Токарні державки: як вибрати кут у плані, систему кріплення, переріз і довжину

Код державки читається за хвилину, а ось вибрати за ним державку під свою роботу складніше: за літерами стоять кути, сили різання, схема кріплення пластини й розміри, які впливають на результат не менше, ніж марка сплаву. У статті розбираємо, що змінює головний кут у плані, чим різняться системи кріплення C, D, M, P і S, як узгодити пластину з державкою, як вибрати переріз, довжину й розточувальну оправку та на чому найчастіше помиляються. Схеми й дані взято з каталогу КЗТС «Металлорежущий инструмент 2026–2027». Сам код літера за літерою розібрано в статті «Маркування токарних різців за ISO», тут ми йдемо далі: від розшифрування до вибору.

З чого почати: порядок вибору

Державку вибирають не за однією характеристикою, а ланцюжком. Кожен наступний крок звужує список, і якщо порядок порушити, легко купити різець, який «наче підходить», але не може виконати потрібну операцію.

1. Операція. Прохід уздовж осі, підрізання торця, прохід до уступу, копіювання контуру, зняття фасок або розточування. Від цього залежить форма корпусу й кут у плані.
2. Головний кут у плані. Його задає третя літера коду. Докладніше — в розділах «Кут у плані» і «Який кут для якої операції» нижче.
3. Форма пластини. Чим більший кут при вершині (квадрат 90°, ромб 80°), тим міцніша вершина. Чим гостріший (ромб 55°, ромб 35°), тим краще копіювання, але менша допустима глибина різання.
4. Система кріплення й задній кут. Вони визначають, які пластини стануть у гніздо: з отвором чи без, негативні чи позитивні.
5. Переріз і довжина. Добираються під різцетримач верстата й виліт.
6. Умови різання. Жорсткість верстата й кріплення, наявність кірки, удари. Від них залежить, наскільки міцною має бути вся зв’язка.

На малюнку показано каталожну схему. Перша позиція коду — система кріплення пластини, друга — її форма, третя — кут у плані, четверта — задній кут пластини, п’ята — виконання (праве, ліве або нейтральне), шоста й сьома — висота й ширина хвостовика, восьма — довжина, дев’ята й десята — розмір і товщина пластини. Далі по кожній позиції, що впливає на вибір, поговоримо окремо.

Кут у плані: що він змінює в різанні

Головний кут у плані (його позначають φ) — це кут між головною ріжучою кромкою та напрямком подачі. Зазвичай він лежить у межах від 45° до 90°, іноді трохи більше, залежно від форми пластини. За каталогом, кут у плані впливає на стружкоутворення, на напрямок сил різання, на товщину стружки й на довжину кромки, яка працює в різі.

Зміст схеми простий. За тієї самої подачі товщина стружки дорівнює подачі на оберт, помноженій на синус кута в плані:

З цього випливають два практичні правила, які каталог формулює так:

• Більший кут у плані за тієї самої подачі дає довшу й тоншу стружку, а навантаження рівномірно розподіляється по кромці, тому стійкість зростає. Це вибір для чистової обробки з малою глибиною, для тонких довгих заготовок і для верстатів із недостатньою жорсткістю.
• Менший кут у плані робить стружку коротшою й товстішою, але збільшує радіальну складову сили різання: тонка заготовка починає прогинатися. Каталог рекомендує такий кут для чорнової обробки заготовок великого діаметра, для твердих заготовок із високою температурою в зоні різання й для жорстких верстатів. Товсту стружку складніше дробити, про це варто пам’ятати під час вибору геометрії пластини.

Розточування глибоких отворів. Тут радіальна сила відгинає оправку в міру заходу в отвір, і отвір виходить конічним. Тому каталог радить розточувати різцем із кутом у плані 90–95° або трохи більше: за такого кута радіальної сили практично немає.

Який кут для якої операції

Третя літера позначення кодує кут у плані. У каталозі КЗТС до кожного кута прив’язано свій набір серій державок і напрямки подачі, які показано піктограмами на сторінках виробів.

Нижче ті самі дані, згруповані за кутом. Стрілки означають напрямок подачі за піктограмами каталогу: ← поздовжня подача до патрона, ↑ поперечна (підрізання торця), ↙ і ↖ копіювання по діагоналі, ↔ подача в обидва боки вздовж осі.

У таблиці є три спостереження, які корисно знати під час вибору.

• Кут 75° буває двох видів. Літера B — це прохідний різець (подача до патрона), літера K — підрізний (подача впоперек осі). У таблиці заміни напайних різців каталог відносить державки з B до прохідних, а з K до підрізних, і піктограми подач це підтверджують. Однаковий кут тут не означає однакову операцію.
• Прямий і відігнутий 45°. Прямі державки (D) працюють уздовж осі в обидва боки й підходять для фасок. Відігнуті (S) підходять і для проходу, і для підходу до торця. Розрізнити їх можна за третьою літерою коду.
• Кут і форма пластини пов’язані. В асортименті каталогу державки 90–91° майже завжди зроблено під трикутну пластину (T), 93° — під ромби 55° і 35°, 95° — під ромб 80° і тригон W. Вибравши операцію й кут, ви фактично вибрали і форму пластини.

Якщо п’ята літера коду — N (наприклад, CSDNN, DDNNN, MTENN, PRDCN), державка нейтральна: на схемі каталогу вона працює з подачею в обидва боки, без прив’язки до правого чи лівого боку. Для решти серій є пара R і L.

Системи кріплення C, D, M, P, S: із чого складаються і що вибрати

Перша літера коду — система кріплення пластини. Каталог показує для кожної схеми розріз і повний комплект деталей, і з нього видно головну відмінність: що саме притискає пластину та які пластини для цього підходять.

У каталозі для зовнішнього точіння найбільше типів державок із системою D (16 із 62), далі йдуть S (15), P (14) і C (11), рідше за все трапляється M (6). Для розточувальних оправок розклад інший: S — 5 типів, D — 6, P — 4, C — 4, M — 2 із 21.

Як вибирати систему

Каталог не порівнює системи між собою, тому нижче — загальна практика, без обіцянок «найкраща»:

• D і M — жорстка фіксація негативної пластини. Їх зазвичай беруть для чорнової й навантаженої роботи, де пластину не можна «відпускати» під час удару.
• P — універсальний варіант з негативними пластинами, пластину зручно перевертати на нову кромку.
• S — позитивні пластини й гвинт через отвір. Над пластиною немає притискача, стружка йде вільно, тому такі державки беруть для чистової роботи й малих перерізів.
• C — проста схема для пластин без отвору, частіше для чистової й напівчистової обробки.

Якщо наприкінці позначення стоїть літера C (наприклад, CSDNN 2525 M12-04C), каталог пояснює її так: у державці застосовується стружколамна пластина. В інших виробників літера після розміру може означати своє (підведення МОР, варіант притиску), тому дивіться опис конкретної державки.

Кріплення не міняють «на схоже»

У таблиці комплектуючих каталог указує деталь точно під розмір пластини. Приклад для D-системи: під пластини CN..-1204 у державку DCLNR ставлять опорну пластину OCN-1203, гвинт опорної пластини M4×10, притиск D2, гвинт притиску BM5×20 і ключ KS4. Під CN..-1604 і 1606 це вже OCN-1604, M5×10, D3, BM6×25 і KS5. У малих пластин (наприклад, CC..-0602, TC..-1102, VC..-1103) опорної пластини немає взагалі, а в S-системи під них потрібен ключ Torx (CC..-0602: гвинт SM2.5 і ключ K07IP). Добирайте запчастини за таблицею комплектації своєї серії, а не за зовнішньою схожістю.

Пластина під державку: чотири збіги

Щоб пластина стала в державку, мають збігтися чотири ознаки. Перевірка займає хвилину, зате виключає повернення. Приклад: державка DCLNR 3225 P16-04 з малюнка 1 приймає пластини CN.. 1604 завтовшки 4,76 мм, наприклад CNMG 160404.

1. Форма. Друга літера державки дорівнює першій літері пластини: DCLNR бере CN.., SDJCR — DC.., PTGNR — TN.., PSKNR — SN...
2. Задній кут. Четверта літера державки дорівнює другій літері пластини (див. таблицю нижче).
3. Розмір. Число на дев’ятій позиції — це код розміру пластини за її вписаним колом, а не довжина кромки в міліметрах. Те саме коло 12,7 мм дає код 12 у квадрата й ромба 80° (SN..1204, CN..1204), але код 15 у ромба 55° (DN..1504). Таблиця кодів за формами є в статті про маркування.
4. Товщина. Число після дефіса — код товщини пластини. Один і той самий розмір державка приймає в різній товщині: DCLNR 2525 M16-04 працює з CN..-1604, а DCLNR 2525 M16-06 — з CN..-1606.

З таблиці випливає важлива заборона: пластину CCMT не можна поставити в державку DCLNR, а CNMG — у SCLCR, бо гніздо «N» розраховане на пластину з нульовим заднім кутом, а гніздо «C» — на пластину з кутом 7°. Про самі пластини — у статтях про токарні пластини CNMG, DNMG, SNMG і про вибір марки.

Ще два нюанси. По-перше, в однієї з серій розточувальних оправок право-ліво зворотне: в оправку S..-CKUNR під пластину KNUX-1604 у праву оправку ставлять ліву пластину, а в ліву — праву. По-друге, опорна пластина прив’язана до розміру й товщини: у DCLNR для CN..-1604 і CN..-1606 вона спільна (OCN-1604), але в інших серій комплектація може відрізнятися, тому дивіться рядок комплектації.

Переріз, довжина й зміщення вершини

Шоста й сьома позиції — висота h і ширина b хвостовика в міліметрах. Каталог дає ряд 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 і 60, а в таблицях виробів трапляються й такі розміри, як 12×12. Восьма позиція — довжина державки L у вигляді літери.

У каталозі в кожного перерізу є «своя» типова довжина. Нижче зв’язка з таблиць виробів; її ж підтверджує серія DCLNR/L, де кожен переріз стоїть поруч з однією й тією самою літерою довжини.

Повний ряд літер довжини за каталогом:

Розмір f: наскільки вершина виступає за корпус

У таблицях каталогу є ще розмір f — відстань від вершини пластини до протилежної бічної грані хвостовика (його показано на кресленні виробу). Він потрібен, щоб одразу зрозуміти, наскільки вершина виступає за корпус. Для серії DCLNR/L:

У державок із кутом у плані 91–95° вершина виступає за бічну грань корпусу, тому f більше за ширину b. У прямих державок 45° і нейтральних серій (CSDNN, DSDNN, PSDNN, DDNNN, PDNNN, MTENN) у перерізі 2525 величина f дорівнює 12,5 мм: вершина стоїть на осі хвостовика. У державок 75° і 60° із бічною пластиною (DCBNR, PCBNR, DTTNR, PTTNR тощо) у перерізі 2525 f дорівнює 22 мм, а в 91–95° — 32 мм. Це зручно перевіряти до купівлі, коли державка має пройти в тісному місці або стати в багатопозиційну револьверну головку.

Розточувальні державки: діаметр, головка, довжина

У розточувальних оправок схема позначення коротша: перша літера показує тип (S — сталева оправка без внутрішнього підведення МОР), потім діаметр хвостовика d, літера довжини, і далі ті самі позиції, що й у зовнішніх державок. На малюнку 6 — приклад S32U-PCLNR12-04 і креслення оправки з розмірами d, L, f і D.

Головна таблиця для вибору — зв’язка діаметра хвостовика d, розміру головки D (діаметр кола, описаного навколо головки з пластиною), зміщення вершини f і типових довжин. Усі значення з рядків каталогу:

Винятки є. У серії S..-SDUCR/L-X, де головка ширша, за d20 розмір D дорівнює 27 мм (f 15 мм), за d25 — 33 мм (f 18 мм). У S..-CKUNR під пластину KNUX-1604 за d32 D дорівнює 44 мм, за d40 — 48 мм.

Як вибрати оправку

1. Діаметр. Беріть найбільший d, за якого головка D проходить в отвір із запасом під стружку. Менший діаметр хвостовика означає меншу жорсткість.
2. Довжина. Мінімально достатня. Каталог не називає допустимий виліт, але видно, що повна довжина оправки в 6–16 разів більша за діаметр хвостовика, і чим більше це відношення, тим швидше зростають вібрації та похибка за діаметром.
3. Кут у плані. Оправки 75° (CSKPR, DSKNR, PSKNR, SSKCR) за піктограмою мають одну стрілку вздовж осі: це прохід у наскрізних отворах. Оправки 91–95° (F, L, U) мають дві–чотири стрілки: вони підходять і для підрізання уступу або дна. У таблиці заміни напайних різців каталог ділить їх так само: розточувальний упорний — для глухих і східчастих отворів, розточувальний відігнутий — для наскрізних. Для глибоких отворів потрібен кут 90–95° (див. розділ «Кут у плані: що він змінює в різанні»).
4. Пластина. За тими самими чотирма збігами, що й у зовнішніх державок. У розточувальних діаметром 12–25 мм опорних пластин, як правило, немає.

Усі 21 тип розточувальних державок у цьому розділі каталогу КЗТС — сталеві, без підведення МОР через оправку. Варіанти з каналом для МОР випускаються іншими серіями, їхні коди розібрано в статті про маркування.

Умови різання та допустима глибина

Каталог пропонує перевіряти умови в такому порядку: верстат, пристосування, інструмент, деталь. Достатньо однієї «нестабільної» ознаки, щоб перейти з групи «стабільні» до «нестабільних», і однієї «важкої», щоб перейти до «важких».

Для державки це означає: що важчі умови, то жорсткішою має бути вся зв’язка. У важких умовах варто брати великий переріз і жорстку систему кріплення (D або M), а на стабільній чистовій роботі вистачає малого перерізу й гвинтового кріплення.

Межа глибини за формою пластини

Максимальна глибина різання залежить від форми та розміру пластини. У каталозі її обчислено як k × L, де L — число з позначення розміру (довжина кромки, мм), а для круглих пластин як 0,40 × D.

Значення для розмірів 06 і 09 перераховано за формулою k × L. Висновок простий: ромб 35° і 55° витримують лише чверть довжини кромки, а квадрат, ромб 80° і шестикутник — дві третини. Якщо ви набираєте велику глибину, форму пластини варто вибирати раніше за державку: SNMG 1204 допускає до 7,9 мм, а DNMG 1504 — лише до 3,75 мм.

Типові помилки під час вибору державки

Часті запитання

Чим відрізняються державки 93° і 95°?

Кут 93° (літера J) у каталозі КЗТС здебільшого поєднується з ромбами 55° і 35° та чотирма напрямками подачі: це копіювання контуру. Кут 95° (літера L) іде з ромбом 80° і тригоном W: такі державки універсальні для проходу до уступу й підрізання.

Чи можна підрізати торець державкою 75° з літерою B?

Краще взяти з літерою K. У каталозі серії з B показано з поздовжньою подачею (це прохідні різці), а серії з K — з поперечною подачею (підрізні).

Яка система кріплення краща?

Універсальної «найкращої» немає: вибір залежить від жорсткості верстата й кріплення, типу пластини та роботи. Для навантаженої чорнової обробки зазвичай беруть D або M, для універсальних робіт — P, для чистових і малих перерізів — S.

Що означає розмір f у таблицях державок?

Це відстань від вершини пластини до протилежної бічної грані хвостовика. Він показує, наскільки вершина виступає за корпус, і потрібен для прив’язки інструмента в револьвері.

Каталог і статті за темою.

• Різці (державки) для зовнішнього точіння
• Різці (державки) розточувальні
• Різці (державки) відрізні й канавкові
• Комплектуючі до різців і фрез (гвинти, притиски, ключі, важелі)
• Пластини змінні для точіння
• Стаття: маркування токарних різців за ISO
• Стаття: відрізання й канавки на токарному верстаті
• Стаття: різьбові державки й підкладні пластини

Не впевнені, яка державка потрібна? Напишіть у чат на сайті операцію, верстат і діаметр деталі: підберемо за кодом.