Микрорезцы: конструкция, применение и выбор

Что такое микрорезцы

Микрорезцы — специализированный токарный инструмент малых размеров для обработки деталей с отверстиями диаметром от 0,5 до 14 мм. Это инструмент для ситуаций, когда стандартные расточные оправки и резцы слишком велики: часовое производство, медицинская техника, прецизионные приборы, электроника, микроаппаратура.

Принципиальное отличие микрорезцов от стандартных расточных резцов — сверхмалые размеры режущей части при сохранении твёрдосплавной режущей кромки. Корпус микрорезца выполняется из высокопрочной стали или твёрдого сплава для максимальной жёсткости при минимальном сечении.

В каталоге STI Store микрорезцы доступны в разделе микрорезцы и разделены по назначению: для расточки, для канавок, для резьбы.

Типы микрорезцов по назначению

Микрорезцы для расточки малых диаметров

Расточные микрорезцы — наиболее широкая группа. Применяются для получения точных внутренних диаметров, чистовых поверхностей Ra 0,4–1,6 мкм и геометрии IT6–IT8 в отверстиях, где не работает стандартный инструмент.

Серии расточных микрорезцов

В каталоге STI Store расточные микрорезцы представлены в нескольких сериях:

Серия AI60 — для расточки отверстий от 0,6 мм. Твердосплавный корпус, сменная пластина или припаянная кромка. Охватывает диапазон диаметров 0,6–8 мм.

Серия AI80 — расширенная геометрия для диаметров 0,8–10 мм. Различные углы подхода (60°, 75°, 90°).

Серия AI90 — угол подхода 90° для точной обработки закрытых отверстий с прямым дном. Диаметры от 0,9 мм.

Универсальные резцы для контурного точения и расточки — комбинированный инструмент для наружного контурного точения и расточки малых диаметров.

Параметры выбора расточного микрорезца

Минимальный диаметр расточки — главный параметр. Должен соответствовать обрабатываемому диаметру с запасом 0,1–0,3 мм. Угол в плане (60°, 75°, 90°) определяет угол подхода к стенке отверстия и вид поверхности дна. Вылет микрорезца из втулки должен обеспечивать глубину расточки с запасом 3–5 мм. Диаметр тела микрорезца должен быть не более 0,7× диаметра расточки — иначе инструмент не войдёт в отверстие.

Микрорезцы для нарезания канавок

Серии AIR, AIS, AISL, MFR, MGR, MKR, MVR предназначены для нарезания наружных и внутренних канавок на деталях малых размеров.

Наружные канавки

Серия AIR — правосторонние канавочные резцы для наружных канавок. Малые габариты позволяют нарезать канавки на деталях диаметром от 2–3 мм, недоступных стандартному канавочному инструменту. Ширина нарезаемой канавки: 0,5–3 мм.

Применение: канавки под стопорные кольца на малых осях и валиках, технологические канавки для выхода резьбы, декоративные канавки на ювелирных и медицинских деталях.

Внутренние канавки

Серия AIER — для нарезания внутренних канавок в малых отверстиях. Минимальный диаметр отверстия для внутренней канавки: 3–4 мм (зависит от серии). Применяются для канавок под уплотнительные кольца, стопорные кольца во втулках и малых корпусных деталях.

Микрорезцы для нарезания резьбы

Серии MIR, TR, UN/UNF — для нарезания внутренней резьбы в малых отверстиях токарным методом (резьбовой резец). Отличие от метчика: резьбовой резец нарезает резьбу за несколько проходов с постепенным углублением, тогда как метчик — за один оборот. Токарный метод позволяет нарезать резьбу нестандартного шага, профиля или диаметра.

Серия MIR — для метрической резьбы в малых отверстиях. TR — для трапециевидной резьбы. UN/UNF — для американских стандартов. Минимальный диаметр нарезаемого отверстия: от 1,0–2,0 мм в зависимости от серии.

Втулки и держатели для микрорезцов

Микрорезцы устанавливаются в специальные втулки для микрорезцов, которые монтируются в стандартные держатели инструмента токарного станка (VDI, резцедержатели Capto и другие).

Серии втулок

Втулки SHB — стандартные цилиндрические втулки для микрорезцов с цилиндрическим хвостовиком. Диаметры хвостовика: 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 мм. Устанавливаются в держатели осевого токарного инструмента или переходные резцедержатели.

Втулки WTD — с внутренним каналом для подачи СОЖ, необходимым при расточке глубоких малых отверстий в нержавеющих и жаропрочных сталях.

Совместимость: микрорезец → втулка → держатель

Правило совместимости: диаметр хвостовика микрорезца должен точно соответствовать внутреннему диаметру втулки (H6/h5 посадка). Диаметр корпуса втулки — соответствовать отверстию в держателе инструмента. Для закрепления микрорезца во втулке применяются установочные винты — момент затяжки не должен деформировать тело микрорезца (особенно критично для диаметров менее 4 мм).

Геометрия и маркировка микрорезцов

Маркировка микрорезцов следует внутренней системе производителя, но обычно включает: тип операции (расточка, канавка, резьба), минимальный диаметр, угол в плане, длину. Например, AI60-R (R — правостороннее исполнение для расточки, минимальный диаметр 0,6 мм).

Геометрия режущей части: твёрдосплавная пластина (сменная или припаянная) с заточкой, оптимизированной для малых диаметров. Радиус при вершине rε = 0,05–0,2 мм — значительно меньше, чем у стандартных токарных пластин. Это обеспечивает минимальные радиальные усилия, критичные при расточке тонкостенных малых деталей.

Режимы резания микрорезцами

Режимы резания микрорезцами существенно отличаются от стандартных токарных операций из-за малых диаметров и минимального сечения инструмента.

Частота вращения шпинделя при работе с микрорезцами: n = (Vc × 1000) / (π × D). Для расточки D = 2 мм при Vc = 100 м/мин: n = 15 900 об/мин. На большинстве токарных станков такие обороты недостижимы — Vc выбирается исходя из максимально доступных оборотов шпинделя.

Выбор микрорезца по обрабатываемому материалу

Таблица выбора микрорезцов по операции и диаметру

Типичные ошибки при работе с микрорезцами

Слишком большой вылет из втулки. Вылет микрорезца из втулки не должен превышать 5–8× диаметра тела резца. При большем вылете жёсткость падает катастрофически, вибрации разрушают режущую кромку за несколько секунд обработки.

Недостаточный зазор между телом резца и стенкой отверстия. Тело микрорезца должно быть не более 70% диаметра расточки. При работе «впритирку» стружка не может выйти, происходит задирание.

Слишком высокая подача при малых диаметрах. Для расточки D = 2 мм рабочая подача fn > 0,05 мм/об неприемлема: усилие резания превышает прочность микрорезца. Начинайте с fn = 0,01 мм/об и наращивайте.

Несовместимые втулка и держатель. Диаметр тела втулки должен точно соответствовать отверстию держателя. Люфт даже 0,05 мм при длинном вылете создаёт вибрации, недопустимые для микрообработки.

Часто задаваемые вопросы

Каков минимальный диаметр отверстия, обрабатываемого микрорезцом на токарном станке?

Физически — от 0,5–0,6 мм с микрорезцами серии AI60 при использовании ультрапрецизионных токарных станков (часового типа). На стандартных токарных станках реальный рабочий диапазон начинается с 1–2 мм из-за ограничений по оборотам шпинделя и виброустойчивости. Для отверстий менее 1 мм — предпочтительнее сверление и развёртывание, а не расточка.

Можно ли заменить микрорезец стандартным расточным резцом малого диаметра?

До определённого предела — да. Стандартные расточные резцы для диаметров от 6–8 мм хорошо работают. При диаметрах менее 5–6 мм стандартные расточные оправки становятся слишком нежёсткими; микрорезцы с твёрдосплавным корпусом обеспечивают значительно большую жёсткость при тех же размерах.

Как обеспечить подачу СОЖ при расточке глубоких малых отверстий?

При глубине отверстия более 3× диаметра наружная подача СОЖ не достигает зоны резания. Применяются втулки WTD с внутренним каналом — СОЖ подаётся через тело втулки и корпус микрорезца непосредственно к режущей кромке. При отсутствии системы внутренней подачи: промежуточные выводы микрорезца для принудительного смыва стружки.

Чем отличаются серии MNR, MQR, MTR микрорезцов для расточки?

Серии MNR, MQR, MTR, MUR, MWR, MXR отличаются углом подхода режущей кромки к оси детали: MNR — нейтральный/прямой; MQR, MTR — различные углы для контурной расточки. Конкретные углы и применение уточняются по каталогу производителя. Общее правило: выбирайте угол, обеспечивающий свободный подход к обрабатываемой поверхности без касания корпуса резца за стенку отверстия.

Как проверить точность расточки микрорезцом?

Стандартный инструмент: нутромер индикаторный (диаметры от 3–4 мм) или малый трёхточечный нутромер (от 2 мм). Для диаметров менее 2 мм — специальные малогабаритные нутромеры или воздушные калибры. Промерять рекомендуется не в горячем состоянии: дайте детали остыть до комнатной температуры, особенно при высоких скоростях обработки.

Микрорезцы и комплектующие в STI Store

В каталоге STI Store представлен полный ассортимент микрорезцов: расточные микрорезцы для диаметров от 0,6 мм, канавочные микрорезцы для наружных и внутренних канавок, резьбовые микрорезцы. Для установки — втулки SHB и WTD. Консультация по подбору под конкретную деталь — по запросу. Доставка по России и Казахстану.