Геометрические параметры режущей части

В зависимости от расположения режущего клина относительно обрабатываемой поверхности меняются геометрические параметры резания, которые влияют на характер протекания процесса. К геометрическим параметрам относятся передний γ и задний α углы, а также угол λ наклона режущей кромки в любой точке резания.

Передним углом γ называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания и проходящей через главную режущую кромку резца. Этот угол необходим для уменьшения силы резания, а также для уменьшения трения стружки о переднюю поверхность резца. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, улучшается сход стружки, уменьшаются силы резания и расход мощности, улучшается качество обработанной поверхности. Вместе с тем, увеличение переднего угла приводит к понижению прочности режущей кромки, увеличению износа и ухудшению отвода теплоты из зоны резания. При обработке вязких металлов передний угол выбирается в пределах от 10° до 20° и более. При обработке сталей, в особенности твердыми сплавами, передний угол выбирается близким к нулю или даже отрицательным. При работе фасонным инструментом (резцами, фрезами, резьбовым и зуборезным инструментом) передний угол должен быть равным нулю либо иметь небольшие положительные значения (от 2° до 4°).

Главный задний угол α – угол между касательной к главной задней поверхности резца в данной точке режущей кромки и плоскостью резания. Задний угол нужен для того, чтобы уменьшить трение задней поверхности инструмента об обрабатываемую заготовку. Он выбирается обычно в пределах от 2° до 12°. Главным фактором, от которого зависит размер заднего угла, является подача резца. С уменьшением подачи изнашивание по задней поверхности увеличивается, а с увеличением подачи – уменьшается. При чистовой обработке с малой подачей необходимо применять резцы с большими задними углами.

Угол резания δ – угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Угол заострения β – угол между передней и главной задней поверхностями резца. Размер этого угла влияет на прочность режущей части инструмента.

Согласно этим определениям, α + β + γ = 90°, δ = 90° – γ, а при заданных α и γ угол заострения β = 90° – (α + γ) (рисунок 10).

Вспомогательные углы резца α₁, β₁ и γ₁ измеряются во вспомогательной секущей плоскости и определяются по аналогии с главными углами резца.

Рисунок 10 – Передний γ, главный задний α углы,

угол заострения β и угол резания δ

Угол при вершине в плане ε – угол между проекциями режущих кромок на основную плоскость (рисунок 11).

Главный угол в плане φ – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. C уменьшением главного угла в плане повышается сила резания, что при обработке на нежестких станках может вызвать прогиб заготовки и ее вибрацию. При недостаточно жесткой технологической системе угол φ обычно принимается в пределах от 45° до 90°.

Вспомогательный угол в плане φ₁ – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и обратным направлением подачи. Вспомогательный угол в плане влияет на трение вспомогательной режущей кромки об обрабатываемую поверхность. При его увеличении уменьшается угол ε при вершине резца, из-за чего ухудшаются условия теплоотвода и качество обработанной поверхности, уменьшается стойкость инструмента. С уменьшением угла φ₁ повышается качество обработки, но вместе с тем происходит отжатие резца от заготовки, что может привести к появлению вибраций.

Рисунок 11 – Главный φ и вспомогательный φ₁

углы в плане, угол при вершине ε

Угол наклона главной режущей кромки λ (рисунок 12) характеризует направление перемещения режущей кромки инструмента по поверхности резания. Значение угла наклона главной режущей кромки λ оказывает влияние на направление перемещения срезаемой стружки по передней поверхности инструмента. При положительном значении угла λ срезанная стружка направляется вправо, при отрицательном значении угла λ срезанная стружка направляется влево. Также угол наклона главной режущей кромки может быть равным нулю.

Рисунок 12 – Различные значения угла наклона главной режущей кромки

На прочность инструмента и шероховатость обработанной поверхности также большое влияние оказывает радиус при вершине резца (рисунок 13). Чем больше радиус закругления, тем выше стойкость резцов и меньше шероховатость обработанной поверхности. Вместе с тем на чистовых операциях чрезмерный размер радиуса может привести к появлению вибраций и ухудшению условий стружкообразования. Размеры радиусов при вершине резца, как правило, колеблются в диапазоне от 0,2 до 2,4 мм.

Рисунок 13 – Радиус при вершине резца

Геометрические параметры (углы заточки) любого другого режущего инструмента (фрез всех видов, сверл, разверток и др.) определяют так же, как и для резцов.

Классификация резцов

При токарной обработке наружных цилиндрических и конических поверхностей используют проходные (рисунок 14, д, е, ж) резцы; внутренние цилиндрические и конические поверхности растачивают расточными резцами (рисунок 14, а); торцовые плоскости обтачивают подрезными резцами (рисунок 14, б); наружные и внутренние резьбы нарезают резьбовыми резцами (рисунок 14, в); резку заготовок на части производят отрезными резцами (рисунок 14, г).

В зависимости от направления подачи при точении резцы разделяются на правые и левые. Правые резцы работают с движением подачи, направленным справа налево, т.е. к шпинделю станка. Левые резцы имеют направление движения подачи слева направо – от шпинделя станка. Для идентификации резцов пользуются «правилом руки»: накладывая сверху на резец правую или левую руку так, чтобы в сторону подачи был направлен большой палец, устанавливают тип резца.

В зависимости от расположения рабочей части относительно корпуса изготавливают прямые и отогнутые резцы. У прямых резцов рабочая часть является продолжением корпусной части без искривления общей оси резца. Если геометрические оси корпуса и рабочей части пересекаются под углом (чаще всего 45°), то эти резцы называются отогнутыми. Прямые и отогнутые резцы могут быть как правыми, так и левыми.

Проходные токарные резцы (рисунок 14, д, е) из-за разной геометрии режущей части могут быть проходного и подрезного типов. Резцы проходного типа имеют главный угол в плане φ<90° (обычно 45°, 60° или 75°), что способствует снижению силового и температурного напряжения на лезвии резца. Но с помощью таких резцов нельзя обрабатывать торцовые поверхности на деталях, имеющих ступенчатые переходы. Эти резцы чаще всего применяются для предварительной обточки заготовок.

Резцы подрезного типа предназначены для обточки деталей, имеющих наружные цилиндрические поверхности с торцовыми плоскостными переходами между участками с разными диаметрами. Чтобы выполнить эту технологическую операцию, резцы подрезного типа имеют главный угол в плане φ = 90°. Из-за этого лезвие резца подрезного типа работает в несколько более напряженных условиях, чем лезвие проходного резца с углом φ<90°.

Для обточки ступенчатых валов и подрезки буртов, а также при точении нежестких деталей применяют проходные упорные резцы (рисунок 14, ж).

Следует отметить, что резцы являются наиболее распространенными, универсальными и простыми инструментами. Приведенный обзор основных типов резцов не исчерпывает всего их многообразия, используемого в машиностроении.

Рисунок 14 – Виды токарных резцов

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: