Выбор вида режущего инструмента для металлообработки

Классификация режущих инструментов

Металлорежущее оборудование, которое в наши дни используется в самых разных отраслях промышленности, а также в быту, допускает использование различных видов режущего инструмента. Перечень этих видов весьма обширен, благодаря чему существует возможность подобрать металлорежущий инструмент, наилучшим образом соответствующий особенностям выполняемых операций. Критерии классификации описываемого инструмента весьма многочисленны, их рассмотрению посвящена настоящая статья.
Одним из основных классификационных критериев является особенность конструкции режущего инструмента. По нему выделяют такие виды, как:

• Резцы: инструмент однолезвийного типа, позволяющий выполнять металлообработку с возможностью разнонаправленного движения подачи;
• Фрезы: инструмент, при использовании которого обработка выполняется вращательным движением с траекторией, имеющей неизменный радиус, и движением подачи, которое по направлению не совпадает с осью вращения;
• Сверла: режущий инструмент осевого типа, который используется для создания отверстий в материале или увеличении диаметра уже имеющихся отверстий. Обработка сверлами осуществляется вращательным движением, дополненным движением подачи, направление которого совпадает с осью вращения;
• Зенкеры: инструмент осевого типа, с помощью которого корректируются размеры и форма имеющихся отверстий, а также увеличивается их диаметр;
• Развертки: осевой инструмент, который применяется для чистовой обработки стенок отверстий (уменьшения их шероховатости);
• Цековки: металлорежущий инструмент, также относящийся к категории осевых и используемый для обработки торцовых или цилиндрических участков отверстий;
• Плашки: используются для нарезания наружной резьбы на заготовках;
• Метчики: также применяются для нарезания резьбы – но, в отличие от плашек, не на цилиндрических заготовках, а внутри отверстий;
• Ножовочные полотна: инструмент многолезвийного типа, имеющий форму металлической полосы с множеством зубьев, высота которых одинакова. Ножовочные полотна используются для отрезания части заготовки или создания в ней пазов, при этом главное движение резания является поступательным;
• Долбяки: применяются для зуботочения или зубодолбления шлицев валов, зубчатых колес, других деталей;
• Шеверы: инструмент, название которого происходит от английского слова «shaver» (в переводе – «бритва»). Он предназначен для чистовой обработки зубчатых колес, которая выполняется методом «скобления»;
• Абразивный инструмент: бруски, круги, кристаллы, крупные зерна или порошок абразивного материала. Инструмент, входящий в данную группу, применяется для чистовой обработки различных деталей.

Следующим классификационным критерием является вид поверхности, обработка которой осуществляется с помощью металлорежущего инструмента. По нему выделяют следующие инструменты:

• Применяемые для обработки тел вращения, наружных фасонных, а также плоских поверхностей: в данную группу включаются описанные выше резцы и фрезы, абразивные круги и некоторые другие изделия;
• Используемые для обработки отверстий: речь идет о зенкерах и сверлах, расточных резцах и протяжках;
• Инструменты, с помощью которых выполняется нарезка резьбы: в эту группу входят плашки, метчики, накатные ролики, ряд других изделий;
• Применяемые для обработки поверхностей звездочек, шлицевых валов, зубьев колес: эти операции выполняются с помощью пальцевых и дисковых фрез, обкаточных резцов и долбяков, шлифовальных кругов и шеверов. Нельзя не упомянуть протяжки, сдвоенные головки-фрезы и зубострогальные резцы (они предназначены для нарезания прямозубых колес конического типа), а также конические фрезы червячного типа и зубострогальные головки (с помощью этих инструментов нарезаются колеса конического типа со спиральными зубьями).

Еще одним критерием классификации металлорежущего инструмента является принцип его взаимодействия с материалом. По нему выделяют такие инструменты, как:

• Обычные;
• Ротационные, круговое лезвие которых непрерывно обновляется.

Кроме того, специалисты указывают на такой классификационный критерий, как тип изготовления, выделяя при этом:

• Цельный режущий инструмент;
• Составной инструмент, конструкция которого представляет собой неразъемное соединение нескольких элементов;
• Сборный инструмент, отличающийся разъемным характером соединения элементов, которые его образуют.

По способу соединения со станком выделяют насадной, хвостовый и призматический инструмент.

Наконец, по такому критерию, как способ применения, выделяют ручной, машинный, а также машинно-ручной металлорежущий инструмент.

Основные металлорежущие инструменты

Инструмент для обработки металла классифицируют по конструкции и типу обрабатываемой поверхности. Кроме этого, необходимо помнить о том, что каждый класс разделяют на разновидности.

По конструкции лезвийный инструмент разделяют на:

• Резцы, применяемые для обтачивания тел вращения (токарные), строгальные, используемые для обработки плоских заготовок, например, для снятия слоя металла при капитальном ремонте станочного оборудования. В ходе формирования заготовки резец перемещаются вдоль оси ее вращения. Основные характеристики токарных резцов – это размер державки. То есть, той составной части, на которой закрепляется режущая пластина, функционального назначения. Не последнюю роль играет и марка материала из которой изготовлена режущая часть. Об этом чуть ниже.

Токарные резцы разделяют на проходные, отрезные, резьбовые, канавочные. Кроме этого, производят левые и правые. Одни применяют при нормальной подаче суппорта с закрепленным на нем резце, другие при обратной.

• Сверла представляют собой инструмент осевого типа. Они могут быть изготовлены с одной или несколькими лезвийными кромками. Их применяют для формирования отверстий в заготовке. Они образуются при вращении сверла вокруг своей оси и его подачи в тело заготовки. Сверла различают на правые и левые; последние используют в механизированном сверлении деталей. Например, при подготовке отверстий в корпусах автомобильных двигателей. К этому же классу можно отнести развертки, зенкеры, цековки и пр. Они предназначены для обработки отверстий после сверления. Например, с помощью разверток выполняют чистовую обработку полученных отверстий, то есть доводят его до требуемого размера и шероховатости поверхности.
• Напильники, представляют собой инструмент в форме стержней или пластин, на поверхности которых образовано большое количество режущих зубьев. Предназначаются для ручной работы с металлом. С их помощью удаляют заусенцы, неровности с изделия.
• Протяжки – это стержни, с нанесенными на поверхность лезвиями. Их применяют для получения фасонных отверстий, например, шпоночных или шлицевых пазов в шкивах или зубчатых колесах. Протяжка представляет собой стержень, диаметр которого постепенно увеличивается по направлению к его хвостовой части.
• Фрезы – этот лезвийный осевой инструмент, предназначенный для обтачивания заготовок, которые зафиксированы на рабочем столе и перемещаются вместе с ним относительно вращающейся фрезы. Их разделяют на фрезы общего применения, червячные, для получения зубчатых колес, гравировальные, шпоночные и пр. Их используют для получения сложных поверхностей, например, при производстве пресс-форм или штампов, предназначенных для обработки металлов давлением.
• Для получения наружной и внутренней резьбы применяют два основных типа режущего инструмента – метчики и плашки (лерки). Метчик представляет собой стальной стержень на поверхности которого присутствуют продольные лыски и канавки, образующие режущие кромки. Плашка представляет собой диск, внутри которого сформированы режущие лезвия. С помощью плашек получают внешнюю резьбу. Выпускают два вида метчиков — ручные и машинные. Первые применяют для ручной обработки. Вторые устанавливают в станочное оборудование. Следует отметить, что машинные метчики можно использовать и для ручной обработки отверстий.
• Для производства зубчатых колес применяют долбяки, зуборезные фрезы, шеверы.
• Для грубой и финишной обработки металла применяют абразивные и шлифовальные круги. Этот инструмент, представляет собой круг, изготовленный из абразивного материала, например, карбида кремния. Небольшие частицы абразива снимают заданный слой металла. Такие круги используют для зачистки поверхности от следов коррозии и обработки изделий после термической обработки.

Выше приведена общая классификация режущего инструмента. Между тем весь выпускаемый в стране инструмент должен соответствовать требованиям ГОСТ, имеются нормативы для токарных резцов, для метчиков и плашек.

Один из основных нормативных документов, который определяет некоторые параметры режущего инструмента — ГОСТ 25751-83. В нем определены термины, применяемые в промышленности, технике, которые являются общими для всех видов лезвийного режущего инструмента, кроме этого, он определяет термины и понятия, относящиеся к металлорежущему инструменту.

Все представленные инструменты отвечают нормам точности, которые определены в ГОСТ и ТУ. Кроме них, на некоторых производствах применяют инструмент, изготовленный на основании отраслевых стандартов.

Классификация режущего инструмента

Выделяют довольно большое количество различных признаков классификации режущего инструмента, основной можно назвать конструктивные признаки. В зависимости от геометрической формы и основных параметров выделяют следующие варианты:

1. фрезы;
2. резцы;
3. зенкеры;
4. сверла;
5. развертки;
6. цековки;
7. метчики;
8. плашки;
9. шеверы;
10. ножовочное полотно;
11. инструмент абразивного типа.

Все приведенные выше виды режущих инструментов характеризуются своими определенными особенностями. Примером можно назвать ручной режущий инструмент под названием плашка. За счет применения особого крепления можно получить резьбовую поверхность на цилиндрической поверхности.

Довольно большое распространение получили резцы. Их относят к режущему инструменту, который предназначен для обработки исключительно тел вращения.

Среди особенностей подобного варианта исполнения отметим следующее:

1. Есть рабочая часть и державка.
2. Угол заточки может существенно отличаться в зависимости от предназначения изделия.
3. При изготовлении применяются самые различные сплавы, которые и определяют область применения изделия.

Фрезеры встречаются в последнее время довольно часто. Это связано с тем, что подобный режущий инструмент может использоваться для получения корпусных изделий. Особенностью назовем то, что основное вращение передается фрезе, в это время заготовка находится в неподвижном состоянии. Конструктивно фрезы намного сложнее резцов, что определяет более высокую стоимость.

Какие бывают инструменты для металлообработки

Инструменты для металлообработки бывают следующих видов:

1. Режущие, предназначенные для разделения металлических листов или любых других заготовок на части. Изготавливаются из закалённой или легированной стали, а также сплавов на их основе, твёрдость которых превышает прочность обрабатываемого материала.
2. Абразивные, используются для черновой или финишной обработки заготовок: полировки, шлифовки, зачистки с целью достижения нужного уровня шероховатости. В отличие от режущих инструментов могут быть гибкими, пластичными. Изготавливаются из различных материалов, стойких к трению и обладающих высокой прочностью.

Режущие инструменты бывают только металлическими, твёрдыми, сохраняющими свою форму и геометрические размеры во время обработки и после её завершения. Режущая часть имеет клиновидную форму, которая позволяет легко проникать в слои материала и под механическим воздействием снимать часть металла.

Абразивное оборудование бывает жёстким (круги) или гибким (ленты, наждачные бумаги, ткани). Общее сходство заключается в наличии на их рабочей поверхности абразивного слоя, который может обрабатывать наружные слои материала в зависимости от прилагаемого усилия. Гибкие абразивы позволяют зачищать нелинейные поверхности.

Читать также: Расчет тока вторичной обмотки трансформатора

По способу механизации инструменты бывают следующих типов:

1. Механические предназначены для ручной обработки. Применяются для разового или постоянного частного или промышленного использования. Отличаются простотой конструкции, низкой производительностью и себестоимостью обработки.
2. Автоматические используются для серийного производства деталей. Обеспечивают высокую производительность обработки, функциональностью, точностью резки, минимизируют трудозатраты. Имеют сложную конструкцию, требуют периодических обслуживаний, отличаются от ручных низкой вероятностью изготовления бракованных деталей.

Процесс снятия стружки всеми способами имеет одинаковый принцип. Режущая часть под действием приложенной силы воздействует на обрабатываемую поверхность, врезается в неё, углубляется и происходит скалывание или снятие стружки.

Сдвиг стружки обычно происходит под углом от 135 до 155 градусов. От угла резания и точения режущей кромки зависит износ инструмента и качество резания. При обработке металла происходит нагрев, поэтому необходимо выбирать оптимальную скорость воздействия, чтобы не допустить затупления режущей кромки.

Сферы использования

Сфера применения режущего инструмента весьма обширна. Большая часть изделий встречается в машиностроении, так как заготовки представлены различными сплавами. Рассматривая сферу применения отметим следующие моменты:

1. Большая часть изделий может резать по металлу только при условии передачи большого усилия при жестком закреплении заготовки. Именно поэтому они изготавливаются таким образом, чтобы могли устанавливаться в станках и другом подобном оборудовании. Область применения – промышленность с различным показателем производительности труда. Отличительной особенностью подобной группы можно назвать длительный эксплуатационный срок и устойчивость к износу.
2. Также обработка заготовок может проводится в домашней мастерской. Для подобного случая подходят варианты исполнения, которые применяются при ручной обработке или применении настольного оборудования. Специалисты рекомендуют выбирать для домашней мастерской варианты исполнения из низкой ценовой категории. Это связано с тем, что они отлично подходят для обработки при небольшой подаче и скорости резания. Режущие инструменты для промышленных станков обходятся намного дороже и требуют профессиональной периодической заточки.

В целом можно сказать, что область применения режущего инструмента весьма обширна. Механическое резание может проводится только при наличии режущей кромки.

Выбор режущего инструмента

Только правильно подобранный инструмент может применяться для получения качественного изделия. Среди столь большого выбора подобрать наиболее подходящий вариант исполнения изделия сложно. Режущий инструмент по металлу выбирают с учетом следующих рекомендаций:

1. Для начала определяется поставленная задача. Как правило, технология производства составляется технологом, который также указывается наиболее подходящий режущий инструмент. К примеру, получить тело вращения можно с требуемым диаметром можно при использовании резца, отверстие сверла. При этом одна деталь может изготавливаться при применении одного вида изделия с различными параметрами.
2. Следующий шаг заключается в определении того, какое именно оборудование будет применяться для передачи вращения. Примером можно назвать промышленные станки или ручные конструкции. От этого момента зависит то, какая державка подойдет.
3. На момент составления технологической карты указываются основные параметры резания. С учетом подобного показателя проводится выбор режущего инструмента по типу применяемого материала при изготовлении основной или рабочей части.
4. Учитывается и производительность применяемого оборудования. Для выпуска большого количества продукции нужно выбирать вариант исполнения с повышенной износостойкостью.

Производители инструментов оп обработке металла

Есть производители, которые делают уже несколько десятилетий качественное оборудование для металлических заготовок. При этом представлены как отечественные, так и импортные компании.

Отечественные

Наиболее распространено в России оборудование ЗАО «НИР». Для производства оборудования компания применяет сплавы особой твердости. Основные преимущества их продукции:

• высокая износостойкость;
• есть возможность быстро сменить инструмент;
• имеется нанопокрытие;
• низкие затраты на заточку.

Не отстает по показателям и «Московский инструментальный завод». Изделия уже несколько десятилетий основаны на мировых стандартах. С использованием такого оборудования можно без проблем создать самую нестандартную резьбу, обработать на токарном станке муфту, трубу и любую другую деталь.

Импортные

Зарубежные заводы выпускают качественные инструменты, которые используются по всему миру. Одним из лидеров является израильская компания ISCAR, которая выпускает инструменты для точения, сверления, фрезерования.

Для обработки титана, алюминия, нержавеющий стали, чугуна можно использовать крепкий и надежный немецкий инструмент фирмы АРНО.

В пятерку лидеров входит и японская фирма SUMITOMO. Свое оборудование они производят из твердых сплавов, алмазов и с применением CBN. Продукцию используют для токарной и фрезеровальной работы разных уровней сложности.

Различия по размерам

При выборе любого инструмента важно обратить внимание на его размеры. Напильники бывают 6 классов, которые различаются по точности обработки.

Полезно знать. Токарных резцов существует более 20 видов. Они подразделяются на левосторонние и правосторонние.

Плашки или лерки, которыми нарезают резьбу отличаются по системе измерений. Она может быть в миллиметрах или в дюймах.