Качество токарных операций напрямую зависит от того, насколько грамотно выбрана геометрия режущего инструмента. Наш опыт в «Аванпром» показывает: углы резания токарного резца по металлу — это фундаментальные параметры, от которых зависит не только чистота обработанной поверхности, но и срок службы оснастки, а также эффективность всего производственного процесса. Давайте детально рассмотрим эти характеристики с практической точки зрения токаря.

В местах стыка этих плоскостей формируются режущие кромки — основная рабочая линия и вспомогательная. Их пересечение создает вершину инструмента — наиболее нагруженный участок при токарной обработке. Чтобы увеличить ресурс работы, эту зону обычно скругляют определенным радиусом или делают небольшую переходную грань.

Для понимания угловых параметров необходимо разобраться в строении рабочей части резца. Режущая головка состоит из нескольких ключевых поверхностей: передняя сторона служит для отвода стружки при снятии металла, а задние плоскости (основная и дополнительная) располагаются со стороны обрабатываемой заготовки.

Геометрическая структура режущей головки инструмента

Ключевые угловые характеристики: влияние на работу резца

Представляет собой угол между передней гранью и плоскостью резания. Характеризует способность инструмента проникать в структуру обрабатываемого материала.

Рассчитывается следующим образом:
δ = α + β

Практические значения варьируются от 60° до 90° в зависимости от твердости металла и параметров обработки.

Угол резания общий (δ)

Этот угол находится между передней гранью и главной задней поверхностью резца. Он показывает, насколько прочна режущая кромка инструмента. Большие значения β означают повышенную надежность, однако при этом растет сопротивление металла резанию.

Формула для определения:
β = 90° - α - γ

В практике токарной обработки оптимальный диапазон составляет 60-75° для различных типов операций

Угол заострения кромки (β)

Передний угол основной поверхности (γ)

Передний угол определяется между плоскостью схода стружки и перпендикуляром к вектору резания. От этого параметра зависит степень деформации снимаемого слоя металла и величина усилий при обработке.
Когда передний угол имеет положительное значение, процесс резания металла происходит легче, требуется меньше энергии, улучшается отвод тепла через образующуюся стружку. Оптимальный диапазон для стальных деталей — 10-20°. Если же работа ведется с хрупкими сплавами или присутствуют прерывистые нагрузки, целесообразно применять нулевые или даже отрицательные значения γ — в таком случае передняя часть резца получает дополнительное усиление.

Данный параметр образуется задней поверхностью инструмента и плоскостью, проходящей через режущую кромку. Задача этого угла — минимизировать контакт между резцом и уже обработанной частью детали.
Увеличение заднего угла ведет к сокращению зоны трения, благодаря чему снижается температура и износ. Но есть обратная сторона: слишком большие значения α делают кромку хрупкой, склонной к разрушению при ударных нагрузках. Наши рекомендации: для стальных заготовок выбирайте диапазон 6-12°, для мягких цветных металлов — 8-15°.

Задний угол главной кромки (α)

Углы резания токарного резца по металлу представляют собой геометрические соотношения между рабочими плоскостями инструмента. Выбор их величин определяется свойствами обрабатываемого материала, видом токарной операции и режимами работы станка.

Кроме основных характеристик, геометрия токарного инструмента определяется вспомогательными углами, которые существенно влияют на чистоту поверхности и долговечность резца.

Помимо основных углов, геометрия токарного резца включает вспомогательные параметры, влияющие на качество поверхности и стойкость инструмента.

Угол в плане главной кромки (φ)

показывает, как расположена проекция основной режущей линии относительно направления подачи суппорта. Влияет на сечение срезаемого слоя и распределение нагрузок. При черновом точении применяют φ = 30-45°, для финишной обработки — 60-90°.

Угол в плане вспомогательной кромки (φ₁)

обычно находится в пределах 10-30° и напрямую определяет шероховатость — уменьшение этого параметра повышает качество поверхности.

Задний вспомогательный угол (α₁)

Располагается между дополнительной задней гранью и плоскостью резания. Его типично делают на 2-4° больше основного заднего угла — это исключает трение инструмента об уже обработанную деталь.

Дополнительные угловые параметры и их практическое значение

Обязательно проводить доводку режущих кромок на мелкозернистых кругах для удаления микронеровностей.

Контролировать углы резания с помощью специальных шаблонов или угломеров с точностью до 1-2°

Сначала формировать задние углы, затем — передний угол. Это предотвращает повреждение режущей кромки.

Важно подчеркнуть, что правильная заточка — основа эффективной работы режущего инструмента. При заточке токарных резцов необходимо:

Но самое главное, что приводит в негодность фрезу — неподходящий материал. Режущий инструмент для дерева моментально выйдет из строя при попытке обработать металлическую заготовку, а твердосплавный инструмент отправит пластиковое или деревянное изделие в брак без возможности восстановления и переделки.

Использовать подходящие абразивные круги: из зеленого карбида кремния для твердосплавных пластин, из электрокорунда для быстрорежущей стали.

Практические рекомендации по заточке и контролю углов

Вторая частая ошибка — попытка компенсировать недостаточную жесткость технологической системы изменением углов резания. Если станок или закрепление детали недостаточно жесткие, возникают вибрации, и токари иногда увеличивают задний угол, пытаясь снизить усилие резания. На практике это приводит к обратному эффекту — ослабленная кромка начинает вибрировать еще сильнее, возникает дребезжание. Правильное решение — устранить причину вибраций, а не корректировать геометрию инструмента.

Первая — игнорирование износа углов резания в процессе эксплуатации. Даже качественно заточенный резец постепенно теряет первоначальную геометрию: задние углы уменьшаются из-за износа по задней поверхности, образуется фаска износа, которая увеличивает трение и нагрев. Мы рекомендуем проверять состояние режущей кромки через каждые 2-3 часа активной работы и не допускать критического износа, когда ширина фаски превышает 1,5-2 мм для черновых операций.

Типичные ошибки при выборе и эксплуатации резцов

Понимание геометрии режущего инструмента — профессиональная основа токаря. Правильно подобранные углы резания токарного резца по металлу обеспечивают оптимальный баланс между производительностью процесса обработки, качеством поверхности детали и стойкостью инструмента. Мы рекомендуем регулярно контролировать геометрические параметры резцов и своевременно выполнять заточку — это гарантирует точность и безопасность токарных работ на нашем оборудовании «Аванпром».

Параметры углов резания токарного резца по металлу существенно зависят от обрабатываемого материала:

конструкционные стли: α = 8-12°, γ = 12-18°;
нержавеющие стали: α = 10-12°, γ = 10-15° (из-за налипания стружки);
чугуны: α = 8-10°, γ = 5-10° (хрупкая стружка);
алюминиевые сплавы: α = 10-15°, γ = 15-25° (пластичные, требуют увеличенных углов);
титановые сплавы: α = 8-10°, γ = 8-12° (высокие силы резания и температура).