Материал режущей части, а также оптимальные геометрические параметры окончательно выбираются обычно в последней стадии решения задачи о выгоднее резки - при расчете рациональных режимов резания на станке конкретной модели (марки). Однако необходимо предварительно выбрать материал режущей части инструмента, поскольку от этого зависит нужна техническая характеристика станка (мощность, частота вращения шпинделя и т. д.).
Теперь при токарной обработке большинства материалов применяют, главным образом, резцы, оснащенные твердыми сплавами. Марка твердого сплава в каждом отдельную случае должна выбираться с учетом характера обработки (обдирка с наличием ударов или чистовая обработка), жесткости заготовки, допустимых сил резания, мощности станка и т.п.
Наибольшую скорость резания допускают твердые сплавы повышенной твердости и износостойкости (из группы применения Р - Р01, Р10, Р20, с группы резки К - К01, К10, с группы резки М - М10). Однако применение этих марок сплавов не всегда целесообразно, поскольку они имеют пониженную прочность, плохо сопротивляются ударным нагрузкам и вибрациям. Кроме того, следует учесть сплавы повышенной износостойкости даже при отсутствии динамических нагрузок не позволяют работать с большими подачами.
Для токарной обработки могут также применяться быстрорежущие стали нормальной (Р6М5, 10Р6М5, 11Р3М3Ф2Р) и повышенной (Р9К5, Р9К10, Р10КФ5, Р9М4К8, Р9М4К8, Р10К10Ф3М4 и др.). Производительности. Эти стали лучше сопротивляются ударным и изгибающим нагрузкам чем металлокерамические твердые сплавы, но имеют значительно меньшую твердость, износостойкость и теплостойкость.
В нормативах и справочниках [3; 4; 7; 8] приводятся рекомендации по применению различных марок инструментальных материалов в зависимости от обрабатываемого материала и жесткости технологической системы (станок устройство-инструмент-деталь) для различных видов обработки. Основные рекомендации, касающиеся токарной обработки, по данным [4; 8] приведены в табл. 1. Заметим, что эти рекомендации следует считать ориентированными.
При выборе материала режущей части необходимо учесть, что использование инструмента, оснащенного твердым сплавом, по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали дает возможность в 2-3 и более раз повысить скорость резания, то есть повысить производительность труда. Резцы с твердосплавными пластинами целесообразно применять для всех видов работ, если никто не технологических или иных ограничений к их использованию (прерывистая обработка жаропрочных сталей и сплаве, фасонный обработка отверстий малого диаметра, недостаточная частота вращения шпинделя или мощность станка и т. п.).
После предварительного выбора марки инструментального материала необходимо определить геометрические параметры режущей части резца.
Таблица 1
Формы заточки передней поверхности и углы режущей части резцов для различных материалов и видов токарной обработки приведены в нормативах [4] и справочниках [3; 8].
В табл. 2 и 3 приведены наиболее распространенные формы заточки передней поверхности и углы резцов для обработки углеродистых и легированных сталей, чугунов и цветных металлов.
Ширина фаски f (см. табл. 2) при черновой обработке колеблется в пределах 0,4.. 1,2 мм соответственно для резцов с сечением державки от 12х20 до 40х60 мм. При чистовом точении f = 0,2.. 0,3 мм [4].
Главный угол в плане при точении в условиях жесткой технологической системы равна 45о; в случае обточки и расточки при недостаточной жесткости системы φ = 60-75о; при обточке и расточке ступенчатых поверхностей в упор, подрезке, отрезании, а также в условиях нежесткой системы φ = 90о.
Таблица 2
Таблица 3
*) В числителе - для резцов с быстрорежущей стали, в знаменателе - для резцов с пластинами из твердых сплавов.
**) При чистовом точении нежестких деталей радиус вершины rв брать не меньше, чем указано в таблице.