально использовать возможности станочного оборудования и достичь оптимального соотношения производительности и себестоимости обработки.