Виды режущего инструмента для станков

Режущий инструмент — ключевая составляющая любого станка, обеспечивающая обработку различных материалов. От качества, типа и назначения режущих элементов зависит эффективность производства, точность обработки и срок службы оборудования. Современные промышленные предприятия используют разнообразные виды режущего инструмента, каждый из которых адаптирован под определённые задачи и материалы. В этой статье рассмотрим основные виды режущего инструмента для станков, их классификацию, материалы изготовления и области применения.

Основные категории режущего инструмента

Режущий инструмент для станков можно классифицировать по разным признакам: по типу обработки, материалу заготовки, конструкции и назначению. Основные категории включают:

• Токарные резцы
• Фрезы
• Сверла
• Пластины и вставки
• Ножи для резки и рубки
• Шлифовальные и полировальные инструменты
• Пресс-ножницы и штампы

Рассмотрим подробнее каждый вид.

Токарные резцы

Токарный резец — это режущий инструмент для обработки вращающихся заготовок на токарных станках. Он снимает металл с заготовки, формируя поверхность нужной формы и размера. Различают следующие виды токарных резцов:

• Проходные резцы — для обточки наружной поверхности.
• Отрезные резцы — применяются для отделения части заготовки.
• Резцы для внутреннего точения — используются для обработки отверстий.
• Профильные резцы — для создания сложных профилей и канавок.

Материалы изготовления — быстрорежущая сталь (Р6М5, Р18), твердосплавные пластины из вольфрамокобальтовых сплавов, а также покрытия из нитрида титана (TiN), алмаза и кубического нитрида бора (CBN).

Токарные резцы бывают цельными или с креплением сменных пластин. Преимущество сменных пластин — возможность быстрой замены изношенного режущего элемента без замены всего резца.

Фрезы

Фрезы — инструмент с несколькими режущими зубьями, который вращается вокруг своей оси и используется для фрезерования поверхностей, пазов, отверстий и контуров. Виды фрез:

• Концевые фрезы — применяются для обработки плоскостей и профилей.
• Цилиндрические фрезы — режут боковой поверхностью, используются для обработки больших плоскостей.
• Дисковые фрезы — для прорезания пазов и канавок.
• Корончатые и кольцевые фрезы — для обработки отверстий больших диаметров.

Фрезы изготавливают из быстрорежущей стали или твердосплавного материала. Для повышения износостойкости поверхность покрывают специальными нитридными, карбидными или алмазными покрытиями.

Сверла

Сверла применяются для создания отверстий. В зависимости от назначения выделяют:

• Спиральные сверла — универсальные, для сверления отверстий в металле, дереве, пластике.
• Центровочные сверла — для точного начала сверления.
• Корончатые сверла — для создания отверстий большого диаметра.
• Твердосплавные сверла — для обработки твёрдых материалов, таких как закалённая сталь и сплавы.

Качество сверла влияет на точность отверстия и скорость обработки. Современные сверла часто имеют покрытия из TiN, TiAlN и других материалов, повышающих стойкость к износу и нагреву.

Пластины и вставки

Пластины — это сменные режущие элементы из твердого сплава или керамики, которые устанавливаются на резцедержателях и фрезах. Они бывают:

• Твердосплавные
• Керамические
• С из кубическим нитридом бора (CBN)
• Алмазные (PCD)

Преимущества сменных пластин — экономия времени на заточку и высокая производительность. Они бывают разной геометрии, предназначены для черновой или чистовой обработки различных материалов.

Ножи для резки и рубки

Ножи применяются в станках для резки, рубки и дробления металлов, пластика, бумаги и других материалов. Существуют:

• Рубочные ножи — для станков рубочного типа, обрабатывают арматуру и прутки.
• Круглые ножи — используются в специальных станках для резки пленок, тканей и металлов.
• Пластины для пресс-ножниц — ножевые пластины для станков, выполняющих резку листового металла.

Материалы для ножей — высококачественная инструментальная сталь 9ХС, 65Г, быстрорежущая сталь с последующей закалкой, твердосплавы. Ножи требуют регулярной заточки и замены при износе.

Шлифовальные и полировальные инструменты

Шлифовальные круги и ленты используются для точной обработки поверхности, удаления заусенцев и подготовки изделий к дальнейшей обработке. Основные виды:

• Абразивные круги — для обработки металла и камня.
• Полировальные круги и пасты — для получения зеркальной поверхности.
• Борфрезы и шлифовальные головки — применяются для фрезерных станков и дрелей.

Материалы абразива — электрокорунд, карбид кремния, алмазный порошок.

Пресс-ножницы и штампы

Пресс-ножницы используют для резки листового металла под давлением. Инструмент состоит из верхнего и нижнего ножа, которые сминают металл. Виды пресс-ножниц:

• Гильотинные ножницы — ножи прямого реза.
• Двухрычажные ножницы — более компактные, используются для тонких материалов.

Штампы — специальные инструменты для пробивки, вытяжки и формовки листов, чаще применяются в прессах.

Материалы изготовления режущего инструмента

Качество режущего инструмента напрямую зависит от материала. Основные материалы:

• Быстрорежущая сталь (HSS) — универсальна, недорогая, хорошо подходит для обработки мягких и средних по твердости металлов.
• Твёрдые сплавы (карбиды, вольфрамокобальтовые) — обладают высокой твердостью, стойки к износу, подходят для высокоскоростной обработки.
• Керамика и CBN — используются для обработки сверхтвердых материалов, высокопрочных сталей.
• Алмаз (PCD) — самый твёрдый материал, применяемый для обработки неметаллических и цветных металлов.

Выбор материала инструмента зависит от скорости резания, материала заготовки и условий обработки.

Применение режущего инструмента по отраслям

• Металлургия и машиностроение — токарные резцы, фрезы, сверла из твердых сплавов и быстрорежущей стали.
• Строительство — ножи для резки арматуры, пресс-ножницы.
• Деревообработка — специальные сверла, фрезы и ножи из быстрорежущей стали с алмазным покрытием.
• Пищевая промышленность — режущий инструмент из нержавеющей стали, ножи для нарезки продуктов.

Современные тенденции в развитии режущего инструмента

Современные технологии постоянно совершенствуют режущий инструмент:

• Покрытия на основе нанотехнологий повышают износостойкость.
• Оптимизированные геометрии зубьев снижают нагрузку и увеличивают ресурс.
• Инструменты с системами охлаждения для уменьшения перегрева.
• Инструменты с системой быстрого крепления пластин ускоряют замену.

Также развивается цифровизация — станки с ЧПУ оснащаются системами контроля износа инструмента и автоматической подстройки.

Выбор правильного вида режущего инструмента — залог высокой производительности и качества обработки на станках. В зависимости от задач, материала и типа обработки выбирают резцы, фрезы, сверла, ножи и другие режущие элементы из различных материалов и с разной конструкцией. Технологическое совершенствование инструментов позволяет повышать эффективность производства и снижать затраты на обслуживание и замену.