Общие понятия

Большое разнообразие режущих инструментов объясняется различными материалами, разнообразными формами и размерами обрабатываемых деталей, различными конструкциями станков, а также характером производства (единичное, серийное или массовое). Работа ученых и опыт новаторов производства показали, какие огромные резервы производительности труда создает правильная эксплуатация инструмента и какие перспективы открывает применение новых, прогрессивных способов обработки, новых режущих инструментов, новых конструкций станков.

Всякий режущий инструмент должен обеспечивать получение необходимых размеров: формы детали, требуемое качество обработанной поверхности, а также стойкость, прочность, жесткость и т.д. Какой бы мы ни взяли режущий инструмент, будь то развертка, фреза, протяжка, резец или сверло, каждый из них должен срезать с заготовки слой материала определенной толщины. Величина срезаемого слоя может быть различной. Обдирочный резец на крупном токарном станке срезает слой более 25 мм, алмазный резец 0,05 – 0,2 мм, развертка при развертывании небольшого отверстия 0,1 – 0,15 мм. Точность размера и шероховатость поверхности обрабатываемых деталей также очень различны: сверлом просверливают отверстие диаметром 50 мм с допуском около 1,5 мм; протяжкой обрабатывают отверстие с допуском до 0,01 мм; после обработки обдирочным резцом поверхность очень грубая; после обточки, например, алмазным резцом получается высококачественная поверхность с шероховатостью, не превышающей Ra = 0,32 – 0,16 мкм.

Из этих примеров видно, что условия работы режущих инструментов и требования, предъявляемые к результатам работы, весьма разнообразны.

Классификация инструментов

Принято подразделять режущие, в первую очередь станочные, инструменты по кинематике их работы и конструкции на следующие основные виды:

Шабер – слесарный ручной инструмент для пригоночных работ. Под нажимом руки рабочего шабер шабрит (скоблит), снимая очень тонкую стружку. Для облегчения работы кромки его выполнены по большому радиусу, поэтому они немного выпуклые и режут только средней частью, а не всей шириной шабера. Есть шаберы, которые приводятся в движение пневматическим или электрическим приводом, это уже механизированные слесарные инструменты.

Напильник – многолезвийный металлорежущий инструмент самой разнообразной форы и сечения для снятия небольших слоев металла. Напильники предназначены в основном для обработки вручную различных поверхностей. Однако имеются напильники и для работы на станках, например, брусовки и еще так называемые вращающиеся напильники (чаще их называют борфрезами, так как это фрезы с очень мелкими зубьями).

Резец – наиболее распространенный лезвийный режущий инструмент, предназначенный для работы на токарном, револьверном, строгальном, долбежном и других станках. Резцы могут быть как простые, так и фасонные; у последних режущая кромка имеет сложную форму, обеспечивающую сразу требуемую форму детали. К фасонным резцам можно отнести резьбовые и зуборезные гребенки. Резцы можно применять по несколько штук одновременно в самых разнообразных сочетаниях и для обработки различных поверхностей.

Сверло – режущий инструмент, предназначенный для получения отверстий в сплошном материале при двух совместных движениях – вращательном вокруг оси и поступательном вдоль оси инструмента.

Зенкер – инструмент, предназначенный в основном для увеличения диаметра отверстий. В отличие от сверл зенкеры не могут обеспечить получение отверстия в сплошном материале. Однако зенкер может исправить направление оси отверстия.

Развертка – многолезвийный инструмент, который, как зенкер, служит для обработки имеющихся отверстий. В отличие от зенкеров развертки снимают очень незначительный слой материала и обеспечивают только окончательную чистовую обработку отверстий с небольшими припусками, но с очень большой точностью; однако развертка не может исправить направление оси отверстия, она только исправляет форму отверстия и защищает его.

Фрезы – большая группа многолезвийных режущих инструментов, выполненных в виде тел вращения, отличительной особенностью которых является наличие зубьев, расположенных на образующей или торцовой поверхности тела вращения. Направление движения подачи во всех случаях перпендикулярно оси фрезы (направлено по касательной к образующей поверхности). Траектория подачи может быть прямолинейной или криволинейной (например, по кругу), фреза может работать одновременно зубьями, расположенными на образующей поверхности и на торце, только торцовыми зубьями или только зубьями на образующей поверхности.

Шевер – инструмент, предназначенный для снятия небольших слоев металла с поверхности зуба зубчатых колес. Выполняют его в виде зубчатых колес, реек, червяков и т.д. Шевер имеет небольшие канавки на профиле, образующие режущие кромки. При относительном переменном движении со скоростью ± V режущие кромки шевера снимают незначительную стружку.

Червячные зубофрезерные фрезы – инструменты, работающие методом обкатки, применяют их для различных зубчатых деталей: червячных и цилиндрических колес с эвольвентным зацеплением, колес с зацеплением Новикова, шлицевых валов, звездочек для цепей, храповиков и т.д.

Протяжка – многолезвийный режущий инструмент, выполненный, например, в виде стержня с зубьями, расположенными рядами. При продольном движении протяжки зубья последовательно один за другим снимают стружку, так как каждый последующий зуб выше или шире предыдущего на некоторую небольшую величину.

Прошивки – в отличие от протяжек проталкивают и их тело работает на сжатие. Подача у протяжек обеспечивается не механизмом станка, а заложена в самой конструкции протяжки. Разница в высоте двух смежных зубьев и есть подача на зуб (подъем на зуб).

Зуборезные головки – для конических колес с круговыми зубьями напоминают торцевые фрезы с фасонными зубьями, но в отличие от последних подача направлена вдоль оси.

Пилы – инструменты, предназначенные для распиловки (разрезания) материала; выполняют их в виде многозубых дисков, полотен, лент, цепей.

Абразивные инструменты – это большой кутасе режущих инструментов, у которых твердые режущие зерна карбида кремния, корунда и т.д. скреплены различными твердыми или гибкими связками и работают как отдельные маленькие резцы, в большом количестве участвующие в резании.

Метчики – режущие инструменты, предназначенные для нарезания внутренней резьбы. Они представляют собой винт, снабженный несколькими продольными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки. К метчикам можно отнести также различные патроны для внутренних резьб, в которых обеспечивается отвод гребенок после нарезания. Подача, как у протяжек, зависит от конструкции рабочей части.

Плашки – режущий инструмент для нарезания наружной резьбы, выполненный в виде закаленной цельной или разрезанной гайки с прорезями, образующими режущие кромки. Различают плашки для нарезания (нарезные) и для накатывания (накатные) резьбы. К группе плашек можно отнести резьбонарезные и резьбонакатные самооткрывающиеся головки для наружных резьб. Как и у метчиков, подача определяется конструкцией плашки или соответствующей гребенки у головки.

Долбяки – инструменты, предназначенные для нарезания реек, цилиндрических зубчатых колес и других сложных профилей на зубодолбежных станках. Долбяки имеют форму зубчатых колес, снабженных зубьями, имеющими передние и задние углы.