Основные типы токарных резцов. Большое разнообразие работ, выполняемых на токарных станках, обусловливает необходимость применения разнообразных токарных резцов. Основными и наиболее употребляемыми из них являются проходные, чистовые, подрезные, отрезные и расточные.
Проходные или обдирочные резцы (рис. 15, а и в ) используются для предварительной обточки и подрезания деталей, во время которых снимается наибольшая часть припуска. Поэтому проходные резцы имеют такую форму, при которой обеспечивается наибольшая производительность станка. Шероховатость обработанной поверхности, а также соблюдение точных размеров детали при этом имеют второстепенное значение.
Чистовые резцы (рис. 15, б) применяются для окончательной отделки деталей. Припуски, которые снимаются в данном случае, обычно невелики. Основное требование, предъявляемое к чистовому резцу,  это обеспечение требуемой чистоты обработанной поверхности (малой ее шероховатости).
Подрезные резцы используются для обработки торцовых поверхностей. Для этих целей используются также проходные отогнутые резцы (рис. 15, в).
Отрезные
резцы (рис. 15, г) служат для отрезания от прутков требующихся кусков материала. При отрезании необходимо обеспечить возможно меньшую потерю материала, поэтому отрезные резцы делают узкими (с малой протяженностью длины режущей кромки), вследствие чего они получаются непрочными, часто ломаются и работа с ними требует большой осторожности и умения.
Расточные резцы (рис. 15, д) применяются для растачивания различных отверстий, выемок, и т. д. Размеры расточного резца {поперечное сечение и длину стержня) выбирают в соответствии с размерами обрабатываемого отверстия.
Кроме перечисленных, при токарной обработке используются прорезные, фасонные, резьбовые и некоторые другие резцы более или менее специального назначения.
Материалы токарных резцов. Основное требование, предъявляемое к материалу рабочей части резца,  это твердость, которая должна быть больше твердости любого материала, обрабатываемого данным резцом. Твердость не должна заметно уменьшаться от теплоты резания. Одновременно с этим материал резца должен быть достаточно вязким (не хрупким); режущая кромка резца не должна выкрашиваться во время работы. Материал резца должен хорошо сопротивляться истиранию, которое происходит от трения стружки о переднюю поверхность резца, а также от трения задней поверхности резца о поверхность резания.
Этим требованиям в различной степени удовлетворяют инструментальные материалы  металлокерамические твердые сплавы, минералокерамика, быстрорежущие, легированные и углеродистые стали разных марок. Для некоторых работ в последние годы стали применять алмазы.
Наиболее современными и распространенными материалами для токарных резцов являются металлокерамические твердые сплавы, сохраняющие свои режущие свойства при нагревании в процессе работы до температуры 800900° С. Эти сплавы состоят из тончайших зерен карбидов тугоплавких металлов  вольфрама, титана и тантала, сцементированных кобальтом. Металлокерамические твердые сплавы разделяются на три группы: вольфрамовые (ВК), титановольфрамовые (ТК) и титано-тантало-вольфрамовые (ТТК).
Вольфрамовые твердые сплавы предназначаются для обработки чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Для изготовления токарных резцов используются вольфрамовые твердые сплавы марок ВК2, ВК3М, ВК4, В Кб, ВК6М, ВК8, ВК8В. Буква В в каждой из этих марок означает карбид вольфрама, буква К  кобальт; цифра, стоящая в марке после буквы К  указывает количество (в процентах) содержащегося в данном сплаве кобальта. Остальное  карбид вольфрама. Таким образом, например, в сплаве марки ВК2 содержится 2% кобальта и 98% карбида вольфрама.
Буква М, приведенная в конце некоторых марок, означает, что данный сплав мелкозернистый (величина зерен 0,51,5 мкм). Буква В приписывается к марке сплава, если он крупнозернистый (величина зерен 35 мкм). Мелкозернистость сплава сообщает ему износостойкость, большую износостойкости нормального сплава данной марки при меньшей прочности и сопротивляемости ударам, вибрациям и выкрашиванию. Крупнозернистость сплава, наоборот, повышает его прочность и сопротивляемость ударам, вибрациям и выкрашиванию и понижает износостойкость сплава.
Титановольфрамовые твердые сплавы применяются для обработки всех видов сталей. При токарной обработке используются сплавы марок Т5К10, Т5К12В, Т14К8, Т15К6, Т30К4. В каждой из этих марок буква Т и поставленная за ней цифра указывают количество (в процентах) содержащегося в данном сплаве карбида титана, а цифра после буквы К  содержание (в процентах) кобальта. Остальное в данном сплаве карбид вольфрама. Таким образом, например, в сплаве марки Т5К.10 содержится 5% карбида титана, 10% кобальта и 85% карбида вольфрама.
Титано-тантало-вольфрамовые сплавы используются в особо тяжелых случаях, например для обработки по корке стальных отливок и поковок, жаропрочных и других труднообрабатываемых сталей и т. п. Применяются сплавы марок ТТ7К12 и ТТ10К8Б, содержащие соответственно 7 и 10% карбидов титана и тантала, 12 и 8% кобальта, остальное  карбид вольфрама.
Металлокерамические сплавы выпускаются в виде пластинок различных форм и размеров.
При определенных условиях в качестве инструментального материала находит применение минералокерамический материал марки ЦМ-332, основной частью которого является окись алюминия. В состав этого материала не входят относительно редкие элементы: вольфрам, титан, кобальт и др. Теплостойкость резцов, оснащенных минералокерамикой, очень высокая и достигает 1200° С и более. В этом главное преимущество минералокерамических материалов в сравнении с твердыми сплавами, основными составляющими которых являются редкие и дорогие элементы и теплостойкость которых ниже. Недостатком минералокерамического сплава является его относительно небольшая и нестабильная прочность на изгиб (хрупкость). Поэтому он применяется при получистовой и чистовой обработке чугуна, стали и цветных сплавов. Выпускается он также в виде пластинок.
В последнее время появились новые инструментальные материалы, называемые керметами. Основой этих материалов является также минералокерамика, но для повышения прочности в нее вводят молибден, вольфрам или другие металлы.
Для изготовления токарных резцов широко используются так называемые быстрорежущие стали. Они содержат в качестве легирующих элементов вольфрам и хром, что обеспечивает большое сопротивление резцов износу и сохранение твердости и режущих свойств при многократном нагреве до температуры 620640° С (свойство самозакаливаемости).
Быстрорежущие стали нормальной производительности изготовляются марок Р18, Р12 и Р9. Они содержат вольфрам (соответственно 17,519,0; 12,013,0; 8,510,0%), хром (3,14,4%), ванадий (1,02,6%), молибден (0,30,4%), углерод (0,70,95%) и некоторые другие элементы. Углерод, соединяясь с легирующими элементами, повышает твердость стали.
Быстрорежущие стали повышенной производительности изготовляются марок Р18Ф2, Р14Ф4, Р9Ф5, Р9К5, Р18К5Ф2, Р10К5Ф5, Р6МЗ и некоторых других. Буква Р в этих марках обозначает вольфрам, буква Ф  ванадий, буква К  кобальт, буква М  молибден (если содержание его более 0,5%). Цифры, стоящие после букв, определяют содержание в данной стали этих элементов в процентах. Кроме характеризующих данные марки стали элементов, указанных в их обозначениях, эти стали содержат также углерод, хром и некоторые другие составляющие.
Значительно реже для резцов и других инструментов, применяемых при токарной обработке, используются углеродистые и легированные инструментальные стали.
Из углеродистых сталей применяются стали марок У12А и У10А. В этих марках буква У условно обозначает, что сталь углеродистая; следующие за ней цифры указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента, а буква А также условно указывает, что сталь высококачественная. Таким образом, маркой У12А обозначается высококачественная углеродистая сталь со средним содержанием углерода 1,2%.
Кроме углерода, в этих сталях в весьма малом количестве содержатся марганец, кремний, хром, никель, сера и фосфор.
Углеродистые стали теряют свои режущие свойства при температуре нагрева до 200250° С и могут применяться только при низких скоростях резания и для легко обрабатываемых материалов.
Легированные инструментальные стали, содержащие в основном те же элементы, что и быстрорежущие стали, но в значительно меньших количествах, несколько улучшают некоторые свойства стали, но обладают также низкой теплостойкостью (не выше 300350° С).
Определить материал резца при отсутствии на нем маркировки можно «по искре».
При затачивании резца из быстрорежущей стали образуется небольшое количество искр красного цвета, похожих на звездочки. Чем больше в стали вольфрама, тем темнее искры и тем их меньше.
При затачивании резца из углеродистой стали образуется много желтых искр в виде прямых линий.
Кроме перечисленных выше материалов, в последние годы для токарных резцов стали применять в некоторых условиях высокопроизводительные, обладающие очень большой стойкостью материалы  алмазы и эльбор. Алмазы применяют как естественные, так и искусственные (синтетические), допускающие температуру в зоне резания до 800° С. Эльбор  синтетический высокотвердый инструментальный материал, впервые полученный в лабораториях института физики высоких давлений Академии наук РФ. Он представляет собой нитрид бора (соединение бора с азотом). Высокие физико-механические свойства этого соединения позволяют обрабатывать резцами, оснащенными им, самые твердые материалы  закаленную сталь, металлокерамику и др. При этом температура в зоне резания может достигать 14001500° С без потери резцом его режущих свойств.
Конструкции токарных резцов. Цельные резцы, головка и тело которых состоят из одного материала, применяются очень редко. Резцы такой конструкции встречаются только из углеродистой инструментальной стали, стоимость которой сравнительно невелика, а также из быстрорежущих сталей для небольших резцов, используемых главным образом в державках.
Напайные и наварные резцы (резцы с напаянными или приваренными пластинками из быстрорежущей стали или из твердого сплава) имеют широкое распространение. Стержень такого резца, обычно нормального сечения, изготовляется из обыкновенной углеродистой стали марок Ст. 6 и Ст. 7 либо из качественной углеродистой стали марки 45 или 50. Стержни резцов, работающих в особо тяжелых условиях, прочность которых нельзя усилить увеличением сечения, изготовляются из углеродистой инструментальной стали марок У7 и У8 или из легированной стали марки 40Х.
Несмотря на высокое качество современных способов напайки пластинок твердого сплава, изготовление таких резцов сопровождается иногда образованием трещин и в дальнейшем разрушением пластинки. Поэтому в последнее время стремятся заменить напайку или приварку пластинок (особенно минералокерамических) механическим закреплением их.
Пластинка 1 в этом случае (рис.16) закрепляется в стержне 4 резца посредством прижима 3 и болта 2. Один конец прижима опирается на пластинку, а другой - на рифленую поверхность (шаг рифлей1,5 мм). При износе пластинки на 1,5 мм прижим можно сдвинуть вперед (для этого отверстие для болта, закрепляющего прижим, сделано продолговатым). Пластинка в рабочем положении правой кромкой упирается в заплечик, имеющийся с нижней стороны прижима.
При замене затупившейся пластинки новой снимать резец со станка нет надобности. Недостаток такого способа закрепления пластинок состоит в том, что они используются примерно лишь наполовину. Кроме того, быстро изнашиваются болт, прижимы и другие детали, посредством которых осуществляется крепление пластинки.
В последние годы применительно к механическому креплению стали выпускаться многогранные неперетачиваемые пластинки.
В случае, когда длина режущей кромки резца, например расточного, может иметь небольшую протяженность, он изготовляется коротким и небольшого сечения. Для закрепления таких резцов используются державки различных конструкций. Державки применяются также для закрепления фасонных и резьбовых резцов. Наиболее употребительные конструкции подобных державок рассматриваются в соответствующих главах.
Изготовление твердосплавных резцов. Изготовление резцов производится в инструментальном цехе специальными рабочими и начинается с подготовки припаиваемой пластинки, у которой должно быть устранено (шлифованием) коробление опорной плоскости, если таковое имеется. Эта плоскость и боковые стороны пластинки, соприкасающиеся со стержнем резца, должны быть тщательно очищены от окалины и случайных загрязнений.
Стержни резцов, изготовленные кузнечным способом из углеродистой стали, должны быть подвергнуты отжигу при температуре 800850° С, а стержни, изготовленные из сталей марок 40Х и 45Х, - при температуре 840870° С. Опорная поверхность стержня должна быть обработана. Гнездо в нем под пластинку должно быть обработано так, чтобы пластинка ложилась на стержень резца без качки. Угол гп вреза пластинки (рис.17) измеренный в главной секущей плоскости, следует делать равным перед нему углу резца или немного больше этого угла. Для уменьшения стачивания пластинки при первой заточке резца гнездо в стержне должно быть таким, чтобы пластинка выступала над державкой на 0,50,6 мм. Для более удобного затачивания резца по передней поверхности верхняя плоскость пластинки должна быть выше тела стержня на 1,01,5 мм. Глубина h не должна превышать 1/3 высоты стержня резца.
В качестве припоя может быть использована электролитическая медь (температура плавления 1080° С) или медно-никелевый припой (температура плавления 1220° С) следующего состава: 70% меди, 30% никеля. Существуют и другие припои, составы которых приведены в книгах по инструментальному делу. Заточка и доводка твердосплавных резцов должны производиться на алмазных кругах. Наиболее качественная заточка и доводка твердосплавных резцов достигается при использовании кругов из естественного (обозначается буквой А) или искусственного (обозначается буквами АС) алмаза. Дело в том, что высокая режущая способность алмаза позволяет производить заточку, прижимая резец к кругу с меньшей силой, чем это требуется при использовании кругов из других материалов. Благодаря этому температура нагрева резца в процессе заточки на алмазном круге в четыре-пять раз ниже, чем при других кругах. Это исключает образование трещин на пластинке в процессе заточки. Трещины иногда бывают незаметны на глаз, но хорошо видны в лупу. Чувствительность к образованию трещин при заточке особенно велика у резцов с малокобальтовыми и высокотитановыми твердыми сплавами (ВК2, ВК3М и Т30К4 и т. д.). Для уменьшения трудоемкости и экономии заточного и доводочного кругов рекомендуется при заточке резцов принимать для главной и вспомогательной задних поверхностей  тройной, а для передней поверхности  двойной угол заточки (рис. 19).
Для заточки твердосплавных резцов рекомендуются алмазные круги марок А12, А10, А8 и А6 (где 12, 10 и т. д.  зернистость круга; например, зернистость 12 указывает, что наименьший размер, зерна данного круга 0,12 мм) с концентрацией 100% и металлической связкой (обозначается буквой М). Можно использовать в этом случае круги марки АС, т. е. из искусственного алмаза. При выборе зернистости следует учитывать припуск на заточку: чем больше припуск, тем крупнее должно быть зерно. С увеличением размера зерна уменьшается расход алмаза, резко возрастает производительность, но ухудшается чистота обработанной поверхности. Размеры круга выбираются с учетом имеющегося оборудования (следует учитывать, что наиболее производительными являются круги наибольших размеров).
Скорость вращения круга должна быть 3035 м/с, продольная подача 0,51,0 м/мин, поперечная подача 0,020,03 мм на один двойной ход. Заточку следует производить с охлаждением 12 л/мин, резко снижающим силы резания, шероховатость обработанной поверхности, увеличивающим производительность заточки и значительно уменьшающим расход алмазных кругов.
В качестве охлаждающей жидкости рекомендуется эмульсия следующего состава (в процентах):

Тринатрийфосфат.................................................... .. 0,60
Вазелиновое масло.................................................... 0,05
Бура................................................................................ 0,30
Кальцинированная сода......................................... .. 0,25
Нитрат натрия ............................................................ 0,10
Вода................................................................................ 98,70
Правку алмазных кругов рекомендуется производить абразивным кругом или брусками из зеленого карбида кремния зернистостью 2516, твердостью СМ1СМ2 на керамической связке, с охлаждением. Для очистки поверхности алмазного круга от стружки следует применять пемзу.
Станки и приспособления, используемые для алмазной заточки твердосплавных резцов, должны быть жесткими. Биение кругов не должно превышать 0,01 мм. Форма круга  плоский с выточкой (ПВ) или цилиндрический чашечный (ЧЦ). При выполнении приведенных выше рекомендаций шероховатость обработанной поверхности резца получается 810-го класса.
Ниже приводится порядок обработки алмазным кругом поверхностей твердосплавного резца:
1) заточка главной задней поверхности стержня под угол а + 5°;
2) заточка вспомогательной задней поверхности стержня под угол а1 + 5°;
3) заточка передней поверхности пластинки твердого сплава под угол у;
4) заточка главной задней поверхности пластинки твердого сплава под угол а + 3°;
5) заточка вспомогательной задней поверхности пластинки твердого сплава под угол а1 + 3°;
6) закругление вершины резца.
Стержень резца следует обрабатывать электрокорундовыми кругами. Несоблюдение этого правила приводит к засаливанию круга, а иногда к образованию трещин на пластинке твердого сплава. Давление резца на круг должно быть незначительным во избежание появления трещин и увеличения износа круга. Направление вращения круга должно быть сверху вниз, т. е. круг должен как бы набегать на затягиваемый резец. Круги следует своевременно править, так как при засаленном круге образуются трещины в твердосплавной пластинке.
Общие замечания о заточке и доводке резцов. Заточка и доводка резцов, как правило, должна производиться централизованно квалифицированными рабочими-заточниками.
На большинстве передовых металлообрабатывающих предприятий и особенно на заводах с массовым и крупносерийным характером производства в механических цехах организованы заточные отделения. Токари, а также другие рабочие-станочники получают готовые окончательно заточенные и доведенные резцы и другие инструменты.
В недостаточно хорошо организованных механических цехах, где рабочие места не специализированы и на них приходится выполнять самые разнообразные работы, а также в небольших мастерских, токари вынуждены производить заточку и доводку резцов самостоятельно.
Заточка  одна из самых опасных работ, выполняемых токарем. Поэтому при выполнении ее необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:
1) если заточка производится всухую и у станка нет защитного стекла, токарю необходимо надевать специальные очки;
2) при заточке резца надо стоять не напротив вращающегося круга, а несколько сбоку, чтобы в случае разрыва круга осколки его не задели рабочего;
3) подкладка, на которую опирается затачиваемый резец, должна быть установлена возможно ближе к шлифовальному кругу;
4) круг всегда должен быть в исправном состоянии и хорошо
выправленным;
5) биение круга не допускается;
6) защитный кожух, закрывающий круг, всегда должен быть на месте.