Почему отрезной резец визжит, дробит и ломается и как отрезать без заедания

Почему отрезной резец ведёт себя хуже, чем проходной

Продольное точение даёт резцу одну режущую кромку и свободный выход стружки. При отрезке резец входит в канавку на всю ширину: стружка сжата с двух сторон стенками, режут и главная, и обе боковые кромки, а до оси заготовки он добирается, торча из державки на 15–25 мм. Это рычаг, и любой зазор в станке превращается на кромке в колебания.

Поэтому человек, у которого проходной резец режет «как по маслу», на отрезке слышит визг. Операторы, которые с этим сталкивались, пишут одно и то же: на лёгких универсальных и настольных станках отрезка стали возможна, но только на пониженных оборотах, с узким резцом и после выбора люфтов.

Причины по убыванию частоты

1. Вылет резца. Головка отрезного резца должна выходить из державки ровно настолько, чтобы дойти до оси. Справочное правило для длины рабочей части: половина диаметра заготовки плюс 2–3 мм. Для прутка 24 мм это 14–15 мм. Каждый лишний сантиметр вылета снижает жёсткость в несколько раз, ведь прогиб консоли растёт пропорционально кубу длины. Столько же «съедает» и вылет самой державки из резцедержателя: её закрепляют как можно короче, а резцедержатель подводят к заготовке без запаса.

2. Обороты. Практики сходятся в том, что для универсальных станков обороты при отрезке «очень маленькие». Быстрорез Р6М5 по стали на лёгком станке лучше держать на скорости резания 15–20 м/мин. Это те самые 200–250 об/мин на заготовке около 24 мм. Расчёт в калькуляторе режимов точения: n = 1000·V/(π·D). При 650 об/мин, как в одной из разбираемых историй, скорость на 24 мм составляет около 49 м/мин, что для узкого резца из быстрореза слишком много.

3. Люфт клина поперечных салазок. Клин (или планка) выбирает зазор в направляющих. Если он ослаблен или изношен, резец под нагрузкой «прыгает» вперёд, врезается глубже, чем подача, и начинает дробить. На китайских станках планки часто подтягиваются болтами, которые под нагрузкой гнутся, и затяжка расходится. Проверка: индикатор на станине, ножка упирается в салазки, давите на салазки по оси подачи туда и обратно, показания не должны гулять. Ориентир: люфт не больше 0,03–0,05 мм. Подтягивайте клин так, чтобы салазки ходили плавно по всей длине, без закусывания на изношенном участке.

4. Высота по центру. Режущая кромка должна быть на оси заготовки с точностью около 0,1 мм. Выше оси задняя поверхность трётся о материал и резец упирается, ниже оси остаётся «пупырь» в центре, и резец ломается на последних миллиметрах. Как проверить: подвести кромку к острию центра задней бабки или торцевать пробную заготовку. Нет остатка в виде штифта в центре — высота верная. Остаток диаметром 0,2 мм означает отклонение 0,1 мм.

5. Кромка и углы. Слишком широкий резец (3 мм на станке небольшого размера) требует большей силы реза. Слишком острая кромка выкрашивается. Практики советуют слегка притупить режущую кромку, оставить узкую полоску порядка 0,02–0,05 мм (ориентир), и сделать боковые стороны резца чуть сходящимися к телу, на 1–2° с каждой стороны, чтобы резец не терся о стенки канавки. Главный задний угол берут около 7–10°. Мнения здесь расходятся: одни советуют угол, близкий к нулю, для прочности кромки, другие 7–8° для свободного хода. Ориентир 7–8° подходит для большинства случаев со сталью.

6. Задняя бабка. Если заготовка поджата вращающимся центром, то в конце реза отрезаемая часть может зажать резец. Для коротких деталей центр не нужен. Для длинных поджим ослабляют или отводят центр до начала последних миллиметров. Ещё одна причина: люфт самой задней бабки. Когда на станке плохо отрегулирована пиноль, отрезка со стороны бабки идёт с вибрацией.

7. Подача и охлаждение. Если подачу вести рывками или остановиться в середине реза, кромка скользит по поверхности и наклёпывает материал, после чего резец визжит. Постоянная ручная подача с небольшим усилием и капелька масла на кромку на сталях решает половину проблем. Цветные сплавы лучше отрезать с керосином или спиртом, чугун и бронзу без жидкости, но с отсосом стружки.

Ориентиры по режимам

Таблица собрана для быстрорежущего резца по конструкционной стали на станке с жёсткостью настольного класса. Это ориентиры для первой пробы, их проверяют по паспорту станка и подбирают по звуку. Обороты пересчитаны по формуле n = 1000·V/(π·D) для скорости резания 15–20 м/мин.

Ширина резца в таблице выбрана по эмпирической формуле a ≈ 0,6·√D, которую приводят справочники по токарным резцам: для 30 мм получается 3,3 мм, для 20 мм — 2,7 мм. На настольных станках с мотором до 750 Вт её лучше уменьшить: тонкий резец режет с меньшим усилием, но на 1,5–2 мм он слабее. Ширину берите минимальную, а толщину самого лезвия не уменьшайте. Если станок не позволяет выбрать обороты точно, берите ближайшую ступень шкивов вниз.

Порядок действий: как отрезать без заедания

Безопасность

Как не допустить проблемы в дальнейшем

Держите отдельный резец для отрезки и не используйте его для проточек, иначе кромка тупится и начинает дробить. Если на станке часто отрезают сталь диаметром больше 30 мм, лучше завести ножовку или ленточную пилу по металлу, а станок оставить для точения. Время на отрезку ножовкой всё равно меньше, чем на замену сломанного резца. О том, как посчитать время обработки целиком, рассказано в статье про расчёт времени токарной и фрезерной обработки.

После проверки люфта клина запишите положение винтов и отметьте, при каком усилии салазки идут плавно. Через полгода регулярной работы люфт увеличится, и придётся подтягивать снова. О том, какие станки лучше покупать для регулярной работы с отрезкой, смотрите в материале про мини-токарные станки по металлу.