Najbardziej typowym i najczęściej używanym w obróbce skrawaniem narzędziem jest nóż tokarski.

Nóż tokarski – narzędzie skrawającej jednoostrzowe stosowane do obróbki toczeniem. Używane są na wszelkiego rodzaju tokarkach. Nóż tokarski składa się z dwu zasadniczych części: trzonka (chwytu) i części roboczej. Część chwytająca służy do ustawienia położenia narzędzia względem obrabiarki i jego zamocowania w imaku tokarki. Natomiast część robocza narzędzia obejmuje elementy konstrukcyjne, związane bezpośrednio z pracą narzędzia.

Poszczególne elementy części noża to:

• powierzchnia natarcia,

• powierzchnia przyłożenia,

• główna powierzchnia przyłożenia,

• pomocnicza powierzchnia przyłożenia.

Ostrze - jest to część narzędzia ograniczona powierzchniami natarcia i przyłożenia.

Krawędź skrawająca - stanowi linię przecięcia powierzchni natarcia i przyłożenia. Rozróżnia się skrawającą krawędź główną i pomocniczą.

Naroże - jest to punkt ostrza narzędzia w miejscu przecięcia się krawędzi skrawającej głównej z pomocniczą.

Rodzaje noży tokarskich:

• noże zdzieraki i wykańczaki – Noże zdzieraki służą do obróbki zgrubnej i odznaczają się masywną budową. Mogą być proste lub wygięte oraz lewe i prawe. Noże wykańczaki są stosowane do obróbki dokładnej i wykańczającej. Zdejmują one cienką warstwę materiału i nie są tak masywne jak zdzieraki.

nóż zdzierak prosty nóż zdzierak wygięty

• Noże odsadzone - mogą być lewe, prawe i obustronne. W nożach lewych i prawych część robocza jest przesunięta w kierunku kciuka lub prawej ręki. Natomiast w nożu odsadzonym obustronnie część robocza jest węższa od chwytu (trzonka) i względem niego jest odsadzona symetrycznie.

noże tokarskie odsadzone

• Noże oprawkowe - noże te charakteryzują się małymi wymiarami chwytów. Są mocowane w oprawce nożowej i dopiero wtedy w suporcie.

noże tokarskie oprawkowe

• Noże zwykłe i kształtowe – w nożach kształtowych zarys krawędzi jest taki jaki ma być zarys części wykańczanej tym nożem. Nóż wykonuje ruch prostopadły do osi obrabianego przedmiotu.

noże tokarskie zwykłe

• Noże jednolite - zgrzewane oporowo lub z nakładanymi płytkami są wykonywane z węglowej stali narzędziowej lub ze stali węglowej albo stopowej.

Noże tokarskie do toczenia stali, żeliwa, stopów lekkich i materiałów nieżelaznych mogą mieć część roboczą z nakładaną płytką z węglików spiekanych, a także z materiałów metaloceramicznych. Zaletą ich jest znaczna wydajność, a wadą - znaczna kruchość.

GEOMETRIA OSTRZA NOŻA TOKARSKIEGO

Powierzchnia natarcia i przyłożenia mogą w różnych narzędziach przybierać różne kształty. Powierzchnie tworzące część roboczą noża są pochylone względem siebie pod pewnymi kątami. Zwymiarowanie tych kątów wymaga wprowadzenia tzw. układu odniesienia zapewniającego jednoznaczne ich określenie. Główne kąty noża są określane jako kąty pomiędzy określonymi powierzchniami noża.

Kąt przyłożenia – (oznaczany α ) – jest to kąt zawarty pomiędzy prostą prostopadłą do płaszczyzny podstawowej noża i powierzchnią przyłożenia.

Kąt natarcia – (oznaczany γ ) – jest to kąt zawarty pomiędzy prostą poziomą przechodzącą przez krawędź skrawającą noża i powierzchnią natarcia.

Kąt przystawienia – (oznaczany χ ) – jest to kąt zawarty pomiędzy prostą wskazującą kierunek ruchu posuwowego i rzutem głównej krawędzi skrawającej na płaszczyznę podstawy noża.

Pomocniczy kąt przystawienia – (oznaczany χ’) – jest to kąt zawarty pomiędzy prostą wskazującą kierunek ruchu posuwowego i rzutem pomocniczej krawędzi skrawającej na płaszczyznę podstawy noża.

Kąt ostrza – (oznaczany β ) – jest to kąt zawarty pomiędzy powierzchnią przyłożenia
i powierzchnią natarcia.

Kąt skrawania – (oznaczany δ ) – jest to kąt będący sumą kątów przyłożenia i ostrza.

Kąt naroża – (oznaczany ε ) – jest to kąt zawarty pomiędzy rzutami głównej
i pomocniczej krawędzi skrawającej na płaszczyznę podstawy noża.

Kąt pochylenia głównej krawędzi skrawającej – (oznaczany λ ) – jest definiowany jako: ujemny – gdy wierzchołek noża jest najniższym punktem krawędzi skrawającej, dodatni
– gdy wierzchołek noża jest najwyższym punktem krawędzi skrawającej, zerowy – gdy krawędź skrawająca jest równoległa do podstawy noża.

Podstawowe kąty w nożu tokarskim przedstawia rysunek .

Oznaczenie katów :

α – kąt przyłożenia,

α₀₁ – pomocniczy kąt przyłożenia,

α₂ – przejściowy kąt przyłożenia,

γ – kąt natarcia,

χ’- przejściowy kąt przystawienia

pozostałe kąty – patrz tekst

Wartości kątów noża tokarskiego mają zasadniczy wpływ na proces obróbczy, jakość powierzchni przedmiotu obrabianego, trwałość ostrza i ekonomię procesu toczenia. Poszczególne kąty wpływają na różne aspekty procesu

Kąt przystawienia – Przy dużych wartościach kąta przystawienia otrzymuje się po obróbce dużą chropowatość, zmniejszając wartość tego kąta poprawia się jakość powierzchni, jednak spadkowi chropowatości towarzyszy wzrost oporów skrawania i drgania. Zalecany zakres χ = 30˚ - 90˚.

Pomocniczy kąt przystawienia – zadaniem tego kąta jest zmniejszenie chropowatości powierzchni. Zalecany zakres χ’ = 5˚ - 15˚.

Kąt przyłożenia – zadaniem tego kąta jest zmniejszenie tarcia pomiędzy przedmiotem obrabianym a powierzchnią przyłożenia noża oraz zwiększenie trwałości ostrza. Ze zwiększeniem tego kąta zmniejsza się zużycie noża ( na skutek zmniejszenia tarcia), zwiększa się trwałość ostrza ale maleje wytrzymałość (zmniejszenie pola przekroju ostrza). Zalecany zakres α = 6˚ - 15˚. Uwaga kąt ten nie może być ujemny.

Kąt natarcia – od wartości tego kąta zależy wielkość odkształceń jakim podlega wiór. Im większy kąt tym mniejsze odkształcenia wióra, i tym mniejsze odkształcenia i obciążenia cieplne noża. Jednak duże wartości kąta osłabiają jego wytrzymałość. Zalecany zakres
γ = -20˚ do +15˚ Zalecany zakres α = 6˚ - 15˚. Kąt ten może być ujemny.

Kąt pochylenia głównej krawędzi skrawającej – od wartości tego kąta zależy kierunek spływu wiórów oraz podczas toczenia przerywanego stopniowe wcinanie się ostrza
w materiał obrabiany. Zalecany zakres λ = -30˚ do +25˚ . Podczas toczenia przerywanego zalecane są kąty o mniejszej wartości.

Ponieważ, wiadomo już że właściwy dobór kątów może ułatwić proces skrawania, oraz wiadomo które powierzchnie noża biorą bezpośrednio udział w skrawaniu, producenci narzędzi skrawających dobierają w zależności od przeznaczenia noża wartości kątów
i profilują kształt powierzchni natarcia i przyłożenia. Przykłady przedstawia rysunek (rys. 5).

a)	b)
Rys. 5 Powierzchnia przyłożenia i natarcia noża tokarskiego a) kształt powierzchni natarcia i przyłożenia b) wartości kąta natarcia

Podczas uzbrajania tokarki należy pamiętać o ustawieniu wierzchołka narzędzia
w osi obrabiarki. Ustawienie, dla toczenia zewnętrznego, noża powyżej osi zmniejsza kąt przyłożenia a zwiększa kąt natarcia, ustawiając nóż poniżej zmiany są przeciwne. Podobne zmiany zachodzą podczas toczenia powierzchni wewnętrznej (otworów) – ustawienie noża poniżej osi zmniejsza kąt przyłożenia a zwiększa kąt natarcia, powyżej osi odwrotnie. Wszystkie omawiane kąty ostrza definiowane w układzie stworzonym przez samo narzędzie charakteryzują się wartościami określonymi jako zalecane lub optymalne. Należy pamiętać że parametry skrawania – szczególnie posuw mają tendencję do zmian geometrii ostrza, nawet do stopnia uniemożliwiającego skrawanie (np.: przy dużych wartościach posuwu należy szczególną uwagę poświęcić kątowi przyłożenia).

Bibliografia :

1.Kunstetter S.: Narzędzia skrawające do metali – konstrukcja. Wyd. 3.Warszawa, WNT,. 1973

2. Górecki A.: Technologia ogólna podstawy technologii mechanicznych.Wyd.13 Warszawa, WSiP, 2009