Narzędzie skrawające to narzędzie montowane na tokarce (drewnianej/ręcznej/CNC) służące do wykonywania elementów toczonych. Poruszają się one wzdłuż osi tokarki, a ich tor wyznacza ostateczny kształt obrabianego przedmiotu. Istnieje kilka tokarek innych niż CNC, a każdy typ ma unikalne cechy i konstrukcje, które określają obsługiwane przez tokarkę operacje skrawania i zastosowania terenowe. Dlatego wybór odpowiedniego narzędzia skrawającego wymaga gruntownej znajomości narzędzia. Nóż tokarski może być z austenitycznych stopów metali kolorowych, stopów lekkich materiałów żaroodpornych etc. Pamiętajmy, że wykonanie elementu powinno mieć miejsce zarówno przy odpowiednio dużych prędkościach skrawania, umiarkowanych prędkościach skrawania, jak i małych prędkościach skrawania. W tym artykule przedstawiono noże tokarskie, narzędzia skrawające oraz ich konstrukcję, właściwości i zastosowania. Przejdźmy do sprawy.
Cztery kategorie rodzajów narzędzi tokarskich
Wiele rodzajów narzędzi skrawających używanych na tokarkach lub tokarkach CNC można podzielić na cztery główne kategorie: materiał, działanie, konstrukcja i kierunek posuwu. Poniżej znajdują się różne narzędzia tokarskie, które należą do poszczególnych kategorii.
Klasa 1: Narzędzia skrawające na bazie materiałów do tokarek
Wiele materiałów nadaje się do wykonania narzędzi używanych na tokarkach, z których każdy ma unikalne właściwości. Dlatego każde narzędzie skrawające ma właściwości oparte na właściwościach mechanicznych materiału. Poniżej przedstawiono typowe narzędzia skrawające tokarek w zależności od użytego materiału.
Narzędzie: Stal szybkotnąca (HSS)
Stal szybkotnąca zawiera pierwiastki takie jak wolfram, węgiel, wanad i chrom. Narzędzia skrawające wykonane z tego materiału są znane ze swojej ekstremalnej twardości, trwałości i odporności na zużycie/ciepło. Ponadto mają wysokie prędkości odpowiednie do obróbki zgrubnej i półwykańczającej.
Narzędzia z węglików spiekanych:
- Węglik
- Narzędzia tokarskie z węglików spiekanych są twarde i kruche. Dlatego są kompatybilne z prawie wszystkimi materiałami. Są one jednak drogie, co ogranicza ich zastosowanie w produkcji części.
Narzędzie diamentowe:
- Diament
- Narzędzia tokarskie wykonane z diamentu są niezwykle twarde. Dlatego nadają się do obróbki wszystkich materiałów. Jednak podobnie jak narzędzia z węglików spiekanych są one drogie, co ogranicza ich zastosowania przemysłowe.
Narzędzia z regularnego azotku boru:
- Sześcienny azotek boru
- Kolejnym najtwardszym jest sześcienny azotek boru. Są trwałe, odporne na zużycie i nadają się do obróbki zgrubnej i przerywanej, zwłaszcza podczas obróbki żeliwa.
Klasa 2: Zależne od operacji narzędzia skrawające tokarek
Narzędzia tokarskie są również klasyfikowane według operacji obróbki. Poniżej przedstawiono typowe narzędzia używane w każdej operacji toczenia.
-Narzędzie tokarskie: Narzędzia tokarskie służą do usuwania materiału wzdłuż przedmiotu obrabianego. W rezultacie prowadzi to do zmniejszenia średnicy przedmiotu obrabianego. Istnieją dwa typy:
– Narzędzia do toczenia zgrubnego: Narzędzia do toczenia zgrubnego to narzędzia do usuwania dużych ilości materiału z przedmiotu obrabianego za jednym razem. Dlatego są często używane do tworzenia zgrabnych kształtów lub do przygotowania powierzchni do późniejszych operacji wykończeniowych.
– Narzędzia do toczenia wykańczającego: narzędzia do toczenia wykańczającego służą do usuwania niewielkich ilości materiału z przedmiotu obrabianego w celu uzyskania gładkiej wykończonej powierzchni.
-Narzędzie do fazowania: te narzędzia tokarskie nadają się do fazowania, czyli tworzenia fazowanych krawędzi. Narzędzia tokarskie nadają się również do fazowania. Muszą one jednak znajdować się pod odpowiednim kątem w stosunku do przedmiotu obrabianego. Ponadto stają się przestarzałe, gdy kąt nachylenia jest duży.
-Narzędzie do cięcia nici: narzędzia do cięcia gwintów są przydatne do tworzenia spiralnych wzorów gwintów na częściach cylindrycznych. Zwykle kąt ich naroża zależy od oczekiwanego kąta gwintu. Dodatkowo przekrój narzędzia wpływa na podziałkę.
-Narzędzie do twarzy: narzędzia wykańczające wykorzystują boczne krawędzie tnące do usuwania cienkich warstw materiału i uzyskiwania gładkiej powierzchni.
-Metody formowania narzędzi: narzędzie do formowania łączy narzędzia do toczenia i rowkowania w celu tworzenia skomplikowanych kształtów w jednym przejściu. Podczas gdy narzędzia tokarskie mogą wykonywać tę samą pracę, narzędzia do formowania są idealne, ponieważ zwiększają dokładność i skracają czas cyklu.
-Narzędzie do rowkowania: narzędzia te służą do toczenia rowków w elementach o cylindrycznych powierzchniach. Istnieje kilka kształtów rowków w zależności od kształtu tokarki. Powszechny jest nóż tokarski w kształcie litery V i kwadratowe. Występują również noże tokarskie ręczne.
-Nudny bar; nudne narzędzie: wytaczadło to narzędzie tnące charakteryzujące się wytaczakiem z narzędziem tnącym na końcu. Dlatego służy do obróbki skrawaniem i zwiększania średnicy otworów.
-Narzędzie do radełkowania: Narzędzia radełkowane mają dwa lub więcej metalowych wałków z wytłoczonym wzorem. Są często używane do wykonywania wgłębień w przedmiotach obrabianych w celu zwiększenia ich przyczepności.
Klasa 3: Strukturalne narzędzia skrawające do tokarek
Zgodnie z ich strukturą narzędzia tokarskie dzielą się głównie na trzy typy. Są to:
- Pojedyncze narzędzia
Pochodzą z jednego kawałka materiału i mają określony kształt, rozmiar i geometrię. Dlatego są najczęściej używanymi narzędziami tokarskimi ze względu na ich szybkość i trwałość.
- Narzędzia do cięcia tokarki spawalniczej
Narzędzie do tokarki spawalniczej: głowice i trzonki tych narzędzi wykonane są z różnych materiałów i łączone ze sobą za pomocą spawania. Zazwyczaj boki są wykonane z materiału takiego jak węglik, znany ze swojej wytrzymałości i trwałości, podczas gdy korpus może być wykonany z różnych metali. Ze względu na różnice materiałowe zapewniają mniejszą siłę skrawania niż narzędzia monolityczne.
- Narzędzia do mocowania tokarki
Skład materiałowy tych narzędzi skrawających jest podobny do narzędzi spawalniczych. Jednak zamiast narzędzia spawalniczego powstaje zaciśnięte narzędzie tokarskie poprzez umieszczenie płytki (czyli narzędzia skrawającego) na kierownicy. Ogólnie rzecz biorąc, zaciskowe narzędzia tokarskie są elastyczne i wymienne. Dlatego ich właściwości takie jak wytrzymałość i trwałość zależą od rodzaju płytki.
Klasa 4: Narzędzia skrawające do tokarek sklasyfikowane według kierunku posuwu
Zgodnie z kierunkiem posuwu narzędzia tokarskie dzielą się głównie na trzy typy. Są to:
Narzędzie oparte na kierunku posuwu
Narzędzia skrawające do prawostronnej tokarki usuwają materiał podczas przemieszczania się od prawej do lewej. Mają budowę podobną do ludzkiej dłoni. Dzieje się tak, ponieważ prawy kciuk wskazuje kierunek posuwu, a główna krawędź tnąca znajduje się po lewej stronie narzędzia.
Narzędzia skrawające do tokarek leworęcznych
Narzędzia te usuwają materiał podczas ruchu od lewej do prawej. Zgodnie z konstrukcją ludzkiej dłoni, lewy kciuk wskazuje kierunek posuwu, a główna krawędź tnąca znajduje się po prawej stronie narzędzia.
Narzędzie tnące do tokarek okrągłych
Narzędzia te mogą poruszać się od lewej do prawej lub od prawej do lewej, ponieważ nie mają kątów obrotu i kółek. Nadają się do obróbki, w której wymagana jest gładka powierzchnia.
Uwaga: Istnieją inne narzędzia tokarskie do różnych zastosowań. Powinieneś porozmawiać z profesjonalnym mechanikiem CNC.
Jak wybrać odpowiednie narzędzie tokarskie?
Wszyscy wiemy, że dobra praca wymaga odpowiednich narzędzi. Wybór odpowiedniego narzędzia skrawającego tokarki jest bardzo ważny dla uzyskania dokładnych wyników na obrabianym przedmiocie. Oto lista sposobów wyboru odpowiedniego narzędzia skrawającego do tokarki:
- Powłoka narzędzi tokarskich
Powłoki to materiały stosowane na zewnątrz narzędzi skrawających w celu zwiększenia ich właściwości mechanicznych i estetyki. Są również ważne, ponieważ powlekane narzędzia tokarskie są trwalsze niż narzędzia niepowlekane. Jak można się spodziewać, istnieje wiele powłok, w tym azotek tytanu (TiN), węglik tytanu (TiC) i tlenek glinu, z których każda ma swoje własne właściwości.
- Materiał roboczy
Właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego odgrywają ogromną rolę w doborze odpowiedniego narzędzia skrawającego do tokarki. Najbardziej podstawowy proces selekcji zależy od twardości, ponieważ twarde materiały można toczyć tylko narzędziami z twardą lub niepowlekaną powłoką. Zapobiegnie to wykruszaniu się narzędzia podczas obróbki. Na przykład narzędzia diamentowe i z azotku boru są znane ze swojej wytrzymałości i przydatności do obróbki twardych materiałów.
- Wymagany rodzaj operacji toczenia
Każda operacja toczenia wymaga określonego zestawu umiejętności i narzędzi. Upewnij się więc, że wybierasz odpowiednie narzędzie do operacji. Na przykład narzędzia tokarskie służą do usuwania materiału wzdłuż przedmiotu obrabianego. Nie nadają się one jednak do operacji formowania. Kolejną kwestią jest kierunek cięcia.
- Wymagany kształt części
Przy wyborze narzędzia należy również wziąć pod uwagę kształt narzędzia i części. Na przykład w operacjach toczenia możemy użyć prostokątnych narzędzi tokarskich, gdy chcemy nadać materiałowi sześcienny kształt.
- Zespół narzędzi tokarskich
Chociaż funkcje i zastosowania tokarek mają różne konstrukcje, wszystkie mają pewne wspólne części. Poniżej znajdują się części wspólne dla każdej tokarki.
Części narzędzi tokarskich:
- Suchy– ta część jest przymocowana do tokarki. Jest to najgrubsza część narzędzia i ma przeważnie prostokątny przekrój
- Twarz– jest to część narzędzia skrawającego tokarki, w której wióry spływają podczas operacji toczenia
- Skrzydło– jest to część, która przeciwstawia się i oddziałuje z przedmiotem obrabianym. Może być większy lub mniejszy i tworzy krawędź tnącą z bokiem narzędzia skrawającego.
- Pionierski nowatorski– ta część odpowiada za działanie tnące narzędzia. Krawędź skrawająca zależy od narzędzia. Na przykład narzędzie jednopunktowe będzie miało dwie krawędzie tnące i może używać dwóch powierzchni do cięcia.
- Ostrze noża– jest to główne i poboczne przecięcie krawędzi skrawających. Jego krzywizna dodaje wytrzymałości, trwałości i możliwości wykonywania płynniejszych cięć.
- Boczny kąt przedni– tworzy ją powierzchnia narzędzia i linia prostopadła do korpusu. Określa kierunek spływu wiórów.
- Kąt odciążenia bocznego– patrząc od przodu, kąt odciążenia bocznego to kąt tworzony przez trzon główny z powierzchnią chwytu prostopadłą do podstawy narzędzia skrawającego. Zapobiega on ocieraniu się trzpienia głównego o przedmiot obrabiany.
- Końcowy kąt odciążenia– patrząc z boku, jest to kąt utworzony przez krawędź czołową trzpienia z linią normalną do podstawy narzędzia. Zapobiega on ocieraniu się mniejszego boku o przedmiot obrabiany.
- Kąt natarcia grzbietu– jest to kąt pomiędzy powierzchnią czołową a płaszczyzną równoległą do podstawy. Duży kąt natarcia zwiększa ostrość, ale zmniejsza wytrzymałość i odwrotnie.
- Kąt końcowej krawędzi tnącej- jest to kąt, jaki tworzy końcowa krawędź skrawająca z linią prostopadłą do korpusu narzędzia i styczną do noska. Uniemożliwia on dotknięcie narzędzia do obrabianej powierzchni przedmiotu.
- Kąt bocznej krawędzi skrawającej– kąt, jaki tworzy boczna krawędź skrawająca z linią równoległą do korpusu narzędzia. Dlatego odgrywa ważną rolę w sile skrawania i grubości wiórów podczas operacji toczenia.
Operacje narzędziami tnącymi-operacje na narzędziach do toczenia
Dostępne operacje narzędzia skrawającego dla tokarki- tokarka może wykonywać różne operacje maszynowe. Poniżej znajdują się najczęstsze operacje narzędzia skrawającego, które można wykonać na obrabianym przedmiocie.
Toczenie
Jest najbardziej powszechną operacją narzędzia skrawającego w obróbce skrawaniem. Polega na stworzeniu cylindrycznej części o precyzyjnej geometrii poprzez usunięcie nadmiaru materiału z obrabianego przedmiotu. Ogólnie rzecz biorąc, operacja ta może być zautomatyzowana w przypadku toczenia CNC lub ręczna, jak w przypadku innych operacji toczenia.
Operacja licowania
Ta operacja cięcia polega na zmniejszeniu długości przedmiotu obrabianego w celu uformowania pożądanych części. Polega ona na użyciu narzędzia skrawającego do prostopadłego odcięcia części.
Operacja fazowania
Polega na wytworzeniu powierzchni ukośnej na cylindrycznej krawędzi przedmiotu. Ma zastosowanie w redukcji uszkodzeń ostrych krawędzi.
Operacja radełkowania
Frezowanie polega na użyciu dwóch lub więcej metalowych kółek tocznych do tworzenia wytłoczonych wzorów na cylindrycznym przedmiocie. Dlatego ma zastosowanie w zwiększaniu uchwytów produktu.
Wniosek
Frezy tokarskie to kluczowe narzędzia w obróbce CNC. Występują w różnych typach, co determinuje ich działanie i funkcje. W rezultacie wybór odpowiedniego narzędzia jest ważny dla udanej operacji obróbki. W trudnych warunkach obróbki, czy podczas używania stali szybkotnącej warto posiadać najlepszy nóż tokarski oraz narzędzia skrawające. Najlepsze narzędzia pomogą podczas obróbki stopów miedzi, stali stopowych, czy obróbki stali manganowych. Dlatego w znacznych przekrojach warstwy skrawanej, czy średnich przekrojach wióra odpowiednio dobrane narzędzie ma takie znaczenie.