Precyzyjne toczenie i obróbka materiałów wymaga odpowiednich narzędzi skrawających. Poznaj budowę i zastosowanie noża tokarskiego, który stanowi podstawowe wyposażenie każdej profesjonalnej tokarki.
Czym jest nóż tokarski i do czego służy?
Nóż tokarski to profesjonalne narzędzie skrawające z jednym ostrzem, wykorzystywane w procesach obróbki wiórowej. Służy do usuwania materiału z obrabianego przedmiotu, nadając mu określony kształt i wymiary. Stanowi niezbędny element wyposażenia tokarek, umożliwiający formowanie powierzchni walcowych, stożkowych i profilowych.
Działanie noża tokarskiego opiera się na precyzyjnym skrawaniu materiału, gdzie ostrze wnika w obrabiany element, oddzielając warstwę w postaci wiórów. Noże wykonuje się z różnych materiałów:
- wysokogatunkowej stali narzędziowej
- węglików spiekanych
- materiałów ceramicznych
- diamentu polikrystalicznego
- regularnego azotku boru
Podstawowe funkcje noża tokarskiego
W procesie obróbki wiórowej nóż tokarski realizuje następujące operacje:
- toczenie zewnętrzne (obróbka wałków)
- toczenie wewnętrzne (obróbka otworów)
- wytaczanie (powiększanie istniejących otworów)
- przecinanie materiału
- planowanie czoła
- toczenie powierzchni kształtowych
Geometria noża tokarskiego
Geometria noża tokarskiego determinuje jego wydajność, jakość skrawania oraz trwałość. Właściwie zaprojektowana pozwala na optymalne usuwanie materiału przy minimalnym zużyciu energii i narzędzia. Odpowiednie parametry geometryczne wpływają na siły skrawania, odprowadzanie wiórów oraz jakość obrabianej powierzchni.
Elementy składowe noża tokarskiego
Nóż tokarski składa się z dwóch zasadniczych części:
| Element | Charakterystyka |
|---|---|
| Ostrze (część robocza) | Zawiera powierzchnię natarcia, powierzchnie przyłożenia (główną i pomocniczą), krawędź skrawającą oraz naroże |
| Uchwyt (korpus) | Zapewnia mocowanie w imaku tokarki i odprowadzanie ciepła podczas skrawania |
Znaczenie kątów w nożu tokarskim
Najważniejsze kąty w konstrukcji noża tokarskiego:
- kąt przystawienia (χ) – 30°-90° – wpływa na długość styku ostrza z materiałem
- pomocniczy kąt przystawienia (χ’) – 5°-15° – redukuje chropowatość powierzchni
- główny kąt przyłożenia (αo) – 6°-15° – zmniejsza tarcie między narzędziem a materiałem
- kąt pochylenia krawędzi skrawającej (λ) – wpływa na odprowadzanie wiórów
- główny kąt natarcia (γ0) – decyduje o procesie formowania wióra
Rodzaje noży tokarskich
W zależności od konstrukcji i przeznaczenia wyróżniamy:
- noże jednolite – wykonane z jednego kawałka materiału
- noże składane – z wymiennymi płytkami skrawającymi
- noże prawe – pracujące od prawej do lewej
- noże lewe – pracujące od lewej do prawej
- zdzieraki – do zgrubnego skrawania
- gładziki – do wykańczania powierzchni
Noże tokarskie punktowe i kształtowe
Noże tokarskie punktowe wyróżniają się zmniejszoną powierzchnią styku ostrza z materiałem obrabianym, umożliwiając dokładne skrawanie i skupienie siły na niewielkim obszarze. Prosta lub delikatnie zakrzywiona krawędź skrawająca sprawdza się podczas toczenia powierzchni cylindrycznych, stożkowych i planowania czoła. Do głównych zalet noży punktowych należy prosta kontrola procesu skrawania oraz szybka wymiana lub regeneracja ostrza w razie zużycia.
Noże tokarskie kształtowe posiadają specjalnie wyprofilowaną krawędź skrawającą, odwzorowującą kształt obrabianego elementu. Znajdują zastosowanie przy wykonywaniu złożonych profili, gdzie standardowe metody byłyby nieefektywne. Zalety noży kształtowych:
- wykonanie złożonego konturu w jednym przejściu
- zwiększona wydajność produkcji seryjnej
- możliwość stosowania wymiennych płytek
- szybka zmiana profilu bez wymiany całego narzędzia
- precyzyjne odwzorowanie zadanego kształtu
Noże tokarskie obwiedniowe i ich zastosowanie
Noże tokarskie obwiedniowe to zaawansowane narzędzia do obróbki powierzchni o skomplikowanych kształtach. W przeciwieństwie do noży kształtowych, wykorzystują prostszą geometrię ostrza, a żądany kształt uzyskują poprzez odpowiednio zaprogramowany ruch względem przedmiotu obrabianego.
Główne obszary zastosowań noży obwiedniowych:
- toczenie elementów krzywoliniowych
- wytaczanie profili wewnętrznych
- wykonywanie gwintów o zmiennym skoku
- produkcja elementów w przemyśle lotniczym
- wytwarzanie części motoryzacyjnych
- precyzyjna produkcja narzędzi
Dobór noża tokarskiego do obróbki
Wybór odpowiedniego noża tokarskiego zależy od właściwości obrabianego materiału oraz rodzaju wykonywanej operacji. Do materiałów twardych, jak stal hartowana czy żeliwo, stosuje się noże z płytkami z węglików spiekanych. Materiały miękkie, takie jak aluminium czy mosiądz, wymagają noży ze stali szybkotnącej.
Kryteria doboru noża tokarskiego
| Kryterium | Charakterystyka doboru |
|---|---|
| Materiał obrabiany | Twardość, kruchość, plastyczność determinują wybór geometrii ostrza |
| Rodzaj obróbki | Zgrubna – noże zdzieraki, wykańczająca – noże wykańczające |
| Warunki pracy | Szybkość posuwu, głębokość skrawania, stabilność układu |
| Temperatura skrawania | Przy wysokich prędkościach – noże z węglików spiekanych lub ceramiczne |
Wpływ stanu narzędzia na jakość obróbki
Stan techniczny noża tokarskiego bezpośrednio wpływa na jakość obrabianej powierzchni i dokładność wymiarową elementów. Zużyte narzędzie powoduje zwiększone siły skrawania, drgania i pogorszenie chropowatości powierzchni.
Podstawowe formy zużycia noży tokarskich i ich skutki:
- ścieranie powierzchni przyłożenia – wzrost sił tarcia i temperatury
- wykruszenia krawędzi skrawającej – pogorszenie jakości powierzchni
- złamanie ostrza – całkowita utrata właściwości skrawających
- zużycie naroża – utrata dokładności wymiarowej
- powstawanie narostu – pogorszenie chropowatości powierzchni
