Что такое передняя поверхность инструмента

Геометрия режущих инструментров, элементы геометрии режущих инструментов

Геометрия режущих инструментров, элементы геометрии режущих инструментов

Форму режущей части инструментов и углы их заточки принято называть геометрическими параметрами или, более просто, геометрией режущих инструментов.

Правильно назначенная, рациональная (наивыгоднейшая) геометрия инструмента обеспечивает наилучшие результаты его работы, т. е. достаточно большую стойкость, хорошую чистоту обработанной поверхности, сравнительно небольшую мощность, расходуемую при резании, а также благоприятную форму стружки. Указанные требования зависят не только от величины углов заточки, но и от таких элементов конструкции инструмента, как форма его передних и задних поверхностей, форма и размеры впадин между зубьями у фрез, протяжек, метчиков, размеры направляющих (круглошлифован ных) ленточек у сверл, разверток и т. д. Все эти элементы также относятся к геометрии режущих инструментов.

Необходимость заточки рабочих поверхностей всякого режущего инструмента под определенными углами наглядно выявляется при рассмотрении работы простейшего инструмента — строгального резца.

Вообразим сначала, что этот резец имеет форму прямоугольного бруска без какихлибо углов. При работе таким резцом срезаемый металл, прежде чем перейти в стружку, будет претерпевать очень сильную деформацию. Неизбежен большой расход энергии и сильный разогрев лезвий резца. Очевидно, работать таким инструментом невозможно.

Необходимо, чтобы срезаемый металл испытывал небольшие деформации, а стружка могла легко отделяться от детали и свободно отводиться из зоны резания. Для этого нужно, чтобы поверхность резца, по которой сбегает стружка, или, как ее называют, передняя поверхность, была несколько отклонена от вертикальной плоскости. Такой резец легче врезается в металл, а стружка получает возможность естественного схода.

Угол, который передняя поверхность резца составляет с вертикальной плоскостью, называется передним углом и обозначается греческой буквой 7 (гамма).

Но и теперь резец испытывает сильное трение о поверхность детали. Для уменьшения трения нужно заднюю поверхность резца, которая обращена к детали, также отклонить на некоторый угол. Этот угол называется задним углом и обозначается греческой буквой а (альфа).

Принято измерять передний и задний углы резца в так называемой главной секущей плоскости NN — воображаемой плоскости, которая перпендикулярна проекции главного режущего лезвия на основную плоскость, т. е. плоскость, параллельную продольной и поперечной подачам; у токарного резца за основную плоскость можно принять его нижнюю опорную поверхность. Таким образом, если лезвие резца установлено на уровне оси детали (по центру), то передним углом будет угол между передней поверхностью и горизонтальной плоскостью, проходящей через линию центров, а задним углом — угол между задней поверхностью и касательной к окружности детали в соответствующей точке. В более общем случае задним углом называется угол между задней поверхностью и плоскостью резания, т. е. плоскостью, касательной к поверхности резания и проходящей через режущее лезвие.

Задний угол должна иметь как главная задняя поверхность, так и вспомогательная; вспомогательный задний угол обозначается буквой а\\ (альфа один).

Кроме наличия переднего и заднего углов, к форме рабочей части резца предъявляются дополнительные требования.

Вспомогательное режущее лезвие резца обычно также отклоняется от направления подачи, так как в противном случае оно будет испытывать сильное трение об обработанную поверхность детали. Угол между проекцией вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость и направлением подачи называется вспомогательным углом в плане и обозначается.

Резец является наиболее простым режущим инструментом. Однако у всех других инструментов, как бы ни была сложна их конструкция, можно без труда выделить отдельные режущие элементы (зубья), которые должны иметь такие же углы. Процесс снятия стружки этими режущими элементами не имеет принципиальных отличий от работы резца.

Хотя спиральное сверло внешне совершенно не похоже на резец, у него есть те же главные углы. Задний же угол придается заборному конусу сверла при заточке. Конструктивные особенности спирального сверла таковы, что для различных точек режущего лезвия передние и задние углы имеют различную величину: чем дальше отстоит точка от оси сверла, тем больше передний угол и меньше задний, а на поперечной режущей кромке (перемычке) передние углы имеют отрицательную величину.

Несмотря на большое своеобразие этого инструмента, передний угол у его зубьев также необходимо затачивать передние и задние углы. Таким образом, все режущие инструменты, независимо от их формы и конструкции, должны обязательно иметь передние и задние углы. Кроме того, у большинства инструментов должны быть главные и вспомогательные углы в плане и углы наклона главной режущей кромки

Если мысленно рассечь сверло главной секущей плоскостью, перпендикулярной его лезвию а в, то в сечении режущая часть образует такой же клин, как и у резца. Чтобы сверло нормально работало, нужно этому клину придать передний угол и задний угол.

У стержневых инструментов, предназначенных для обработки отверстий (сверла, зенкеры, развертки, метчики), главный угол в плане обеспечивается благодаря тому, что на переднем конце инструмента — его заборной части — путем заточки образуется угол заборного конуса; этот угол способствует постепенному и плавному врезанию лезвий инструмента в металл, образованию более широкой и более тонкой стружки, а также улучшению чистоты обработанной поверхности. Вспомогательный угол в плане у таких инструментов получается путем уменьшения диаметра калибрующей части по мере удаления от заборной части, т. е. путем придания инструменту так называемого обратного конуса. Величина обратного конуса очень невелика: угол составляет около двух минут; однако наличие его крайне важно, так как в противном случае вследствие усиленного трения может возникать налипание обрабатываемого металла на ленточки калибрующей части, заклинивание инструмента в детали и его поломки.

Источник

Передняя поверхность лезвия

1.6.1. Передняя поверхность лезвия

Поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой

45. Передняя поверхность лезвия

Полезное

Смотреть что такое «Передняя поверхность лезвия» в других словарях:

передняя поверхность лезвия — (Aγ) передняя поверхность Поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой. 1 передняя пов … Справочник технического переводчика

задняя поверхность лезвия — (Aα) задняя поверхность Поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания с поверхностями заготовки. 1 передняя поверхность лезвия А … Справочник технического переводчика

Задняя поверхность лезвия — Передняя поверхность 1.6.2. Задняя поверхность лезвия Поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания с поверхностями обрабатываемой заготовки Источник: ГОСТ 25751 83: Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

вспомогательная задняя поверхность — (A’α) Задняя поверхность лезвия инструмента, примыкающая к вспомогательной режущей кромке … Справочник технического переводчика

главная задняя поверхность — (Aα) Задняя поверхность лезвия инструмента, примыкающая к главной режущей кромке. 1 передняя поверхн … Справочник технического переводчика

ГОСТ 25751-83: Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий — Терминология ГОСТ 25751 83: Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий оригинал документа: 2.2. Абразивный инструмент По ГОСТ 21445 Определения термина из разных документов: Абразивный инструмент Минералокерамический инструмент 3.4 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 25762-83: Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий — Терминология ГОСТ 25762 83: Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий оригинал документа: 51. Вспомогательная задняя поверхность F. Face de dépouille complémentaire Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

режущая кромка — (К) Кромка лезвия инструмента, образуемая пересечением передней и задней поверхности лезвия. 1 передняя поверхность лезвия Аγ; 2 главная режущая кромка К; 3 вспомогательная режу … Справочник технического переводчика

вспомогательная режущая кромка — (К’) Часть режущей кромки, формирующая меньшую сторону сечения срезаемого слоя. 1 передняя поверхность лезвия Аγ; 2 главная режущая кромка К; 3 вспомогательная режущая кр … Справочник технического переводчика

вспомогательная режущая кромка- — (K’ … Справочник технического переводчика

Источник

Режущий инструмент. Определение, назначение, требования, критерий оптимальности

Классификация режущих инструментов

Металлорежущее оборудование, которое в наши дни используется в самых разных отраслях промышленности, а также в быту, допускает использование различных видов режущего инструмента. Перечень этих видов весьма обширен, благодаря чему существует возможность подобрать металлорежущий инструмент, наилучшим образом соответствующий особенностям выполняемых операций.

Критерии классификации описываемого инструмента весьма многочисленны, их рассмотрению посвящена настоящая статья.

Одним из основных классификационных критериев является особенность конструкции режущего инструмента. По нему выделяют такие виды, как:

Следующим классификационным критерием является вид поверхности, обработка которой осуществляется с помощью металлорежущего инструмента. По нему выделяют следующие инструменты:

Еще одним критерием классификации металлорежущего инструмента является принцип его взаимодействия с материалом. По нему выделяют такие инструменты, как:

Кроме того, специалисты указывают на такой классификационный критерий, как тип изготовления, выделяя при этом:

По способу соединения со станком выделяют насадной, хвостовый и призматический инструмент.

Наконец, по такому критерию, как способ применения, выделяют ручной, машинный, а также машинно-ручной металлорежущий инструмент.

Клин как основа любого режущего инструмента.

Резание металлов осуществляется инструментами, имеющими, как правило, форму клина. Это объясняется способностью клина создавать выигрыш в силе, необходимой для проникновения инструмента в обрабатываемый материал. Причем этот выигрыш возрастает по мере уменьшения угла заострения клина.

Скорость резания.

называется длина пути, который проходит в одну минуту точка А обрабатываемой поверхности (рис.2) детали относительно режущей кромки резца. Скорость резания измеряется в метрах в минуту и обозначается буквой υ.

где υ- искомая скорость резания в м/мин; π- отношение длины окружности в её диаметру, равное 3,14; D- диаметр обрабатываемой поверхности детали в мм; n- число оборотов в минуту.

Подача.

называется величина перемещения резца за один оборот обрабатываемой детали. Измеряется в мм, обозначается буквой s.

Подача называется продольной

, если перемещение резца происходит параллельно оси обрабатываемой детали, и
поперечной
, когда резец перемещается перпендикулярно к этой оси.

10. Глубина резания.

называется толщина снимаемого слоя материала, измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали. Измеряется в мм и обозначается буквой t. Глубиной резания при наружном обтачивании является половина разности диаметров обрабатываемой детали до и после прохода резца. Таким образом, если диаметр детали до обтачивания был 100 мм, а после прохода резца стал равен 90 мм, то это значит, что глубина резания была:

Срез, его толщина, ширина и площадь.

называется поперечное сечение слоя металла, снимаемого при данной глубине резания и подаче. Размеры среза характеризуются его толщиной и шириной.

называется расстояние между положениями режущей кромки резца до и после одного оборота детали, измеренное по перпендикуляру к режущей кромке. Толщина среза измеряется в мм и обозначается буквой
a.
Шириной среза

называется расстояние между крайними точками работающей части режущей кромки. Измеряется в мм и обозначается буквой b.

Четырехугольник, заштрихованный на рис. 2, изображает площадь среза. Площадь среза равна произведению подачи на глубину резания. Площадь среза измеряется в мм, обозначается буквой f и определяется по формуле:

где f- площадь среза, мм; s- подача на один оборот в мм; t- глубина резания в мм.

Образование стружки и сопровождающие его явления.

Процесс резания (стружкообразования) – сложный физический процесс, сопровождающийся большим тепловыделением, деформацией металла, изнашиванием режущего инструмента и наростообразованием на резце. Знание закономерностей процесса резания и сопровождающих его явления позволяет рационально управлять этим процессом и обрабатывать детали более качественно, производительно и экономично.

При резании различных материалов могут образовываться следующие виды стружек: сливные (непрерывные), скалывания (элементные) и надлома (рис.3).

Рисунок 3. Типы стружек: а – сливная, б – скалывания, в – надлома.

Сливная стружка образуется при резании вязких и мягких металлов (мягкая сталь, латунь) с высокой скоростью. Чем больше скорость резания и вязкость обрабатываемого материала, а также меньше угол резания и толщина среза и выше качество смазочно-охлаждающей жидкости, тем стружка ближе к сливной.

Стружка надлома образуется при резании хрупких металлов (бронзы, чугуны). Такая стружка состоит из отдельных, почти не связанных между собой элементов. Обработанная поверхность при образовании такой стружки получается шероховатой, с большими впадинами и выступами. В определенных условиях, например при обработке чугунов средней твердости, стружка надлома может получиться в виде колец. Сходство ее со сливной стружкой только внешнее, так как достаточно сжать такую стружку в руке, и она легко разрушится на отдельные элементы.

Стружка скалывания занимает промежуточное положение между сливной стружкой и стружкой надлома и образуется при обработке некоторых сортов латуни и твердых сталей с большими подачами и относительно малыми скоростями резания. С изменением условий резания стружка скалывания может перейти в сливную, и наоборот.

В целях создания наилучших условий для отвода стружки из зоны резания необходимо обеспечить ее дробление или завивание в спираль определенной длины.

Дробленую стружку в виде колец и полуколец диаметром 10-15 мм и более следует рассматривать как хорошую. Эта стружка, несмотря на то, что занимает меньший объем и легче транспортируется, снижает стойкость инструмента.

Мелкодробленая стружка должна рассматриваться как удовлетворительная. Помимо снижения стойкости резцов такая стружка, разлетаясь во все стороны, попадает на поверхности станка, нарушает нормальную работу его узлов.

Формирование стружки в виде непрерывной спирали, прямой ленты и путаного клубка не удовлетворяет требованиям обработки деталей на станках с ЧПУ и поэтому должно быть исключено.

При некоторых условиях резания на переднюю, поверхность режущей кромки налипает обрабатываемый материал, образуя нарост

. Он имеет клиновидную форму, по твердости в 2-3 раза превышает твердость обрабатываемого металла. Являясь как бы продолжением резца, нарост изменяет его геометрические параметры: участвует в резании металла, влияет на результаты обработки, изнашивание резца и силы, действующие не резец. При обработке нарост периодически разрушается (скалывается) и вновь образуется. Часть его уходит со стружкой, а часть остается вдавленной в обработанную поверхность (рис. 4).

Рисунок 4. Образование и срыв нароста.

Отрыв частиц нароста происходит неравномерно по длине режущего лезвия, что приводит к мгновенному изменению глубины резания. Эти явления, повторяющиеся периодически, ухудшают качество обработанной поверхности, так как вся она оказывается усеянной неровностями. С увеличением пластичности обрабатываемого металла размеры нароста возрастают. При обработке хрупких материалов, например чугуна, нарост может и не образоваться.

Составные части и элементы инструментов

В практике встречаются разнообразные виды режущих инструментов. Несмотря на индивидуальные и специфические особенности, режущие инструменты имеют большое количество общих геометрических и конструктивных элементов. Единство геометрии режущих инструментов обусловлено в основном единством законов резания металлов. Выделение общих геометрических и конструктивных элементов для каждого режущего инструмента, анализ их с учетом законов резания позволяет при проектировании правильно выбрать их величины и тем самым обеспечить требования, предъявляемые к режущему инструменту.

Каждый режущий инструмент обладает двумя функциями:

Таким образом, инструмент состоит как бы из двух отдельных частей: одна для предварительной обработки, другая — для окончательной, т. е. калибрования.

Основные части режущего инструмента

В соответствии с этим, основными частями режущего инструмента являются: 1) режущая и 2) калибрующая. У одних инструментов эти части ярко выражены, например у всех инструментов для обработки отверстий или резьбы (за исключением резьбовых фрез). У других же калибрующая часть почти незаметна, например вершина и вспомогательная режущая кромка резцов. У некоторых инструментов, например напильников или зубообрабатывающих инструментов, режущая и калибрующая части представляют одно целое. С точки зрения условий резания такие инструменты менее совершенны, так как они могут работать или только как черновые, или как чистовые. Требуемый характер обработки обеспечивается или изменениями в конструкции инструмента, или соответствующим выбором режимов резания.

Каждая составная часть обычно включает ряд конструктивных элементов, предназначенных для выполнения одной или нескольких определенных функций в процессе обработки резанием.

К основным конструктивным элементам инструмента относятся:

Геометрические элементы инструмента

Геометрическая форма инструмента образуется непосредственно геометрическими элементами, не изменяющимися при перемещении инструмента. Некоторые конструктивные элементы, например зубья инструмента, представляют собой совокупность геометрических элементов.

Каждый режущий инструмент независимо от вида и размера заключает в себе почти все перечисленные геометрические элементы. Основную роль в процессе резания играет клин с режущими кромками. Он образован двумя важными поверхностями: передней, по которой сходит стружка, и задней, обращенной в процессе резания к обрабатываемой поверхности. Из поверхностей, применяемых для оформления режущих инструментов, основными являются:

Плоскости предназначаются для оформления стержневых резцов, зуборезных гребенок, зуборезных резцов для конических прямозубых колес.

Поверхности вращения встречаются в трех основных видах:

Винтовые поверхности инструмента

Винтовые поверхности занимают одно из важных мест в конструировании режущего инструмента. Для многих инструментов винтовая поверхность использована в качестве основы для образования профиля (например, резьбонарезные инструменты, червячные зуборезные фрезы).

В некоторых случаях винтовая поверхность предназначена для получения более благоприятного переднего угла и сохранения неизменной режущей части после переточек, например спиральные сверла. Расположение зубьев по винтовой линии увеличивает равномерность резания благодаря постепенному входу и выходу их в обрабатываемую поверхность, способствует лучшему образованию и отводу стружки (например, фрезы с винтовыми зубьями, зенкеры). Расположение профиля по винтовой линии, как например, у фасонных круглых резцов, дает возможность получить задний угол на неблагоприятных участках, что исключено при кольцевом расположении профиля.

Особенную роль играют винтовые поверхности при оформлении боковых поверхностей зубьев зуборезных долбяков, червячных фрез, резцов головки для конических колес с криволинейными зубьями.

Для этих инструментов необходимо соблюсти два условия непременных с точки зрения их эксплуатации:

Боковые поверхности

Для удовлетворения первого условия боковые поверхности зубьев каждого из этих инструментов оформляются в виде винтовых поверхностей. Любая из винтовых поверхностей дает в различных сечениях режущие кромки, повернутые от своего первоначального положения, но всегда неизменной формы. Тип винтовой поверхности выбирается в зависимости от инструмента и его конструктивных особенностей. Так, для долбяка каждая боковая поверхность зуба оформляется в виде винтовой эвольвентной поверхности с одним и им же углом наклона, но противоположного друг другу направления.

Боковая поверхность резца головки для конических колес с криволинейными зубьями выполняется в виде архимедовой винтовой поверхности. В этом случае боковая режущая кромка резца получается прямолинейной и пересекает ось направляющего цилиндра, которая одновременно является и осью головки. При выборе архимедовой винтовой поверхности сохраняются при переточках угол профиля и задний угол на боковой кромке.

Аналогичные требования предъявляются и к червячным зуборезным фрезам. Поэтому и для них боковые затылованные поверхности зубьев оформляются в виде винтовых поверхностей определен ною вида с конкретными параметрами.

Во всех этих случаях винтовые поверхности оформляются в виде затылованных поверхностей.

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