Заточка и установка токарных резцов. Заточка токарных резцов по металлу

Заточка резца необходима для придания требуемой формы и угла рабочей поверхности. Производится она при превышении допустимых параметров износа резца, или перед началом работы новым инструментом. Данная операция позволяет значительно продлить срок эксплуатации оснастки, но требует строго соблюдения технологии работ.

Когда необходима заточка резца

В процессе точения происходит трение стружки о переднюю поверхность инструмента и обрабатываемой детали о заднюю в зоне реза. При одновременном значительном повышении температуры происходит постепенный износ детали.

При превышении максимально допустимой величины износа резец не может быть использован для дальнейшего проведения работ и требует заточки и доводки по передней и задней поверхности.

Допустимая величина износа указана в таблице ниже

Инструмент для заточки

Для абразивной заточки резца может быть использован заточной или токарный станок. Для твердосплавного инструмента используется зеленый карборунд средней твердости. Для первичной обработки абразив круга должен составлять 36-46, при завершении процесса – 60-80. Для высокого качества заточки необходим целый круг, без дефектов и нарушения геометрии.

Для заточки токарных резцов широко применяются и алмазные круги, что обеспечивает высокую чистоту режущих поверхностей. В сравнении с карборундовыми кругами чистота поверхности резца повышается на два класса, увеличивается производительность работ. Применение алмазных кругов увеличивает и ресурс работы инструмента – возможное количество переточек резца увеличивается на 20-30%. Но следует учесть, что экономически целесообразно применение заточки алмазным инструментом при припуске не более 0,2 мм. При большем значении рекомендует предварительная заточка карборундовым кругом.

Порядок и особенности

В зависимости от характера износа и конструкции оснастки производится заточка по передней, задней или обеим поверхностям. На рисунке ниже указаны все поверхности токарного резца

Для стандартных резцов, как правило, применяется заточка по всем режущим поверхностям. При незначительном износе восстанавливается геометрия только задней поверхности. Оснастка для многорезцовых станков восстанавливается только по задней поверхности, фасонная – только по передней.

Стандартный порядок заточки:

• Основная задняя поверхность.
• Вспомогательная задняя поверхность.
• Передняя поверхность.
• Радиус закругления конца.

Параметры заточки задней поверхности указаны на рисунке ниже

На рисунке (а) указана задняя поверхность с одной плоскостью заточки, на рисунке (б) – с несколькими. При напайке твердосплавных пластин задняя поверхность имеет три плоскости:

• по фаске высотой не меньше чем 1,5 мм под углом а;
• по оставшейся высоте под углом а+3°;
• по державке под углом а+5°.

Заточка передней поверхности твердосплавных резцов имеет гораздо большее количество разновидностей (см. рис. ниже).

Основные формы:

• Плоская с положительным передним углом (а).
• Плоская с отрицательным углом (б).
• Криволинейная с отрицательным углом (в).
• Плоская с отрицательным углом для черновой обработки (г).
• Криволинейные с отрицательным углом для нержавеющих сталей (д), и других материалов (е)

В процессе заточки необходимо чтобы режущая кромка обрабатываемого инструмента располагалась на линии центра заточного станка или ниже не более чем на 3-5 мм. Направление вращения круга должно обеспечить прижим пластинки к державке, т. е. идти на пластинку. В процессе работы желательна непрерывная подача охлаждающей жидкости. При периодическом охлаждении возможно перенапряжение структуры материала и появление микротрещин.

При заточке необходим легкий нажим и постоянное перемещение вдоль поверхности круга для формирования ровной поверхности. После завершения заточки геометрия инструмента проверяется с помощью шаблонов или специальных приборов.

Доводка инструмента

После заточки необходима последовательная притирка рабочих поверхностей в том же порядка, как производилась заточка. При доводке необходимо удалить все шероховатости и отполировать поверхность до зеркального блеска. Чем чище поверхность, тем ниже трение при точении и выше стойкость инструмента.

Доводка осуществляется с помощью абразивных паст карбида бора на вращающемся чугунном диске (не более 2 м/с). Может использоваться паста ГОИ или другие специальные материалы для полировки. Для полировки паста наносится на диск. Далее, при вращении диска, резец прижимается и зерна абразивной пасты сглаживают имеющиеся шероховатости. Таким образом, полностью восстанавливается геометрия и первоначальная чистота рабочей поверхности резца, обеспечивается его пригодность к дальнейшей эксплуатации.

Заточка рабочих поверхностей резцов. Во второй главе указывалось, что в одних случаях основной износ резца наблюдается только по задней поверхности, в других - только по передней, а в третьих - одновременно по обеим поверхностям (табл. 4.21). Кроме того, помимо образования площадок износа наблюдаются разрушения инструмента в виде местного выкрашивания режущей кромки или сколов на контактных площадках.

Главные и вспомогательные задние поверхности всех резцов, за исключением фасонных, выполняют плоскими. Передняя поверхность резцов может быть плоской без и со стружколомающими элементами, с мелко- и крупноразмерными лунками и порожками (уступами).

Характерные виды износа и схемы переточки резцов

Таблица 4.21

Характер износа	Схема переточки	Припуск h„ на переточку, мм
Износ по задней поверхности		Л п = Л 1 + (0,1...0,2), где =h 3 tga
Износ по передней поверхности		К = К + ( 01...0,2)

Характер износа	Схема переточки	Припуск h n на переточку, мм
Износ по передней и задней поверхностям		К. 3 =К tga+(0,1...0,2) К.п -й л + (01...0,2)
Износ по фаске и задней поверхности
Износ по криволинейной передней и задней поверхностям		К. 3 =К tga+(0,1...0,2) Лп.. = Л л + Л в + (01...0,2)

Примечание. На схемах удаляемый припуск заштрихован.

Поверхности рабочей части резца разделяют на открытые и полуоткрытые (рис. 4.4). К открытым относят поверхности, которые не пересекаются с державкой, т.е. могут затачиваться на проход. Допускаемые отклонения углов резца при переточках приведены в табл. 4.22.

Рис. 4.4. а, в - задних открытых и полуоткрытых; б, г - передних открытых

и полуоткрытых

Назначение условий переточки резцов зависит от типа производства, объема затачиваемой партии резцов, конструктивных особенностей резца, степени и характера износа контактных поверхностей, наличия заточного оборудования и др. Технологический процесс заточки и доводки резцов должен обеспечить получение требуемой шероховатости обрабатываемых поверхностей (табл. 4.23).

Таблица 4.22

Допускаемые отклонения углов резца

Таблица 4.23

Параметр Ra шероховатости поверхности резцов, мкм

Затачиваемая	Материал режущей части
поверхность	Быстрорежущая сталь	Твердый сплав
по пластине
по державке
Передняя
криволинейная
Стружколом

В основном применяют две схемы заточки твердосплавных резцов , обеспечивающие при правильном выборе режимов заточки и характеристик кругов стабильную стойкость заточенных резцов.

Первая схема предусматривает предварительную заточку кругом из карбида кремния (КЗ) и окончательную заточку алмазным (А) кругом, вторая - полную обработку алмазным кругом за одну операцию. Обычно при правильном подборе алмазного круга после нескольких проходов выхаживания достигается шероховатость поверхности Ra 0,32 мкм. При необходимости получения меньшей шероховатости применяется операция доводки мелкозернистым алмазным кругом на органической связке. Задние поверхности доводятся по ленточке шириной 1...2 мм, передние - по фаске.

При переточке резцов полную алмазную заточку производят при припуске до 0,2...0,3 мм. При более значительных припусках экономически целесообразнее затачивать по схеме «КЗ + А».

При больших припусках и необходимости снимать одновременно с твердым сплавом большой объем материала державки вместо заточки по схеме «КЗ + А» применяют электрохимическую заточку.

Оборудование для заточки резцов. Резцы из быстрорежущей стали затачивают кругами из электрокорунда на керамической связке с обильным охлаждением и доводят эльборовыми или алмазными кругами.

Первая схема заточки предусматривает снятие значительного (0,4 мм и более) припуска шлифовальными кругами из карбида кремния (твердый сплав) или электрокорунда и монокорунда (быстрорежущие стали) на предварительных операциях и последующую окончательную заточку и доводку рабочих поверхностей с применением алмазных, эльборовых или мелкозернистых абразивных кругов на бакелитовой связке. Эта схема заточки во многих случаях оказывается наиболее целесообразной по экономическим показателям, так как съем основной массы припуска осуществляется с помощью относительно дешевых шлифовальных кругов, а требуемое качество поверхности обеспечивается алмазной и эльборовой обработкой при съеме небольшого припуска (менее 0,4 мм).

При съеме незначительных припусков лучших показателей по экономичности можно достигнуть при использовании второй схемы заточки, предусматривающей полную обработку всех рабочих поверхностей резца с использованием только алмазных (для твердого сплава) или эльборовых (для быстрорежущей стали) кругов одной или двух зернистостей. Возможно также осуществление полной заточки одним кругом оптимальной зернистости при правильном выборе его характеристики.

При заточке и доводке резцов наиболее приемлем следующий порядок операций:

• 1) заточка передней поверхности;
• 2) заточка задней главной поверхности по державке;
• 3) заточка задней вспомогательной поверхности по державке;
• 4) заточка фаски по передней поверхности;
• 5) заточка задней главной поверхности по пластине;
• 6) заточка задней вспомогательной поверхности по пластине;
• 7) заточка задней поверхности по радиусу вершины;
• 8) заточка лунок, канавок или стружколомающих порожков;
• 9) доводка фаски по передней поверхности;
• 10) доводка фаски по задней главной поверхности;
• 11) доводка вершины по радиусу.

В зависимости от конкретных требований и условий некоторые операции могут быть опущены или совмещены.

На машиностроительных предприятиях инструмент, как правило, затачивают централизованно. Вместе с тем иногда необходимо затачивать инструмент вручную.

Для ручной заточки инструмента применяют точильно-шлифовальные станки, состоящие из шлифовальной головки и станины (рис. 4.5). В шлифовальную головку встроен электродвигатель. На выходящих концах вала ротора крепятся шлифовальные круги, которые закрываются кожухами с защитными экранами. Станок оснащается поворотным столиком или подручником для установки резца.

При заточке на точильно-шлифовальных станках резец устанавливают на поворотный столик или подручник и вручную прижимают обрабатываемой поверхностью к шлифовальному кругу. Для равномерного изнашивания круга резец необходимо перемещать по столику или подручнику относительно рабочей поверхности круга.

Рис. 4.5.

При заточке резца по задним поверхностям столик или подручник поворачивают на заданный задний угол и закрепляют в непосредственной близости к кругу. Резец устанавливают так, чтобы режущая кромка располагалась параллельно рабочей поверхности круга. Переднюю поверхность резца чаще всего затачивают боковой поверхностью круга, при этом резец устанавливают на подручнике боковой поверхности. Переднюю поверхность можно затачивать также периферией круга, однако это менее удобно. Резцы из быстрорежущей стали затачивают сначала по передней, а затем по главной и вспомогательной задней поверхностям. При заточке твердосплавных резцов применяют такой же порядок операций, но предварительно обрабатывают задние поверхности державки под углом, на 2...3 0 большим, чем угол заточки на пластине твердого сплава.

Обычно на точильно-шлифовальном станке устанавливают шлифовальные круги разных характеристик, что позволяет производить предварительную и окончательную заточку инструмента. При предварительной заточке твердосплавного инструмента используют круги из карбида кремния (63С) зернистостью 40, 25, 16 и твердостью СМ2 или С1 на керамической связке (КЗ);

окончательную заточку (при припуске 0,1...0,3 мм) выполняют на алмазных, эльборовых и мелкозернистых абразивных кругах с бакелитовой связкой.

При предварительной заточке быстрорежущих инструментов применяют шлифовальные круги из электрокорунда (23А, 24А) зернистостью 40, 25,16 и твердостью СМ1, СМ2 на керамической связке (К5). Окончательную заточку (при припуске 0,1...0,3 мм) выполняют кругами из электрокорунда (23А, 24А) или монокорунда (43А, 45А) зернистостью 25, 16 и 12 и твердостью М3, СМ1, СМ2 на керамической связке (К5).

При заточке резца мелкозернистым кругом на его режущей кромке остаются неровности, которые непосредственно влияют на интенсивность изнашивания резца. Поэтому после заточки резец доводят на алмазном круге или на вращающихся чугунных дисках с применением абразивных паст. Скорость вращения алмазного круга - до 25 м/с, скорость вращения чугунного диска - 1 -1,5 м/с. Резец доводят по главной задней и передней поверхностям, формируя фаски шириной 1,5...4,0 мм. Вспомогательную заднюю поверхность резца не обрабатывают.

Для получения поверхностей высокого качества (Ra 0,32... 0,08 мкм) необходимо, чтобы биение доводочного диска или круга не превышало 0,05 мм, при этом вращение их должно быть направлено под режущую кромку.

При использовании универсально-заточных станков резцы затачивают торцом или периферией круга преимущественно в трех- поворотных тисках по лимбам А, Б, В. При этом возможны три исходных положения резца (рис. 4.6) - два основных (И 15 И 2)

Рис. 4.6.

Формулы настройки трехповоротных тисков при заточке резцов

Таблица 4.24

	Затачиваемая поверхность	положения	Углы разворота по шкалам
Периферией	Главная задняя		Произвольно (при малых а и у)
	Вспомогательная задняя
	Передняя			У sin Ф Р + cos ф р
Торцом круга	Главная задняя
	Вспомогательная задняя
	Передняя
	Главная задняя
	Вспомогательная задняя
	Передняя				Фр

Заточка и переточка режуших инструментов

и одно дополнительное (И 3). В последнем случае несколько упрощается настройка тисков, но усложняется процесс заточки.

Чтобы заточить резец по трем поверхностям (передней, главной и вспомогательной задней), необходимо задать его углы у, А, а, а 1? ф, Для обеспечения требуемых углов заточки рассчитывают углы разворота тисков по соответствующим осям (табл. 4.24). Для этого находят расчетные углы: А. р, ф р, ф 1р (табл. 4.25). Направления поворота частей тисков зависят от типа резца.

Стружколомающие уступы обрабатывают шлифовальными кругами прямого профиля и чашечными кругами, осуществляя врезание в направлении, перпендикулярном передней поверхности (рис. 4.7, а) или параллельном упорной поверхности порожка (рис. 4.7, б).

Таблица 4.25

Влияние типа резца на направление разворота головки

Рис. 4.7.

а - перпендикулярном передней поверхности; б - параллельном опорной поверхности порожка

Стружколомающие лунки обрабатывают либо кругом, заправленным по заданному радиусу, либо двухугловым кругом, развернутым под углом к направлению продольной подачи (рис. 4.8). Угол разворота |/ определяют из зависимости

где R - радиус канавки; р - радиус округления угловой кромки заточного круга; R K - радиус круга.

Рис. 4.8.

Круглые и призматические фасонные резцы затачивают по передней поверхности чашечными кругами на универсально-заточных станках. Особое внимание следует обращать на правильное положение резца относительно шлифовального круга, поскольку погрешности расположения изменяют передний угол и точность профиля обрабатываемой детали искажается.

На рис. 4.9 показаны схемы заточки призматического и круглого фасонных резцов. Призматический резец устанавливают в держателе либо непосредственно в трехповоротных тисках, обеспечивая разворот передней поверхности под углом а + у. Круглый резец устанавливают на оправке, аналогичной оси при-

Рис. 4.9. а - призматического; б - круглого

способления для крепления резца на токарном станке. Его передняя поверхность должна быть повернута относительно оси на угол а + у. Для этого ось круглого резца должна быть расположена на расстоянии г к = Н относительно плоскости вращения торца шлифовального круга. Величину Н рассчитывают по формуле

где R x - радиус наиболее выступающей точки профиля резца.

При настройке станка торец шлифовального круга вводят в соприкосновение с передней поверхностью резца. В другом варианте на торце резца должна быть нанесена риска радиусом г к, на уровне которой при настройке станка устанавливают торец шлифовального круга.

В ходе заточки резец принудительно поворачивается на угол, обеспечивающий полное удаление площадки износа на задней поверхности. Круг при этом не должен изменять настроенного положения.

В процессе резания металлов происходит изнашивание режущего инструмента. Причиной изнашивания лезвия является трение сбегающей стружки о переднюю поверхность лезвия и задних его поверхностей о заготовку. Интенсивность изнашивания зависит от многих факторов: механических свойств заготовки, силы и скорости резания, наличия СОЖ.

Следы износа наблюдаются на передних и задних поверхностях режущих лезвий, но за критерий износа принимается наибольшая высота изношенной контактной площадки на задней поверхности лезвия. Изношенный режущий инструмент необходимо повторно затачивать. Резец может затачивать рабочий, получивший соответствующий инструктаж по технике безопасности. Заточку резцов можно производить на точильно-шлифовальных и универсальнозаточных станках.

При заточке на точильно-шлифовальных станках (рис. 2.3) резец 1 устанавливают на подручник 3, а затем вручную с силой

20...30 Н прижимают к шлифовальному кругу 2. Для равномерного износа шлифовального круга резец необходимо перемещать по столику относительно рабочей поверхности круга, т.е. совершать осциллирующее движение D s осц.

Рис. 2.3.

1 - резец; 2 - шлифовальный круг; 3 - подручник; D s осц - осциллирующее

движение

Заточку передней поверхности выполняют торцом шлифовального круга (рис. 2.3, а), а резец укладывают на подручник боковой плоскостью. При заточке резца по задней поверхности столик поворачивают в вертикальной плоскости на заданный задний угол а, а резец кладут на подручник опорной поверхностью так, чтобы его режущая кромка располагалась горизонтально (рис. 2.3, б). Заточку осуществляют периферией круга, поэтому задняя поверхность получается не плоской, а вогнутой; радиус этой вогнутой поверхности при диаметре круга 300...400 мм незначителен. Круг должен вращаться в направлении на резец, как показано на рис. 2.3. В этом случае сила резания дополнительно прижимает резец к подручнику, качество режущей кромки получается более высокое - меньше шероховатость и незначительно выкрашивание.

С увеличением частоты вращения круга повышается производительность заточки, но при этом могут появиться прижоги на обрабатываемой поверхности резца, вследствие чего изменяется структура металла на шлифуемой поверхности.

Абразивный материал шлифовального круга выбирают в зависимости от инструментального материала резца. Для заточки режущей части резцов из быстрорежущей стали на точильно-шлифовальных станках используют шлифовальные круги из элекгрокорунда, а при заточке резцов с твердосплавными пластинами - из черного карборунда. При заточке резцов из быстрорежущей стали применяют керамическую связку, а при заточке резцов с твердосплавными пластинами - также и бакелитовую.

• 1) резцов из быстрорежущей стали - твердость круга С1 и его окружная скорость 23...25 м/с;
• 2) резцов с пластинами из твердых сплавов ВК6, ВК8 и Т5К10 - твердость круга с керамической связкой С1-СМ2 и скорость 18... 22 м/с, твердость круга с бакелитовой связкой С2, С1 и скорость
• 22.. .26 м/с;
• 3) резцов с пластинами из твердого сплава Т30К4 - твердость круга с керамической связкой СМ1-МЗ и скорость 10... 12 м/с, твердость круга с бакелитовой связкой СМ2 и СМ1 и скорость
• 12.. .15 м/с.

Заточка резцов с твердосплавными пластинами проводится за два приема:

• 1) предварительная - кругом зернистостью 25...40 и твердостью М3 и СМ1;
• 2) окончательная - кругом зернистостью 16...22 и той же твердостью.

Заточка на точильно-шлифовальных станках осуществляется довольно просто, но на них трудно достичь точных геометрических параметров режущей части резца. Кроме того, в процессе заточки могут образоваться прижоги и трещины в поверхностном слое лезвия. Поэтому резцы для получения более точных углов резания и необходимой шероховатости передней и задней поверхностей следует затачивать на универсально-заточных или специальных станках с последующей доводкой.

Заточка резцов на универсально-заточных станках производится в трехповоротных тисках (рис. 2.4). Для настройки тисков на заданную форму и размеры режущей части резца необходимо установить резец в начальное положение относительно шлифовального круга 6 (рис. 2.4, а). На основании /, которым тиски крепятся к столу станка, имеются колена 2 и 3. В узле крепления 4 зажат резец 5. Поворотом колен и узла крепления вокруг осей А, Б и В резец 5 устанавливается в положении, необходимом для заточки задней и передней поверхностей. Повороты вокруг осей А, Б и В можно осуществлять в любом из двух направлений от 0 до 360°, цена деления шкал Г.

Рис. 2.4.

7 - основание; 2,3 - колена; 4 - узел крепления; 5 - резец; б - шлифовальный круг; D snon - поперечная подача

При заточке передней поверхности резца (рис. 2.4, б) узел крепления 4 поворачивают вокруг оси В на угол 0 В = ф, после чего колено 3 поворачивают вокруг оси Б на угол 0 Б = X. Затем колено 2 поворачивают вокруг оси А на угол 0 А, определяемый по формуле

На рис. 2.4, б стрелками указаны направления поворота для правого резца с положительными передними углами у и X. Если же у правого резца эти углы отрицательные, то направление поворота вокруг осей А и Б меняется на противоположное. При заточке левых резцов изменяется направление поворота вокруг оси В.

При заточке задних поверхностей лезвий резцов углы поворота вокруг осей А, Б и В (рис. 2.4, в) подсчитывают по следующим формулам:

Пример 2.1.

Необходимо заточить проходной правый резец со следующими геометрическими параметрами режущей части: а = 8°; у = 12°; X = 10°; Ф = 45° и ф / = 15°; а" = 8°. Рассчитаем углы поворота узлов при заточке передней поверхности лезвия резца:

Углы поворота при заточке главной задней поверхности лезвия резца:

При заточке вспомогательной задней поверхности лезвия резца углы поворота тисков (поворот вокруг оси В - в другом направлении):

Для чистовой автоматизированной заточки резцов с твердосплавными напаянными пластинами по задним поверхностям используют заточный полуавтомат модели ЗЕ624 повышенной точности. Наибольшая высота сечения затачиваемого резца 50 мм. Привод главного движения осуществляется от электродвигателя мощностью 2,2 кВт; шлифовальный круг диаметром 200 мм может реализовать скорости резания 20 и 28 м/с.

Угломерами измеряют утлы а, у, ф и X, шаблонами - радиусы резцов, измерительными микроскопами - параметры прецизионных резцов, профилографами, профилометрами, двойными микроскопами - параметры шероховатости, с помощью цветной дефектоскопии проверяют наличие трещин.

Допустимые отклонения углов при заточке приведены в табл. 2.7. Заточка и доводка резцов должны обеспечивать получение шероховатости поверхностей в пределах, указанных в табл. 2.8.

Таблица 2.7

Допустимые отклонения углов лезвия резца при заточке

Таблица 2.8

Параметры Ra, мкм, затачиваемых поверхностей резцов

Заточка керамических резцов выполняется кругами из зеленого карборунда на керамической связке. Заточку следует производить с непрерывным обильным охлаждением во избежание растрескивания.

Заточка алмазных резцов проводится на специальных заточных станках с помощью чугунных дисков, шаржированных алмазным порошком.

Доводка (притирка) главной задней и передней поверхностей вдоль режущих кромок осуществляется после заточки.

Доводка резцов с твердосплавными пластинами производится пастой из карбида бора и 30%-го парафина. Наиболее качественные заточка и доводка этих резцов достигаются на специальных заточных станках модели ЗБ632В с помощью алмазных кругов (табл. 2.9), что позволяет получить параметр шероховатости поверхности Ra 0,16...0,08 мкм. После алмазной заточки и доводки обеспечивается высокая острота режущей кромки и повышается долговечность резца в 1,5 раза.

Доводка керамических резцов производится на чугунном диске пастой из карбида бора.

Для увеличения периода стойкости режущего инструмента в настоящее время получило широкое распространение нанесение износостойких покрытий из карбидов вольфрама или нитридов титана на режущие лезвия.

Повышение периода стойкости инструментов из быстрорежущей стали может быть также достигнуто термодиффузионным упрочнением, при котором на рабочие поверхности инструмента благодаря диффузии наносится слой хрома, молибдена или ванадия, обеспечивающий повышение твердости и износостойкости.

Установки «Булат» служат для нанесения износостойких покрытий на быстрорежущие и твердосплавные инструменты методом ионной бомбардировки. Материал покрытий (титан, молибден, бор и др.) испаряется и в среде азота конденсируется на инструменте, вследствие чего образуется пленка, например нитрида титана. При толщине пленки 5...7 мкм период стойкости инструмента повышается в среднем в 2-6 раз в зависимости от обрабатываемого материала и условий обработки.

Широкое распространение получили многослойные покрытия. После каждой заточки покрытие нужно наносить заново.

Получает распространение покрытие режущих лезвий дисульфидом молибдена, повышение периода стойкости при этом достигается в 2-2,5 раза.

Режимы заточки и доводки резцов с твердосплавными пластинами алмазными кругами

Самым простым способом нанесения такого покрытия является простое натирание режущего лезвия карандашом из дисульфида молибдена (предварительно натираемую поверхность необходимо обезжирить). Другой способ - окунание обезжиренной поверхности в жидкий дисульфид молибдена с последующим выдерживанием в печи при температуре 100... 150°С. Этот способ также требует нанесения покрытия после каждой заточки.

Резьба по дереву – это один из древнейших видов прикладного искусства, не утративший свою популярность и сегодня. Художественная резьба – очень трудоемкое и сложное, но очень увлекательное занятие, для которого необходимы специальные инструменты – резцы по дереву.

Существует большое количество типов и форм этих инструментов, предназначенных для разных методов вырезания, зависящих от специфики участков рельефа деревянной заготовки. От их качества не меньше чем от мастерства резчика зависит чистота резьбы.

Виды резцов

Все резцы по дереву, необходимые для ручной работы, имеют однотипную конструкцию и состоят из металлического лезвия с хвостовиком, на котором закреплена деревянная рукоятка.

Для вырезания несложных геометрических орнаментов на плоской поверхности можно обойтись парой простых резаков, но для создания сложных объемных и ажурных произведений из дерева потребуется применение большого числа специальных резцов.

Наиболее широко применяются следующие виды этих инструментов:

• нож-косяк – инструмент наподобие сапожного ножа с коротким треугольным лезвием, угол скоса которого может быть разным, что делает его универсальным и подходящим для большого спектра работ;
• стамеска – наиболее распространенный тип резца по дереву. Им выполняется основной объем работы при создании большинства резных изделий, он имеет ровное лезвие с режущей кромкой на конце, которая бывает прямой, косой, полукруглой или уголковой в форме буквы V;
• клюкарза – инструмент, похожий на стамеску, с лезвием, имеющим два изгиба по сто двадцать градусов (чтобы рукоятка при работе не цепляла обрабатываемую плоскость). С разнообразными режущими частями – полукруглыми, скобчатыми, прямыми и другими;
• ложкорез – резец для вырезания ложек и другой посуды, выполненный в форме кольца или полукольца с заточенной боковой гранью;
• топорик – нож, похожий на немного скошенное лезвие топора, являющийся довольно универсальным инструментом, уголками которого можно делать резы как на себя, так и от себя, а серединой лезвия срезать выпуклости.

Для тех, кто только начинает осваивать методику резьбы по дереву, на первых порах достаточно будет купить 5-6 резцов – нож-косяк, плоскую стамеску и по две полукруглых и уголковых с разными радиусами и углами загиба. Но брать нужно качественные, профессиональные инструменты, несмотря на их немаленькую цену. Дешевые наборы для начинающих делаются из плохой стали, очень быстро тупятся и работа ими не доставит удовольствия резчику.

Опытные мастера предпочитают делать для себя резцы по дереву самостоятельно. Их изготовление не представляет большой сложности и вполне под силу любому человеку, даже в домашних условиях.

Изготовление своими руками

При изготовлении этих инструментов не обойтись без электрического заточного станка (электроточила) с комплектом абразивных кругов разной зернистости. В большинстве операций его может с успехом заменить болгарка с отрезными и шлифовальными дисками.

Лезвие резца по дереву

Для изготовления лезвия инструмента подойдут любые отслужившие свой век изделия из высококачественной стали – рессоры, сверла, скальпели, рашпили и даже кольца подшипников.

Для ножей самым простым выбором является полотно для ножовки по металлу. Изготовление заключается в нарезании его на отрезки требуемой длины, формировании нужной формы лезвия и заточки.

Лучший вариант для стамесок – диск циркулярной пилы, толщина которого очень хорошо подходит для этой цели. Углеродистая сталь, из которой она изготовлена, долго держит заточку даже при обработке твердых пород дерева. Отрезание полос нужного размера и их вытачивание для получения необходимой формы лезвия выполняется с помощью болгарки или абразивного диска электроточила.

Для полукруглой стамески отлично подойдет старый пробойник – он уже имеет нужную форму. Достаточно только срезать с него лишний металл и заточить.

При интенсивном обтачивании металл нагревается, что вызывает отпуск, делающий его более мягким, неспособным долго сохранять заточку. Поэтому после придания лезвию нужной формы и заточки требуется закалка. Для этого нужно нагреть режущую часть при помощи газовой или керосиновой горелки до малинового цвета и опустить в емкость с машинным маслом.

Рукоятка

В качестве материала для рукоятки наиболее подходящим деревом считается дуб. Ну а где он не растет, его вполне успешно заменит береза, которая, будучи обожженной до черноты газовой горелкой и отшлифованная, не требует никакого покрытия и очень комфортна для работы.

Для ножей по дереву рукоятку можно сделать следующим способом:

• выпилить два бруска длиной около 12 сантиметров и сечением 12х22 миллиметра;
• приложив хвостовик лезвия к бруску, обвести его карандашом;
• стамеской выбрать древесину на глубину толщины лезвия;
• нанести на поверхности брусков столярный клей (можно ПВА или ЭДП), соединить конструкцию и стянуть ее струбцинами или зажать в тисках;
• после высыхания клея обстругать рукоятку или обточить на электроточиле и ошкурить.

Для стамесок рукоятку можно выточить на токарном станке или выстрогать из целого бруска. Затем просверлить отверстие по размеру хвостовика и, предварительно надев на рукоятку обжимное кольцо, предохраняющее дерево от раскалывания, аккуратно насадить ее на лезвие.

Заточка резцов по дереву

Завершающим этапом изготовления резцов по дереву является формирование режущей части и заточка. Основную часть металла с режущей кромки можно убрать на абразивном круге электроточила или заточным диском болгарки.

Углы заточки фасок всех видов резцов примерно одинаковые и лежат в диапазоне 18-25°, а длина острой части составляет порядка 20-35 мм, в зависимости от общей длины резца. В процессе обработки необходимо обязательное постоянное охлаждение лезвия в емкости с водой.

Дальнейшая работа выполняется вручную в следующей последовательности:

• заточка на наждачном бруске, который рекомендуется периодически смачивать водой;
• заточка на более тонком бруске или на шкурке-нулевке, положенной на твердую, ровную подложку;
• завершающая правка и полировка режущей кромки на кожаном ремне, натертом пастой ГОИ.

В процессе эксплуатации режущего инструмента его лезвие неизбежно теряет свою остроту. Регулярная тщательная заточка резцов по дереву – необходимое условие для комфортной работы резчика и высокого качества резного изделия.

Токарные резцы по дереву

Токарный резец – инструмент, предназначенный для ручной обработки вращающейся в станке заготовки. Такие инструменты, в отличие от резцов по дереву для ручной работы, имеют длинную ручку. Она необходима для того, чтобы токарю было удобно держать инструмент. Наличие такой ручки позволяет контролировать лезвие, не прикладывая больших усилий для удержания резца.

Лезвие у всех разновидностей токарных резцов тоже длиннее, чем у ручных, поскольку токарю при работе требуется обхватывать его левой рукой.

Для большинства видов точения дерева на токарном станке требуются всего два типа резцов: рейтер и мейсель.

Рейтер – инструмент с режущей частью в форме полукруга, который используется для черновой, первоначальной обработки заготовки. С помощью рейтера заготовку обтачивают, чтобы придать ей приблизительную форму будущего изделия.

Мейсель – резец, предназначенный для чистовой обработки заготовки из дерева до получения готового изделия. Лезвие этого инструмента представляет собой пластину со скошенной режущей частью, похожую на нож-косяк.

Для самостоятельного изготовления лезвий этих резцов больше всего подходят старые напильники, а сам процесс ничем не отличается от описанного выше.

В процессе накопления опыта начинающий резчик определит для себя наиболее удобные для него виды резцов, их формы и размеры. Он научится создавать отличные инструменты и прекрасные резные изделия из дерева, и это занятие может стать для него хобби на всю жизнь.

Из всех технологических операций, производимых над заготовками из металла, обработка на токарном оборудовании является наиболее распространенной. Именно поэтому заточка резцов для , предназначенных для работы по металлу, является очень важным процессом, выполнять который следует правильно. Особенности осуществления такой процедуры зависят как от материала, который предстоит обрабатывать, так и от типа самого режущего инструмента (фасонный, проходной, резьбонарезной, расточной и другие).

Конструкция токарных резцов

Заточка токарных резцов не может быть выполнена правильно, если не разобраться в конструктивных особенностях такого инструмента. Основными элементами его конструкции являются стержень-державка, при помощи которого резец фиксируется на станке, а также рабочая головка: именно ее режущую часть и необходимо регулярно затачивать.

Рассмотрим более подробно рабочую головку токарного резца. Ее формируют два типа поверхностей: передняя и задние. Переднюю отличить очень просто: именно по ней осуществляется отвод стружки. Задними же называются те стороны резцов, к которым обращена заготовка в процессе выполнения ее обработки. Они могут быть основными или вспомогательными, что зависит от их расположения.

Самый важный элемент любого резца (в том числе и для токарного станка по металлу) - его режущая кромка - формируется в месте пересечения задней основной и передней поверхностей. В конструкции любого резца присутствует и вспомогательная кромка, образованная пересечением его задних поверхностей: основной и вспомогательной. Вершина инструмента, которая упоминается в специальной литературе, - это место пересечения его режущей и вспомогательной кромок.

Основными характеристиками токарных резцов по металлу, определяющими их функциональные возможности, являются углы заточки, подразделяемые на главные и вспомогательные. Для того чтобы определить значения главных, их измерение производят в плоскости, которая формируется при проецировании режущей кромки на главную плоскость.

Вообще, для определения углов режущего инструмента используют две плоскости:

• основную, накладываемую на опорную сторону токарного резца, расположенную в его нижней части (по отношению к направлению подач станка такая плоскость является параллельной);
• плоскость резания, располагаемую по касательной относительно поверхности обрабатываемой заготовки (данная плоскость пересекается с основной режущей кромкой инструмента).

В конструкции рабочей части токарного резца различают углы нескольких типов:

• заострения - расположенные между передней поверхностью резца и задней основной;
• задние главные - находящиеся между задней основной поверхностью и плоскостью резания;
• передние главные - расположенные между передней стороной инструмента и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания.

Проверить правильность их определения достаточно просто: их сумма всегда составляет 90 градусов.

Кроме вышеперечисленных, конструкцию рабочей головки токарного резца характеризует еще несколько углов между:

• направлением подачи и проекцией, которую откладывает основная режущая кромка;
• плоскостью обработки и передней поверхностью резца;
• проекциями, которые откладывают основная и вспомогательная режущие кромки.

Инструменты для токарного оборудования

Для того чтобы разбираться в правилах заточки резцов для токарных станков по металлу, недостаточно просто посмотреть обучающее видео. Необходимо иметь представление о том, как классифицируются такие инструменты. Самым главным параметром, по которому токарные резцы относят к различным видам, является тип обработки, выполняемой с их помощью. По этому признаку выделяют следующие .

Проходные

Такими резцами заготовки обрабатываются вдоль оси вращения.

Подрезные

Используя эти резцы на токарном станке, уменьшают уступы и выполняют торцевание заготовок.

Канавочные

Как следует из названия, ими формируют наружные и внутренние канавки на поверхностях цилиндрической формы. Создавать канавки на наружных сторонах заготовок можно и при помощи отрезных резцов по металлу. Кроме того, такие резцы позволяют отрезать части заготовки под прямым углом.

Расточные

С помощью таких инструментов на станках выполняют обработку отверстий.

Резьбонарезные

Такие резцы специально предназначены для нарезания резьбы.

Фасонные

С помощью резцов этого вида на внешней стороне цилиндрических заготовок формируют фасонные выступы или канавки.

Фасочные

С помощью этих резцов на заготовках снимаются фаски.

Токарные резцы также подразделяются на виды в зависимости от того, в каком направлении с их помощью выполняется обработка заготовки. Так, среди них бывают правые (обработка выполняется по направлению к передней бабке) и левые (обработка по направлению к задней бабке).

Классифицируется токарный инструмент и по материалу изготовления, по способу соединения режущей части с державкой, а также по ряду других параметров.

Правила заточки токарного инструмента

Чтобы по металлу была эффективной, качественной и точной, следует регулярно выполнять заточку резцов, тем самым придавая их рабочей части необходимую форму и получая углы с требуемыми параметрами. В заточке не нуждается только инструмент, режущая часть которого выполнена в виде одноразовой твердосплавной пластины. Для выполнения такой важной процедуры в условиях крупных производственных предприятий используются станки со специальными приспособлениями, а занимается этим отдельное структурное подразделение.

Для того чтобы заточить токарный инструмент своими руками на домашнем станке или сделать это в условиях небольшого предприятия, можно использовать различные методики. Выполнение этой процедуры возможно с помощью химических реактивов или с применением обычных точильных кругов. Следует отметить, что заточка токарного инструмента на специализированных или универсальных станках, в которых используется , является самым недорогим, но эффективным методом придания резцам требуемых геометрических параметров.

Конечно, наиболее качественно токарные резцы по металлу затачиваются на специально предназначенном для выполнения такой процедуры станке. Если же подобного оборудования в вашем распоряжении нет, можно воспользоваться универсальным станком с точильным кругом. Подбирая такой круг, важно обращать внимание на материал, из которого изготовлена рабочая часть обрабатываемого инструмента. Так, чтобы эффективно заточить твердосплавный резец, вам понадобится круг из карборунда, имеющий характерный зеленый цвет. Инструменты, рабочая часть которых изготовлена из углеродистой или , прекрасно обрабатываются на станках с кругами средней твердости, изготовленными из корунда.

Заточку токарных резцов по металлу можно выполнять без охлаждения или с охлаждением, что является более предпочтительным. Если заточка выполняется с охлаждением, то холодную воду следует равномерно подавать в то место, где токарный резец соприкасается с точильным кругом. В том случае, когда охлаждение в процессе заточки не используется, после ее выполнения нельзя сразу резко охлаждать инструмент: это может привести к растрескиванию его режущей части.

Научиться затачивать токарные резцы на точильном станке своими руками можно по обучающему видео. В процессе выполнения такой процедуры важно придерживаться определенной последовательности. В первую очередь на точильном круге обрабатывают заднюю основную поверхность, затем заднюю вспомогательную, а в самую последнюю очередь точат переднюю. Последним этапом заточки является обработка вершины резца – придание ей требуемого радиуса закругления.

В процессе выполнения заточки резец постоянно передвигают по кругу, стараясь не прижимать его очень сильно (это можно заметить на видео). Придерживаться такой рекомендации необходимо для того, чтобы поверхность круга изнашивалась равномерно, а также чтобы режущая кромка токарного резца получилась максимально ровной.

Особенности заточки резцов для токарного станка

Существуют определенные нюансы, которые следует учитывать при заточке токарных резцов своими руками с использованием точильного станка. Так, выполнение обработки задней поверхности резца осуществляется в три этапа.

• Первоначально заднюю поверхность обрабатывают под углом, равным заднему углу самой державки. Как правило, он получается несколько больше, чем задний угол резания (приблизительно на 5 градусов).
• На втором этапе обрабатывают заднюю поверхность самой режущей пластины. При этом ее затачивают под углом, превышающим задний угол резания на 2 градуса.
• Третий этап - это формирование требуемого заднего угла при помощи доводки. Важно, что такой угол формируют не на всей задней поверхности резца, а только на неширокой фаске, непосредственно прилегающей к режущей кромке.

В несколько этапов выполняется заточка и передней поверхности токарного резца. Так, предварительно ее затачивают на угол, равный углу расположения самой режущей пластины. Этот угол, как и в случае с задней поверхностью, несколько превышает передний угол резания. Непосредственно угол резания, который необходимо сформировать на передней поверхности резца, получают при помощи чистовой заточки или доводки. Этим процессам подвергают узкую полоску, прилегающую к режущей кромке твердосплавной пластины.

Для большего удобства выполнения заточки токарных резцов на точильных станках, а также для получения углов с заданными параметрами используются специальные подкладки, которые устанавливают между опорной поверхностью инструмента и столиком станка, где он располагается. Чтобы добиться еще более точной и качественной заточки, можно своими руками доработать конструкцию столика станка, сделав его регулируемым по высоте и углу поворота. После такой доработки станка необходимость в использовании подкладок определенной толщины отпадает.

При выполнении заточки токарного резца важно обращать внимание на то, чтобы его режущая кромка располагалась на одном уровне с центром точильного круга, но не ниже, чем 3–5 мм по отношению к нему. Следует учитывать и направление вращения точильного круга. Это необходимо для того, чтобы сделать процесс заточки более безопасным, а также чтобы минимизировать риск отрыва режущей пластины от державки резца. Точильный круг в процессе выполнения заточки должен вращаться так, чтобы прижимать режущую пластину, а не отрывать ее от державки.