Как правильно выбрать углы заточки для фрез и резцов в зависимости от обрабатываемого материала

Для точного выбора углов заточки режущего инструмента необходимо учитывать особенности обрабатываемого материала, конструкцию инструмента и параметры обработки.

Резцы и фрезы являются ключевыми элементами при формовании металла, поэтому их геометрия определяет качество работы, срок службы и производительность.

Рассмотрим, как правильно подобрать углы заточки для различных материалов, начиная с общего понимания факторов, влияющих на этот выбор.

Каждый инструмент имеет три основные части: переднюю, заднюю поверхности и режущую кромку. Углы заточки задаются в зависимости от сочетания этих элементов. Важнейшими параметрами являются угол заострения, угол заднего и переднего отклонения. Угол заострения определяется как сумма переднего и заднего углов. Например, если угол переднего отклонения составляет 10°, а заднего — 15°, то угол заточки равен 25°.

При обработке мягких металлов, таких как алюминиевые сплавы, углы заточки необходимо выбирать большими. Это позволяет снизить вероятность сколов и деформации материала. Например, угол переднего отклонения в таких случаях может составлять от 15° до 25°, а угол заднего — от 5° до 10°.

Благодаря этому инструмент обеспечит плавное удаление стружки и качественную обработку поверхности. Для алюминия желательно использовать инструменты с зеркальной полировкой, чтобы предотвратить прилипание материала к режущей кромке.

Для твердых сплавов, таких как титан, углы заточки выбираются меньшими. Это связано с высокой прочностью материала, который оказывает значительное сопротивление инструменту. Для титана рекомендуются углы переднего отклонения от 5° до 10° и заднего от 3° до 8°.

Небольшие углы позволяют уменьшить нагрузку на режущую кромку, сохраняя ее прочность. Кроме того, для титана важно использовать инструмент с термостойким покрытием, так как высокие температуры при резке могут привести к быстрому износу.

Обработка нержавеющих сплавов требует особого подхода из-за их вязкости. Для таких материалов углы переднего отклонения устанавливаются в пределах 10°–15°, заднего — 5°–8°. Это сочетание обеспечивает устойчивость инструмента и эффективное удаление стружки. Важно, чтобы инструмент имел прочное покрытие, например, из нитрида титана, что снижает трение и предотвращает перегрев.

Для работы с древесиной углы заточки выбираются в зависимости от породы. Мягкие породы, такие как сосна или ель, требуют больших передних углов — от 20° до 30°, что способствует легкому проникновению режущей кромки в материал.

Задний угол в этом случае можно установить на уровне 10°–15°. Для твердых пород, таких как дуб или бук, углы уменьшаются. Передний угол — 15°–25°, задний — 5°–10°. Это позволяет избежать излишнего износа инструмента и обеспечить точность обработки.

При работе с композитными материалами или пластмассами углы заточки варьируются в зависимости от жесткости и хрупкости материала. Для мягких пластмасс передний угол выбирается в пределах 15°–25°, задний — 5°–10°. Это снижает вероятность заусенцев и обеспечивает гладкую поверхность. Для твердых и хрупких пластмасс, таких как акрил, передний угол уменьшается до 5°–15°, задний до 3°–8°, что не допускает растрескивание кромок.

Резка углеродистых сталей требует специфических углов, зависящих от их твердости. Для низкоуглеродистых сортов рекомендуется передний угол в диапазоне 10°–20°, задний — 5°–10°. Это обеспечивает плавное удаление стружки и минимизирует нагрузку на инструмент. Для высокоуглеродистых материалов углы уменьшаются: передний — 5°–10°, задний — 3°–8°. Такие параметры сохраняют прочность режущей кромки и продлевают срок службы инструмента.

Для инструментов, предназначенных для работы с жаропрочными сплавами, углы заточки обычно меньше. Передний угол варьируется от 5° до 8°, задний — от 3° до 5°. Это снижает вероятность износа при высокой температуре и нагрузке. Кроме того, желательно использовать специальные охлаждающие жидкости для минимизации термических эффектов.

Подбор углов заточки требует учета параметров самого инструмента. Например, диаметр фрезы или ширина резца влияет на распределение нагрузки. Для инструментов с большим диаметром можно использовать меньшие углы, так как площадь контакта с материалом больше. Для узких инструментов углы увеличиваются, чтобы снизить локальное давление.

Углы заточки также зависят от условий обработки. При высокой скорости резания передний угол должен быть меньше, чтобы уменьшить вибрации и тепловое воздействие. При низкой скорости резания углы можно увеличить, так как нагрузка на инструмент будет меньше. Для черновой обработки углы уменьшаются, чтобы повысить стойкость инструмента, а для чистовой обработки, наоборот, увеличиваются, обеспечивая высокое качество поверхности.

Карбидные резцы требуют меньших углов из-за их высокой твердости. Для инструментов из быстрорежущей стали углы могут быть больше, так как материал имеет более высокую вязкость. Например, для карбидного инструмента передний угол может составлять 5°–10°, для быстрорежущего — 10°–15°.

Правильная заточка инструментов требует не только выбора углов, но и точного соблюдения их размеров. Для этого используются специальные приспособления, такие как угломеры и шаблоны. Рекомендуется проводить проверку после каждой заточки, чтобы убедиться в точности параметров. При необходимости можно применять шлифовальные станки с цифровыми системами контроля.