На что влияет правильный подбор геометрических параметров резца

Влияние геометрии режущей части резцов на процесс резания

Процесс резания сопровождается работой деформации стружки и работой трения, возникающих под действием сил резания, а также высокой температурой в зоне отделения стружки. В результате этого имеет место износ режущих кромок и поверхностей резца. С характером и величиной износа связаны стойкость, производительность и расход инструмента, а также качество обрабатываемой поверхности.

Влияние на процесс резания

Геометрические параметры режущей части резца оказывают большое влияние на процесс резания. В конечном итоге от их выбора зависят силы резания и износ инструмента. Резание металлов является сложным процессом, так как на него оказывает влияние большое количество факторов: свойства режущего и обрабатываемого материалов, размеры срезаемого слоя, режимы резания, условия работы (станок и его состояние, жесткость технологической системы СПИД, охлаждение и др.). В практике приходится иметь дело с самыми разнообразными комбинациями этих факторов. В связи с этим установление оптимальной геометрии резца представляет довольно сложную задачу. Каждый параметр оказывает влияние на работу резца не только сам по себе, но также и в комбинации его с другими параметрами. На основании экспериментальных работ в табл. 9 приведены ориентировочные данные по влиянию геометрических параметров на различные факторы, сопровождающие процесс резания. Наличие большого количества факторов влечет за собой многообразие предложении по улучшению геометрии резцов, выдвигаемых нашими новаторами производства.

В зависимости от конкретных условий обработки можно найти оптимальные геометрические параметры. Поскольку трудно установить унифицированную форму режущей части резца для всех случаев практики, целесообразно рассмотреть принципиальные положения по выбору каждого из геометрических параметров.

При выборе значений геометрических параметров большую роль играют обрабатываемый материал и его физико-механические свойства, режущий материал, его режущие и физико-механические свойства, размеры срезаемого слоя металла (толщина, ширина), выбранные режимы резания (скорость, подача, глубина).

Таблица 9 Влияние геометрических параметров режущей части резца на факторы процесса резания

Износ рабочих поверхностей

При обработке как вязких, так и хрупких материалов износ резцов, оснащенных твердым сплавом, протекает ни передней и задней поверхностям. Однако характер и интенсивность износа различаются в зависимости от пластичности обрабатываемого материала. Для малопластичных материалов приходится усиливать головку резца, несмотря па меньшую суммарную силу резания (например, для чугуна она меньше, чем для стали, примерно в 2-3 раза). Лунка на передней поверхности здесь имеет значительно меньшие размеры. В силу этого удельная сила резания на поверхности контакта стружки с резцом оказывается больше для хрупких материалов. Это заставляет применять для них большой угол заострения резца.

Основным недостатком твердых сплавов является пониженная прочность, поэтому при конструировании оснащенных ими резцов необходимо предусматривать мероприятия по увеличению прочности режущих кромок. Из таких мероприятий следует отметить расположение передней поверхности и ее части под отрицательным углом, повышенный угол наклона кромки, расположение пластинки вдоль задней поверхности, что обеспечивает работу твердого сплава на сжатие (вместо работы на изгиб и растяжение). Последнее особенно важно для резцов, предназначенных для снятия больших сечений срезаемого слоя.

Толщина и ширина среза

Толщина среза оказывает влияние на характер и интенсивность износа. С повышением толщины среза возрастают сила резания, температура, а также износ по передней поверхности с уменьшением его по задней поверхности. С целью повышения прочности режущих кромок необходимо при увеличении толщины среза увеличивать угол заострения.

Ширина среза влияет только на интенсивность износа. Полому она не оказывает большого влияния на выбор значений геометрических параметров.

Скорость резания тесно связана с температурой, поэтому она влияет на характер и интенсивность износа. С увеличением скорости резания износ по передней поверхности оказывается больше, чем по задней. В зависимости от этого выбираются величины переднего и заднего углов.

Источник

Выбор геометрических параметров резца

При выборе геометрических параметров режущей части резцов основываются на информации об используемом инструментальном материале, материале обрабатываемой заготовки, способе обработки и условиях ее проведения. Рекомендации по выбору геометрических параметров приводятся в справочной литературе по режимам резания и справочниках технолога машиностроителя. Перечень некоторых возможных источников приведен в приложении А.

Алгоритм решения подобных задач выглядит следующим образом:

1. Выбор формы передней поверхности режущей части.

2. Выбор геометрических параметров.

3. Подбор резца по ГОСТ.

В обобщенном виде рекомендации по назначению геометрических параметров режущей части резцов выглядят следующим образом.

Выбор величины переднего угла и формы передней поверхности. Форму передней поверхности режущей части резца и величину его переднего угла определяют механические свойства обрабатываемого материала и условия его обработки. Увеличение переднего угла приводит к уменьшению деформации срезаемого слоя и, следовательно, к уменьшению сил и температуры резания, интенсивности износа инструмента. С другой стороны, при этом уменьшается угол заострения, что приводит к увеличению тепловой напряженности и снижению прочности лезвия резца. Поэтому для каждого обрабатываемого материала есть свое оптимальное значение переднего угла, при котором стойкость резца, а следовательно (при одинаковой стойкости), и скорость резания будут наибольшими. При назначении величины переднего угла необходимо обязательно учитывать свойства и инструментального материала.

У резцов из инструментальных сталей передние углы целесообразно назначать только положительными, так как инструментальные стали допускают большие напряжения на изгиб. Плоская передняя поверхность резца во многих случаях резания не является оптимальной. Если резец изготовлен из быстрорежущих сталей, то в зависимости от рода обрабатываемого металла и условий работы рекомендуют три формы передней поверхности (рисунок 10).

Рисунок 10 – Формы передней поверхности резцов из быстрорежущих

Форма I – криволинейная с фаской предназначена для резцов всех типов (кроме фасонных со сложным контуром), обрабатывающих пластичные материалы с подачей более 0,2 мм/об. Передняя поверхность состоит из фаски, параллельной опорной плоскости резца, и выкружки, очерченной дугой окружности радиуса . В точке пересечения выкружки с фаской касательная к ней образует с плоскостью, параллельной опорной плоскости, передний угол .

Форма II – плоская с фаской предназначена для резцов всех типов, обрабатывающих пластичные материалы с подачей более 0,2 мм/об.

Форма III – плоская предназначена для резцов всех типов, обрабатывающих хрупкие материалы, а также пластичные материалы, если подача равна или меньше 0,2 мм/об.

Ширина фаски для форм I и II равна (0,8…1,0) , а величина переднего угла зависит от механических свойств обрабатываемого материала, уменьшаясь при увеличении его твердости и прочности. Для форм I и II передней поверхности угол изменяется в пределах , а для формы III в пределах .

У твердых сплавов предел прочности на изгиб почти в три раза ниже, чем у быстрорежущих сталей, поэтому положительные значения передних углов у твердосплавных резцов значительно меньше, чем у быстрорежущих. Вдоль режущей кромки затачивается фаска с отрицательным значением угла, а при тяжелых условиях резания передний угол принимается отрицательным.

При оснащении резца пластинкой твердого сплава рекомендуют также три аналогичные формы передней поверхности (рисунок 11), имеющие те же названия, что и у резцов из быстрорежущих сталей. Отличием твердосплавных резцов от быстрорежущих является то, что угол наклона фаски не равен нулю и имеет отрицательный знак.

Рисунок 11 – Формы передней поверхности резцов с пластинками твердых сплавов

Форма I – криволинейная с отрицательной фаской предназначена для резцов, обрабатывающих пластичные материалы с при получистовом режиме резания . Выкружка выполняет функцию стружкозавивального элемента резца. Передний угол равен .

Форма II – плоская с отрицательной фаской применяется в тех же случаях, что и форма I, а также для резцов, обрабатывающих хрупкие материалы, но при прерывистом резании и при обработке деталей, имеющих литейную корку.

Форма III, а – плоская с положительным передним углом предназначена для резцов, обрабатывающих хрупкие материалы, а также для резцов, обрабатывающих пластичные материалы с при чистовом режиме резания с малыми глубинами резания и подачами; передний угол равен .

Форма III, б – плоская с отрицательным передним углом предназначена для резцов, обрабатывающих пластичные материалы с , а также при резании пластичных материалов любой прочности, но при прерывистом резании. Передний угол .

Во всех случаях необходимо помнить, что передний угол зависит от прочности и твердости обрабатываемого материала, уменьшаясь и переходя в область отрицательных значений при увеличении и НВ.

Выбор задних углов.Задние углы обеспечивают зазор между трущимися поверхностями резца, поверхностью резания и обработанной поверхностью детали. Величина их мало зависит от механических свойств обрабатываемого материала и определяется в основном величиной подачи. Чем больше подача, тем меньше значение задних углов, при которых стойкость резца наибольшая. Объясняется это тем, что при большой подаче (а следовательно, и большей толщине среза) на лезвие будут действовать большие силы и во избежание его выкрашивания необходим больший угол заострения, что и достигается увеличением задних углов. У резцов, оснащенных твердым сплавом, при задние углы , а при .

Выбор углов в плане. Величина главного угла в плане влияет на соотношение между шириной и толщиной срезаемого слоя при равных значениях глубины резания и подачи. Следовательно, угол будет оказывать влияние на интенсивность деформации срезаемого слоя, силы и температуры резания, шероховатость обработанной поверхности.

Чем больше угол , тем меньше отношение , выше температура резания, выше термодинамическая нагрузка на единицу длины режущей кромки, интенсивнее изнашивание резца и, следовательно, меньше его стойкость. Поэтому резцы с малыми углами допускают (при прочих равных условиях) большую скорость резания, а также обеспечивают малую шероховатость обработанной поверхности.

С другой стороны, с уменьшением угла значительно увеличивается сила резания, особенно ее радиальная составляющая, снижается точность обработки, могут возникнуть вибрации. Поэтому угол в плане целесообразно назначать в зависимости от жесткости технологической системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь).

Для проходных резцов в случае обработки в условиях особо жесткой системы СПИД, при отношении длины детали к ее диаметру меньше 6 и при малых глубинах резания; берется в условиях достаточно жесткой системы и при ; принимается при обработке в условиях недостаточно жесткой системы СПИД при ; берется при обтачивании в условиях нежесткой системы, при .

Вспомогательный угол в плане, уменьшая участие вспомогательной режущей кромки в резании, влияет на допускаемую скорость резания и шероховатость обработанной поверхности. У проходных резцов при чистовой обработке , при черновой обработке .

Выбор угла наклона главной режущей кромки . Угол влияет на направление сходящей стружки и определяет точку первоначального контакта режущей кромки и срезаемого слоя при прерывистом резании. При работе проходным резцом с стружка будет несколько отклоняться в сторону обработанной поверхности (из-за наличия угла схода стружки). При угле стружка может контактировать с обработанной поверхностью, повышая ее шероховатость. Поэтому у резцов, предназначенных для чистовой обработки, рекомендуется отрицательное значение угла .

При черновой обработке предпочтительнее положительные значения угла : при точении стали ; чугуна , при точении с ударами .

Объясняется это тем, что при положительных значениях угла лезвие резца более массивное и стойкое, а точка первоначального контакта режущей кромки со срезаемым слоем удалена от вершины – наиболее уязвимой точки режущей кромки. Все это благоприятно сказывается при точении с большими силовыми нагрузками, особенно при работе с ударами.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите элементы режущей части проходного резца.

2. Дайте определение геометрических параметров режущей части резца.

3. Перечислите геометрические параметры, однозначно определяющие положение элементов режущей части.

4. Какие из геометрических параметров определяют положение главной режущей кромки?

5. Дайте определение каждому геометрическому параметру.

6. В какой плоскости измеряются углы, определяющие положение передней и главной задней поверхностей?

7. В какой плоскости измеряется угол, характеризующий положение вспомогательной задней поверхности?

8. Как связан угол заострения с передним и главным задним углами?

9. Дайте определение угла при вершине резца.

10. Как измеряются углы и если передняя и главная задняя поверхности криволинейны?

11. Какой знак могут иметь углы , и ? В каких случаях?

12. Дайте определение углу резания.

13. Какие формы передней поверхности рекомендуются для резцов из быстрорежущих сталей?

14. Какие формы передней поверхности рекомендуются для резцов, оснащенных пластинками из твердых сплавов?

15. В каких случаях рекомендуется применять плоскую форму передней поверхности с положительным углом для резцов с пластинами из твердых сплавов и из быстрорежущих сталей?

Варианты заданий

Задача. Выбрать значения геометрических параметров резца для заданных условий обработки (табл. 1).

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Геометрические параметры режущей части резца также влияют на выбор режимов резания. [2]

Геометрические параметры режущей части резца оказывают большое влияние на процесс резания, и, в конце концов, от их выбора зависят силы резания и износ инструмента. [3]

Геометрические параметры режущей части резца при правильном выборе могут уменьшить вибрации или даже совершенно их устранить. При рассмотрении значения каждого геометрического параметра были затронуты вопросы, связанные с вибрациями при обработке металлов резанием. [4]

Геометрические параметры режущей части резца оказывают большое влияние на процесс резания В конечном итоге от их выбора зависят силы резания и износ инструмента. В практике приходится иметь дело с самыми разнообразными комбинациями этих факторов. [6]

Геометрические параметры режущей части резца при правильном выборе могут уменьшить вибрации или даже совершенно их устранить. При рассмотрении значения каждого геометрического параметра были затронуты вопросы, связанные с вибрациями при обработке металлов резанием. [7]

Геометрические параметры режущей части резцов рассматривают при следующих условиях: резцы находятся в статическом состоянии, вершина резца установлена на высоте центра вращения детали ось резца параллельна или перпендикулярна оси вращения детали. [9]

Из геометрических параметров режущей части резца наибольшее влияние на высоту микронеровностей оказывают длина режущей кромки и задний угол резца. [10]

ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ РЕЗЦОВ, все размеры угловых геометрических параметров режущей части резца проставляют на рабочем чертеже. В соответствии с чертежом разрабатывают технологию изготовления резца и проверяют размеры всех угловых геометрических параметров режущей части. При этом угловые параметры, указанные на чертеже, сохраняют свои истинные значения только в том случае, если пространственное положение резца при эксплуатации соответствует указанным выше условиям их изображения на чертеже. Любые отклонения от этих условий, происходящие случайно или преднамеренно, приводят к изменению значений одного или нескольких угловых геометрических параметров. По влиянию на ход процесса резания изменения углов равнозначны замене резца исходной конструкции другим резцом, имеющим иную форму и геометричееские параметры режущей части. [13]

Источник

Геометрия токарного резца — углы заточки, плоскости, поверхности

Геометрия токарного резца.

Обработка деталей на токарных станках ведется резцами, которые в зависимости от вида выполняемой операции могут иметь различное конструктивное исполнение.

2- Главная задняя поверхность 5. Вспомогательная реж. кромка

Рn – плоскость резания – касательная к реж. кромке и перпендикулярная основной плоскости.

При черновой обработки – наоборот (до +5°)

Влияние углов токарного резца на процесс резания

Углы режущей части инструмента оказывают большее влияние на процесс резания. Правильно назначив углы можно значительно уменьшить его износ, силы резания, мощность, затрачиваемую на процесс резания. От углов также зависит качество обработанной поверхности и производительность обработки.

Части и углы резца

Резец состоит из двух, обычно неразъёмных частей, одна из которых рабочая именуемая головкой, а другая это тело самого инструмента или как его ещё называют «стержень», за который он непосредственно фиксируется на станке.

Всем геометрическим элементам, которые имеются на головке резца, для облегчения понимания и восприятия присвоены собственные названия.

Передняя грань – поверхность головки инструмента, по которой в процессе резания сходит стружка.

Задняя грань – поверхность головки инструмента, которая обращена к предмету, подлежащему обработке.

Режущая кромка – с точки зрения геометрии это линия, лежащая на пересечении передней и задних плоскостей граней. Она может быть главной и вспомогательной, при этом главная будет выполнять основную часть технологического процесса связанного с разделением металла.

Главная задняя грань – это задняя грань головки, которая примыкает к главной режущей кромке.

Вспомогательная задняя грань – это соответственно задняя грань, примыкающая к вспомогательной кромке.

Вершиной резца является то место, в котором сводятся воедино главная режущая кромка и вспомогательная. Вершина резца, если рассматривать его в плане, может быть закруглена или выполнена в виде прямой линии.

Части резца и элементы его головки

Задняя грань, примыкающая к главной режущей кромке, называется главной задней гранью; примыкающая к вспомогательной кромке – вспомогательной задней гранью.

Вершиной резца является место сопряжения главной режущей кромки со вспомогательной. Вершина резца может быть в плане острой, закругленной или в виде прямой линии, называемой переходной кромкой.

Геометрическая форма резца характеризуется его углами, которые могут быть, как главными, так и вспомогательными, а так же углами наклона главной режущей кромки и углами в плане.

Главные углы резца

Углы резца в плане

Главный угол в плане φ – называется угол, образованный между проекцией линии режущей кромки на основную плоскость и вектором направления подачи.

Вспомогательный угол в плане φ 1 – называется угол, образованный между проекцией линии вспомогательной кромки на основную плоскость и вектором направления подачи.

Углом наклона главной режущей кромки λ – называется угол, который формируется между режущей кромкой и условной линией, проходящей параллельно основной плоскости через вершину резца.

Наклон режущей кромки

Угол наклона может считаться положительным, если вершина резца будет максимально низкой точкой режущей кромки. Он будет отрицательным, если угол наклона будет самой высокой точкой кромки. И будет равным нулю, если главная режущая кромка будет проводиться параллельно основной плоскости.

Элементы и геометрия токарных резцов

Наиболее распространенным режущим инструментом является резец, рабочая часть которого представляет собой клин, про­никающий в тело заготовки в процессе ее обработки.

Основными элементами резца являются: головка — режущая часть (рис. 4) и тело (стержень) для закрепления резца в резцедержателе станка.

Головка резца включает переднюю поверхность — поверхность, по которой сходит стружка, и задние поверхности (главную и вспомогательную), обращенные к обрабатываемой поверхности за­готовки.

При заточке этих трех поверхностей образуются режущие кромки.

Пере­сечением передней и главной задней поверхностей образуется главная режущая кромка, выполняющая основную работу резания, а пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей – вспомогательная режущая кромка.

Вершина резца — точка сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок — в плане имеет радиус закругления и может быть прямолинейной (отрезные резцы).

При точении заготовки различают следующие поверхности и плоскости (рис. 5):

Углы резца (рис. 6) делят на главные, вспомогатель­ные и углы в плане. Главные углы измеряют в главной секущей плоскости: это главный задний угол α, передний угол γ, угол заострения β и угол резания δ.

Рисунок 6 –Углы резца

виб­рацию заготовки и резца, что приводит к ухудшению шерохова­тости поверхности. В этом случае применяют резцы с главным углом в плане, равным 60, 75 или 90°.

Ручную заточку резцов выполняют на заточном станке ЭЗС-2 или на точильно-шлифовальном станке модели 3Б633, при этом для заточки быстрорежущих резцов рекомендуется установить шлифовальный круг из электрокорунда белого зернистостью 16 — 25 и твердостью СМ1 — СМ2, а для резцов, оснащенных пла­стинками из твердых сплавов, — круг из карбида кремния зеле­ного зернистостью 16 и твердостью Μ или СМ. Качествен­ную заточку твердосплавных резцов выполняют алмазными кругами. При заточке не следует слишком сильно прижимать резец к шлифовальному кругу. Для охлаждения резца используют ванночку с водой.

1.2. Координатные плоскости, поверхности и углы режущего лезвия

Рабочая часть любого режущего инструмента состоит из одного или многих режущих лезвий. На лезвии (рис. 1.

4) затачиваются передняя поверхность1, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой; главная задняя поверх ность3, контактирующая с поверхностью резания; вспомогательная задняя поверхность5, обращенная к обработанной поверхности.

При пересечении передней и главной задней поверхностей образуется главная режущая кромка2, а при пересечении передней и вспомогательной задней – вспомогательная режущая кромка6.

Главной режущей кромкой формируется большая сторона сечения срезаемого слоя, а вспомогательной – меньшая. Вспомогательных кромок может быть две. Режущие кромки никогда не бывают абсолютно острыми; образующие их поверхности сопрягаются по радиусу округления.

Место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок называется вершиной режущего лезвия 4.

Расположение режущих кромок в пространстве определяет особенности режущего лезвия и оценивается относительно так называемых координатных плоскостей. Рассмотрим их на примере токарного резца.

Для определения положения режущих кромок резца (рис. 1.5) принимают следующие координатные плоскости: 1 – основная; 2 – резания; 3 – рабочая; 4 – главная секущая, а также вспомогательная секущая плоскость (на рисунке не показана). Координатные плоскости рассматривают в различных системах координат:

Основной плоскостью (рис. 1.5) (в статической системе координат) называется плоскость, проведенная перпендикулярно направлению скорости главного движения. У токарных резцов эта плоскость совпадает с их нижней опорной поверхностью.

Плоскостью резания называется плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная к основной плоскости. При установке токарного резца по линии центров станка и отсутствии подачи плоскость резания расположена перпендикулярно к нижней опорной поверхности резца.

Рабочая плоскость – это плоскость, в которой расположены направления скоростей главного движения и движения подачи.

Так как углы резца двугранные, определяются они в секущих плоскостях. Эти плоскости должны быть перпендикулярны к ребру угла, которым является режущая кромка.

Главной секущей плоскостью называется координатная плоскость, перпендикулярная к линии пересечения основной плоскости 1 и плоскости резания 2 (см. рис. 1.5). В связи с тем, что плоскость резания касательная к главной режущей кромке в рассматриваемой точке, главная секущая плоскость всегда нормальна к ее проекции на основную плоскость.

Вспомогательной секущей плоскостью называется плоскость, перпендикулярная (в рассматриваемой точке) к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

По расположению режущих кромок относительно координатных плоскостей определяют геометрию режущего лезвия (углы его заточки).

Углы в главной секущей плоскости называются главными (они определяют режущий клин, отделяющий от припуска слой металла, превращаемый в стружку), во вспомогательной секущей плоскости – вспомогательными.В главной секущей плоскости N – N (рис. 1.6) рассматривают главные задний и передний углы, углы заострения и резания.

Главным передним углом (g) называется угол между передней поверхностью резца (или касательной к ней) и основной плоскостью в рассматриваемой точке главной режущей кромки.

Он имеет положительное значение, если передняя поверхность направлена вниз от режущей кромки; отрицательное – если передняя поверхность направлена вверх от нее; равен нулю – если передняя поверхность параллельна основной плоскости.

Главным углом в плане (j)называется угол между плоскостью резания и рабочей плоскостью. Для резца он определяется проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

В плоскости резания (рис. 1.7) измеряется угол наклона главной режущей кромки (l). Это угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью. Если вершина резца – низшая точка кромки, то угол l – положительный, если высшая, то l – отрицательный

Все определения углов резца даны для случая, если вершина резца установлена на уровне оси вращения обрабатываемой детали и геометрическая ось стержня резца расположена перпендикулярно к оси вращения обрабатываемой детали. Нарушение этих условий приводит к изменению углов.

Углы токарных резцов и других видов режущих инструментов измеряются в одних и тех же координатных плоскостях. Исключение составляет угол a. Для сверл, зенкеров, разверток и фрез задний угол рассматривают в плоскости, параллельной подаче.

Геометрические параметры резца a, g, a1, g1, измеряются в сечениях, перпендикулярных к проекциям режущих кромок на основную плоскость.

Однако обеспечить на заточных станках положение затачиваемого инструмента относительно шлифовального круга, при котором получают требуемые геометрические параметры в таких сечениях, в большинстве случаев невозможно.

Заточные станки позволяют воспроизвести геометрию резания только в продольном и поперечном сечениях резца, перпендикулярных к основной плоскости.

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

Токарные резцы (рис. 2.3) являются наиболее распространенным режущим инструментом.

Они, как и металлорежущие инструменты всех других видов, имеют присоединительную часть (участок l2) в виде державки или корпуса, а также режущую часть (участок 1, с помощью которой осуществляется процесс срезания стружки.

Режущая часть состоит из одного или нескольких конструктивно обособленных режущих элементов (зубьев), которые работают одновременно или последовательно, непрерывно или с перерывами, вступая в работу один за другим.

Каждый режущий элемент имеет переднюю поверхность лезвия Аγ (по которой сходит стружка), контактирующую в процессе резания со срезаемым слоем, и одну или несколько задних поверхностей лезвия Аα. Одна из поверхностей резания называется главной, а остальные — вспомогательными задними поверхностями лезвия. Задние поверхности лезвия обращены к обрабатываемой заготовке.

Главная режущая кромка К, выполняющая основную работу резания, образуется в месте пересечения передней и задней поверхностей лезвия инструмента. Вершиной лезвия является участок режущей кромки в месте пересечения двух задних поверхностей (главной и вспомогательной). Радиус кривизны вершины лезвия rв называется радиусом вершины.

Режущие кромки и примыкающие к ним передняя и задняя поверхности лезвия в совокупности образуют главное и вспомогательное лезвия.

Преодолевая сопротивление обрабатываемого материала, лезвия врезаются в заготовку и снимают с нее стружку.

Лезвия всех инструментов в поперечном сечении имеют форму клина, который с одной стороны ограничен передней, а с другой — задней поверхностью (см. рис. 2.1).

Для определения углов лезвия резца или режущего элемента других инструментов установлены понятия: плоскость резания и основная плоскость (ГОСТ 25762—83). Плоскостью резания называют плоскость, касательную к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярную основной плоскости (рис. 2.4).

Основной называют плоскость, проведенную через точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного или результирующего движения резания в этой точке.

Различают главные и вспомогательные углы лезвия (рис. 2.5). Главные углы измеряют в главной секущей плоскости, т. е. плоскости, перпендикулярной к проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Главным задним углом резания α называется угол, находящийся в секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания.

Углом заострения лезвия β называется угол в секущей плоскости между передней и задней поверхностями лезвия.

Главным передним углом лезвия γ называется угол, расположенный в секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью. Сумма углов α + β + γ = 90°.

Например, если осуществить доводку основных элементов режущей части резца из быстрорежущей стали, то при том же периоде его стойкости можно увеличить скорость резания на 10 …15%.

Если скорость резания оставить в прежних пределах, то стойкость доведенного быстрорежущего резца возрастет почти в два раза, что уменьшит расходы на инструмент и снизит вспомогательное время, связанное со сменой инструмента и переналадкой станка.

Следовательно, процесс заточки и доводки режущего инструмента имеет следующее основное назначение:

Заточка инструмента осуществляется на машиностроительных предприятиях, как правило, централизованно. Вместе с тем, имея определенную квалификацию, рабочий-станочник периодически выполняет эту операцию сам. Например, вручную можно затачивать резцы, сверла. Для заточки более сложного инструмента необходимо специальное оборудование.

Геометрия токарного резца

Геометрия токарного резца Знание геометрии токарного резца и умение затачивать его должен знать каждый токарь. От геометрии и заточки резца зависит очень много, например качество изготовляемой продукции, долговечность резца с момента заточки и до следующей переточки, стружкообразование и многое другое.

Передняя поверхность – служит для схода стружки. Передняя поверхность может быть отрицательной (вершинка резца смотрит вверх) и положительной (вершинка резца смотрит вниз, то есть вершинка ниже главной режущей кромки резца) в зависимости от вида обработки.

Главная задняя поверхность – служит для поддержки пластины (головки резца). От угла главной задней поверхности зависит износостойкость резца.

Вспомогательная задняя поверхность – предназначена для свободного передвижения режущего инструмента по обрабатываемой поверхности.

И так, разобравшись, из чего состоит резец, переходим непосредственно к геометрии резца.

направлению скорости главного движения резания в этой точке.

Передний угол резания γ это угол в секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью. Главным передним углом γ будет угол в главной секущей плоскости. От величины переднего угла зависит сход стружки.

Задний угол α это угол в секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания, а в главной секущей плоскости этот угол называется главным задним углом. Увеличение заднего угла приводит к уменьшению угла заострения β, и следовательно к ослаблению режущей кромки, выкрашиванию и преждевременному выходу инструмента из строя.

Точение различных изделий на токарном оборудовании выполняют посредством инструмента, который носит обобщающее название резец токарный. Резцовый инструмент классифицируется главным образом по функциональному назначению, от которого напрямую зависят конструктивные особенности отдельных видов, конструкция и конфигурация их лезвий.

Другие классифицирующие признаки относятся к его ориентации во время рабочего процесса, виду режущей части, а также материала, из которого он изготовлен.

Кроме токарных станков для металлообработки, существует аналогичное оборудование для точения изделий из дерева, резцы которого имеют отличную конструкцию и пригодны только для работы с древесиной и пластиками.

Чтобы различать их с резцовым инструментом для токарной обработки металлов, в названии последнего часто употребляют словосочетание «резец по металлу». Типоразмеры и конструктивные характеристики токарных резцов регламентируются государственными и международными стандартами и в виде специального кода указываются на их маркировке.

Конструктивные элементы токарного резца

Основная часть токарного резцового инструмента имеет примерно одинаковую компоновку и конфигурацию основных частей. В основном они отличаются геометрией режущей части, что связано с функциональным назначением конкретного типа резцового инструмента.

Кроме того, существует несколько технологий сочленения державки и режущей части, от которых зависит базовая конструкция токарных резцов. Тем не менее все модели имеют примерно одинаковый набор рабочих плоскостей и граней головки резца, участвующих в процессе резания.

Кроме основных, непосредственно реализующих процесс снятия припуска, к ним также относятся элементы, ответственные за направленный отвод слоя удаленного металла, формирование и ломку стружки и пр.

На рисунке ниже представлены классические элементы резца и их расположение на режущей части.

Одной из особенностей токарной обработки является то, что горизонтальное продольное движение резцового инструмента может осуществляться в двух направлениях: от шпинделя (вправо) и по направлению к нему (влево).

Смена направления движения требует изменения ориентации режущих поверхностей, поэтому инструментальная промышленность производит токарный инструмент в обоих вариантах. Чтобы определить, правый это или левый резец, нужно поместить на него правую ладонь пальцами в сторону лезвия.

Если большой палец будет справа от вершины, то это правый, а если нет — левый.

Плоскости резания

Угловые параметры резцового токарного инструмента рассчитываются с помощью системы координатных плоскостей, среди которых базовыми являются основная, резания и главная секущая.

Их взаимный наклон формирует углы заточки режущей части, обеспечивающие токарную обработку на расчетных режимах.

Таким образом определяются следующие углы: главный передний (γ), главный задний (α), угол заострения (β), а также ряд других углов (см. правый рис. ниже).

Можно ли самостоятельно провести сварку алюминия аргоном?

Углы резца

Работа токарного инструмента в процессе резания определяется угловыми параметрами передней и задней поверхностей. Поэтому основные углы резца — это главный передний (γ) и главный задний (α).

При увеличении первого снижаются затраты мощности на выполнение резания, улучшается стружкоотвод и снижается шероховатость.

С другой стороны, при увеличении переднего угла снижается толщина лезвия, что приводит к ухудшению его прочностных характеристик, усилению выкрашивания и уменьшению скорости отвода тепла.

Основное назначение заднего угла — это снижение трения между поверхностью резания и главной задней. Кроме главных по функциональности углов α и γ при расчете определяется еще несколько углов, чьи величины влияют на класс чистоты токарной обработки, процесс формирования стружки и другие технические характеристики.

Рабочие режимы

Работы с подрезными резцами осуществляются в различных режимах в зависимости от типа обработки поверхности. Далее рассмотрены особенности применения данных инструментов на примере модели ВК8. Для предметов цилиндрической конфигурации и подрезания торцов и уступов применяют как поперечную, так и продольную передачи.

Черновую обработку осуществляют на глубину 2-5 мм с применением поперечной подачи на 0,3-0,7 мм за оборот. Названные характеристики для чистовых работ равны 1 мм и 0,1-0,3 соответственно.

Токарные резцы

При
обработке резанием применяют режущие
инструменты разнообразных форм и
конструкций.

Простейшей формой режущего
инструмента является токарный резец
(рис. 1).

Резец имеет рабочую часть –
головку Б, на которой расположены режущие
элементы, и державку А, предназначенную
для установки и закрепления резца на
станке (в резцедержателе).

Р
ис.
1. Элементы режущих
инструментов

Заточкой
создаются клинообразная форма головки
резца для лучшего внедрения в обрабатываемый
материал. На
головке резца расположены ее рабочие
элементы (см. рис. 1): 1–передняя
поверхность; 3–главная
и 4–вспомогательная
задние поверхности 2–главная
и 6–вспомогательная
режущие кромки; 5–вершина
резца.

2. Поверхности
на обрабатываемой детали, координатные

и секущие плоскости

На
обрабатываемой детали (заготовке)
различают следующие поверхности (рис.
2, а):
1–обрабатываемая,
2–обработанная
и 3–поверхность
резания. Для определения углов резца
рассматривают следующие координатные
плоскости:

Основная
плоскость
(ОП) – плоскость, проходящая через
основание державки резца (рис. 2, а).

Плоскость
резания(ПР) – проходит
через главное режущее лезвие резца,
касательно к поверхности резания
заготовки.

Главная
секущая плоскость
(N
– N)
– плоскость, перпендикулярная к проекции
главного режущего лезвия на основную
плоскость (рис. 2, б).

Рис.
2. Координатные
и секущие плоскости

Вспомогательная
секущая плоскость(N1
– N1)
– плоскость, перпендикулярная к проекции
вспомогательного режущего лезвия на
основную плоскость. На рис. 2, б
показаны следы плоскости N– N и N1
– N1.

3. Углы токарного
резца

Углы
резца определяют положение в пространстве
элементов его рабочей части. Эти углы
называют углами
резца в статике
и показаны на рис. 3. Совокупность углов
резца составляет его геометрию.

Рис.
3. Углы резца
в статике

В главной секущей плоскости измеряют
главный передний угол γ, главный задний
угол α, угол заострения β и угол
резания δ (рис. 3).

Главный передний
угол — угол, заключенный между передней
поверхностью резца
и плоскостью перпендикулярной к плоскости
резания, проведенной через главную
режущую кромку. На рис.

3 он положительный,
но может быть равным нулю или иметь
отрицательное значение.

Главный задний угол α — это угол,
заключенный между главной задней
поверхностью резца и плоскостью резания.

Углом заострения β называют
угол, заключенный между передней и
главной задней
поверхностями.

Углыγ, α и βназывают
главными
углами, так
как они определяют геометрию режущего клина. Сумма этих углов составляет
90˚, т.е.γ
+ α + β = 90˚.

Угол
при вершине ε– угол между
проекциями режущих кромок на основную
плоскость. Сумма углов φ+
φ1+
ε= 180˚. Для
проходных резцов φ= 30–90˚; φ1= 10–45˚.

Положение
главной режущей кромки относительно
основной плоскости определяется углом
λ – углом
наклона главной режущей кромки.
Это угол, заключенный между главной
режущей кромкой и линией, проведенной
через вершину резца параллельно основой
плоскости. Угол λизмеряется
в плоскости, проходящей через главную
режущую кромку перпендикулярно к
основной плоскости.

Рис.
4. Углы наклона
главной режущей кромки

Угол
λможет
быть отрицательным (рис. 4, а),
равным 0 (рис. 4, б)
и положительным (рис. 4, в).
Для токарных резцов λ= –5…+15˚.

Угол λ влияет на
направление схода стружки и прочность
режущей кромки.

4. Классификация токарных резцов

На токарных станках выполняют много
видов обработки, что при­вело к созданию
большого количества резцов по назначению
и конструкции. Типы токарных резцов в
основном подразделяют по следующим
признакам: виду обработки, характеру
обработки, форме головки, направлению
подачи, способу изготовления и роду
материала режущей части.

Рис. 5. Основные типы токарных резцов

На рис. 5 приведены типы резцов по виду
обработки. Проходные резцы
1,2 и 3 служат для обтачивания гладких
цилиндрических и конических поверхностей.
Подрезной резец 4 работает с поперечной
подачей при обточке плоских торцовых
поверхностей. Широкий проходной резец
5 служит для чистового продольного
точения.

Расточный резец 6 применяется
при растачивании сквозных отверстий,
а расточной упорный резец 7 — для
растачивания глухих отверстий. Отрезной
резец 8 применяется для разрезания
заготовки и для протачивания кольцевых
канавок.

Для нарезания резьбы применяют
резьбовой резец 9, а для обточки фасонных
поверхностей — резец 10.

По характеру обработки резцы подразделяют
на черновые (обдирочные) 2, чистовые
5 и для тонкого точения. По форме головки:
прямые 1,3, отогнутые 2, оттянутые 8 и
изогнутые.

По направлению подачи их подразделяют
на правые и левые. Правые работают с
подачей справа налево, а левые — слева
направо.

По способу изготовления
резцы бывают целые, с приваренной встык
головкой, с припаянной пластинкой, с
механическим креплением режущей
пластинки.

По применяемому материалу
резцы бывают из быстрорежущей стали, с
пластинками из твердого сплава или
минералокерамики, с кристаллами алмазов.

5. ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ РЕЗЦА И
ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Углы γ, α, α1,
φ, φ1,
λизмеряют с помощью угломера,
а углы β, δ и ε определяют вычислением
по формулам: β = 900 – (α + γ); δ = α + β и ε = 1800 – (φ + φ1).

В отчете необходимо описать основные
типы токарных резцов, привести рисунок
токарного проходного резца c
обозначением частей и элементов резца.
Измерить и вычислить углы проходного,
подрезного и отрезного резцов и данные
занести в табл. 1.

Сделать чертеж токарного проходного
резца с необходимыми сечениями и
проставить все угловые обозначения.

Какие движения различают при обработке резанием?

Что называют главным движением и движением подачи?

Назовите части и элементы токарного проходного резца.

Какую плоскость называют основной и какую плоскостью резания?

Какая плоскость называется главной секущей и какие углы измеряют в этой плоскости?

Назовите углы в плане.

Как измерить углы в плане?

Какой угол называют углом наклона главной режущей кромки, и на что он оказывает влияние?

Назовите типы токарных резцов и их назначение.

10. Как определить углы заострения резания
и при вершине?

Заточка токарных резцов по металлу

Заточка резца необходима для придания требуемой формы и угла рабочей поверхности. Производится она при превышении допустимых параметров износа резца, или перед началом работы новым инструментом. Данная операция позволяет значительно продлить срок эксплуатации оснастки, но требует строго соблюдения технологии работ.

В процессе точения происходит трение стружки о переднюю поверхность инструмента и обрабатываемой детали о заднюю в зоне реза. При одновременном значительном повышении температуры происходит постепенный износ детали.

При превышении максимально допустимой величины износа резец не может быть использован для дальнейшего проведения работ и требует заточки и доводки по передней и задней поверхности.

Допустимая величина износа указана в таблице ниже

Инструмент для заточки

Для абразивной заточки резца может быть использован заточной или токарный станок. Для твердосплавного инструмента используется зеленый карборунд средней твердости. Для первичной обработки абразив круга должен составлять 36-46, при завершении процесса – 60-80. Для высокого качества заточки необходим целый круг, без дефектов и нарушения геометрии.

Для заточки токарных резцов широко применяются и алмазные круги, что обеспечивает высокую чистоту режущих поверхностей. В сравнении с карборундовыми кругами чистота поверхности резца повышается на два класса, увеличивается производительность работ.

Применение алмазных кругов увеличивает и ресурс работы инструмента – возможное количество переточек резца увеличивается на 20-30%. Но следует учесть, что экономически целесообразно применение заточки алмазным инструментом при припуске не более 0,2 мм.

Порядок и особенности

Стандартный порядок заточки:

Параметры заточки задней поверхности указаны на рисунке ниже

На рисунке (а) указана задняя поверхность с одной плоскостью заточки, на рисунке (б) – с несколькими. При напайке твердосплавных пластин задняя поверхность имеет три плоскости:

Заточка передней поверхности твердосплавных резцов имеет гораздо большее количество разновидностей (см. рис. ниже).

Основные формы:

В процессе заточки необходимо чтобы режущая кромка обрабатываемого инструмента располагалась на линии центра заточного станка или ниже не более чем на 3-5 мм.

Направление вращения круга должно обеспечить прижим пластинки к державке, т. е. идти на пластинку. В процессе работы желательна непрерывная подача охлаждающей жидкости.

При периодическом охлаждении возможно перенапряжение структуры материала и появление микротрещин.

При заточке необходим легкий нажим и постоянное перемещение вдоль поверхности круга для формирования ровной поверхности. После завершения заточки геометрия инструмента проверяется с помощью шаблонов или специальных приборов.

Доводка инструмента

Доводка осуществляется с помощью абразивных паст карбида бора на вращающемся чугунном диске (не более 2 м/с). Может использоваться паста ГОИ или другие специальные материалы для полировки. Для полировки паста наносится на диск.

Далее, при вращении диска, резец прижимается и зерна абразивной пасты сглаживают имеющиеся шероховатости.

Таким образом, полностью восстанавливается геометрия и первоначальная чистота рабочей поверхности резца, обеспечивается его пригодность к дальнейшей эксплуатации.

Источник