Элементы резания. Углы и плоскости резца.

Поверхности заготовки и координатные плоскости. На обрабатываемой заготовке различают следующие элемен­ты (рис.29.2): обрабатываемую поверхность 1, которая будет удалена в результате обработки; обработанную поверхность 2, полученную после снятия стружки; по­верхность резания 3, образуемую на обрабатываемой за­готовке главным режущим лезвием и являющуюся пере­ходной между обрабатываемой и обработанной поверх­ностями.

За координатные плоскости принимают плоскость резания 4, касательную к поверхности резания и прохо­дящую через главное режущее лезвие резца и основную плоскость 5, параллельную направлениям продольной и поперечной подач.

Рис. 29.2. Координаты плоскости и поверхности

обрабатываемой заготовки

Резец (рис. 29.3) состоит из стержня /, служащего для закрепления его в резцедержателе станка, и рабочей ча­сти // (головки).

Различают следующие элементы режущей части резца: передняя поверх­ность, по которой сходит стружка, главная задняя поверхность, которая обра­щена к поверхности реза­ния, вспомогательная зад­няя обращённая к обработанной поверхности заготовки, главное режущее лезвие, образованное пересечением передней и главной задней поверхностей (оно совершает основную работу резания), вспо­могательное режущее лезвие, образованное пересечением передней и вспомога­тельной задней поверхностей.

Вершина резца — точка пересечения режущих лезвий.

Для увеличения износостойкости резца и повышения чис­тоты обработанной поверхности вершину его закругляют дугой окружности или срезают прямолинейным переход­ным лезвием.

Взаимное расположение этих элементов образует кли­нообразную форму режущей части инструмента в сече­нии, нормальном к его режущему лезвию.

Рис. 29.3. Части и элементы токарного

прямого проходного резца:

1 – передняя поверхность; 2 – вершина резца;

3 – вспомогательное режущее лезвие;

4 – вспомогательная задняя поверхность;

5 – главная задняя поверхность;

6 – главное режущее лезвие

Углы заточки режущей части резца. Углы резца опре­деляют взаимное расположение поверхностей его режу­щей части, а также остроту режущего клина, форму по­перечного сечения срезаемого слоя.

Главные углы резца измеряются в главной секущей плоскости А, которая проходит перпендикулярно к проек­ции главного режущего лезвия на основную плоскость (рис. 29.4, а).

Главным передним углом γ называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендику­лярной к плоскости резания, проходящей через главное режущее лезвие. Его назначение — уменьшить усилие деформации срезаемого слоя металла.

Главным задним углом αназывается угол между ка­сательной к главной задней поверхности и плоскостью резания; он служит для уменьшения трения между глав-

ной задней поверхностью резца и поверхностью резания заготовки.

Вспомогательным задним углом α ₁ называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоско­стью, проходящей через вспомогательное режущее лез­вие перпендикулярно основной плоскости.

Углом заострения β называется угол между передней и главной задней поверхностями резца. Угол на черте­же обычно не обозначают, так как его величину опреде­ляют из выражения

β= 90^о — (α ^о + γ^о).

Рис. 29.4. Углы заточки режущей части резца:

а – главные углы; б – углы в плане; в – угол наклона главной режущей кромки

Углом резания δ называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания. Значение угла б определяют из выражения

δ= 90^о − γ^о

Если δ < 90°, то угол γ положительный, если δ > 90°, то угол γ отрицательный и обозначается со знаком ми­нус.

Вспомогательные углы резца α₁ и γ₁ измеряются во вспомогательной секущей плоскости, перпендикулярной проекции вспомогательного режущего лезвия па основ­ную плоскость.

Главным углом в плане φ называется угол между про­екцией главного режущего лезвия на основную плоскость и направлением подачи. От его величины зависит форма поперечного сечения срезаемого слоя, чистота обработан­ной поверхности, износ инструмента (рис. 29.4,6).

Вспомогательным углом в плане φ₁ называется угол между проекцией вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость и направлением, противоположным подаче. Он оказывает влияние на чистоту обработанной поверхности.

Угол в плане при вершине резца ε измеряют между проекциями режущих лезвий на основную плоскость. Его величину определяют из выражения

ε ═ 180°— (φ° + φ^о₁ )

Углом наклона главной режущей кромки λ называет­ся угол, заключенный между режущим лезвием и лини­ей, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости; как видно из рис. 29.4, в, угол λ может быть равен нулю, иметь отрицательное или положитель­ное значение в зависимости от расположения главного режущего лезвия относительно основной плоскости.

Угол λ определяет положение передней поверхности резца в пространстве и влияет на направление схода стружки.

Этот угол измеряется в плоскости, проходящей через главное режущее лезвие перпендикулярно основной плос­кости, и считается положительным, когда вершина резца занимает самое низкое положение среди точек главного режущего лезвия относительно основной плоскости; от­рицательным этот угол считается, когда вершина резца занимает высшее положение, а нулевым — когда главное режущее лезвие параллельно основной плоскости.

Определения углов резца даны для случая, когда ре­зец установлен своей вершиной на высоте оси вращения обрабатываемой детали с расположением геометрической оси стержня резца перпендикулярно оси вращения де­тали.

Изменение условий установки приводит к изменению величины углов. Так, при наружной обточке установка вершины резца выше оси вращения обрабатываемой де­тали приводит к уменьшению заднего угла α и к увели­чению переднего угла γ; установка вершины резца ниже оси вращения обрабатываемой детали приводит к увели­чению заднего угла αи к уменьшению переднего угла γ.

При внутренней обточке установка вершины резца вы­ше и ниже оси вращения обрабатываемой детали приво­дит к обратному характеру изменения заднего и передне­го угла по сравнению с наружной обточкой.

Вопросы для повторения и закрепления:

1. Какое название имеют углы заточки режущей части резца?

2. Какой угол заточки резца влияет на направление схода стружки?

Режимы резания

Снятие припуска с заготовки для получения требуе­мой формы и размеров детали осуществляется при опре­деленных перемещениях (движениях) инструмента отно­сительно детали.

Эти движения делятся на главное движение, которое определяет скорость деформирования металла и отделе­ние стружки, т. е. скорость резания, а также движение подачи, которое обеспечивает непрерывность процесса резания.

Главное движение служит для осуществления процес­са резания (срезания припуска), а движение подачи — для осуществления последовательного непрерывного или прерывистого удаления припуска по всей обрабатывае­мой поверхности.

Элементами резания при токарной обработке являются: скорость резания V, подача s и глубина резания t.

Скорость резания V — путь перемещения точки режу­щего лезвия относительно поверхности резания в едини­цу времени, т.е.

V = π D n ⁄ 1000 ( м / мин)

где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм; n — частота вращения детали в минуту,( мин^-1).

Подача s — величина пере­мещения резца относительно обработанной поверхности за один оборот при точении или за один рабочий ход при стро­гании и долблении.

При точении различают продольную подачу вдоль линии центров станка, попереч­ную подачу — перпендикуляр­но линии центров и наклон­ную подачу — под углом к ли­нии центров.

Рис. 29. 5. Элементы резания и геометрия

срезаемого слоя

Глубина резания t — вели­чина срезаемого слоя с по­верхности заготовки за один проход. Глубина резания измеряется в направлении, пер­пендикулярном обработанной поверхности. При наружной обточке глубина резания определяется по формуле

t = D – d ⁄ 2 ( мм,)

где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

d — диаметр обработанной поверхности, мм.

Параметрами поперечного сечения срезаемого слоя являются толщина а и ширина b. На рис. 28.5 показано два последовательных положения режущих лезвий резца при наружной обточке за один оборот изделия.

Толщина срезаемого слоя а — расстояние между дву­мя последовательными положениями поверхности реза­ния за один оборот или один проход изделия или инстру­мента, измеренное в направлении, перпендикулярном к режущему лезвию.

Ширина срезаемого слоя b —расстояние между обра­батываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания. Толщина а и ширина b среза­емого слоя могут быть выражены через подачу s и глу­бину резания t

Номинальное сечение срезаемого f слоя измеряется в плоскости, перпендикулярной к вектору скорости реза­ния. Площадь f номинального сечения срезаемого слоя равна:

f= st = аb мм²,

Приведенные соотношения показывают, что при не­изменных t и s можно изменять форму поперечного сече­ния срезаемого слоя металла за счет изменения главно­го угла в плане.

Вопросы для повторения и закрепления:

1. Какие основные элементы резания присутствуют при обработке металла?