Министерство образования и науки Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Методические указания

по курсу «Технология конструкционных материалов»

для студентов механических специальностей

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

тех­нического университета

Саратов 2010

Цель работы: изучить конструктивные элементы и гео­метрические параметры токарных резцов, а также способы их изме­рения.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Схема резания при точении

Обработка точением при изготовлении деталей машин, механизмов, приборов является самым распространенным, высокопроизводительным и универсальным методом. Схема резания при точении предусматри­вает удаление поверхностного слоя материала заготовки с глубиной резания t за счет ее установки на станке и вращения со скоростью резания V, а также благодаря поступательному движению резца 1 с подачей S (рис. 1). При этом различают обрабатываемую поверхность 2, поверхность резания 3 и обработанную поверхность 4.

DIV_ADBLOCK64">

https://pandia.ru/text/79/072/images/image003_46.jpg" width="399" height="323 src=">

Рис.3. Конструкция резцов.

Составные резцы имеют головку, изготовленную из инструментальной высоколегированной, быстрорежущей стали Р9, Р6М3, Р6М5, Р9Ф5, иногда - из инструментального твердого сплава, а державку - из конструкционной или инструментальной углеродистой либо низко­легированной стали. Головка и державка таких резцов соединяются сваркой либо пайкой так, что общая стоимость резцов, остается на невысоком уровне, а хорошая теплостойкость материала головки позво­ляет использовать их в крупносерийном производстве при скоростях резания до 100 м/мин.

Сборные резцы снабжаются режущей пластинкой 4 из быстро­режущей стали, твердого сплава, минералокерамики или режущим крис­таллом алмаза либо эльбора. Такие резцы изготавливаются из конст­рукционной или инструментальной стали, а режущая пластинка либо кристалл удерживается в специальном гнезде головки резца с помо­щью пайки, механического крепления или за счет сил резания.

Твёрдые сплавы применяют для изготовления режущих пластин путем пресования и спекания смеси порошков кобальта и карбида вольфрама (ВК2, ВКЗМ, ВК4 и др.) карбидов вольфрама и титана (T5K10, T15K6, Т30К4 и др.), а также карбидов вольфрама, титана и тантала (TT7K12, ТТ8К6 и др.). Повышенная теплостойкость ука­занных материалов обусловила их использование для резцов в мас­совом производстве деталей со скоростями резания до 1000 м/мин.

Минералокерамические материалы марок Т-48, ЦМ-332 прес­суются либо отливаются и затем спекаются в виде режущих пластинок из смеси порошков на основе корунда Al2O3 (термокорунд, микро­лит). Высокая теплостойкость минералокерамики позволяет вести чистовую обработку деталей при скоростях до 2000 м/мин., обеспе­чивая значительное возрастание производительности.

Алмазные кристаллы, природные типа А и синтетические типа АС, весом до 1 кар обладают высокой твердостью и малым коэффициентом трения. Поэтому они используются для обработки как вяз­ких, так и сверхтвердых материалов со скоростями до 3000 м/мин. Эти материалы не должны содержать железа, т. к. алмаз легко всту­пает с ним в химические взаимодействие, и процесс резания ухуд­шается.

Эльбор представляет синтезированный кубический нитрид бора
(КНБ) с очень высокой теплостойкостью. Это позволяет применять его в виде сростка кристаллов для обработки особо твердых мате­риалов, в том числе и содержащих железо, при скоростях до 160 м/мин.

По направлению подачи токарные резцы разделяются на правые и левые (рис. 4). Правые резцы применяются для подачи справа налево, левые резцы – для подачи слева направо. Чтобы определить тип резца, следует сверху положить ладонь правой руки, обратив вытянутые пальцы к его вершине. У правого резца главная режущая кромка окажется расположенной со стороны большого пальца, у левого резца – с другой стороны ладони.

Выполнение работ" href="/text/category/vipolnenie_rabot/" rel="bookmark">выполняемой работы токарные резцы делятся на проходные, подрезные, прорезные, отрезные, резьбовые, расточные и Фасонные.

Проходные прямые резцы служат для точения загото­вок с продольной подачей при изготовлении гладких и ступенчатых валов (рис. 5, а). Упорные проходные резцы применяются для про­дольного точения ступенчатых валов с обработкой в конце прохода торцевой поверхности (рис. 6, б). Широкие (лопаточные) резцы используются для получения особо чистой поверхности (рис. 6, в). Такие резцы применяются и для обработки конусных поверхностей. Отогнутые проходные резцы позволяют без их перестановки произво­дить точение с продольной подачей, а также подрезку торца с по­перечной подачей (рис. 6, г).

https://pandia.ru/text/79/072/images/image006_27.jpg" align="left" width="233" height="276">Подрезные резцы предназначены для обработки торцовых поверхностей с поперечной подачей и имеют отогнутую головку (рис. 7).

Рис. 7. Подрезные резцы

Угол расположения главной ре­жущей кромки позволяет наиболее близко подвести резец к поддерживающему заднему центру станка, угол вспомогательной режущей кромки уменьшает ее трение по обработанной торцо­вой поверхности. Прорезные и от­резные резцы используются в заготовке кольцевых канавок (рис. 8, а) или разрезки заго­товки на части (рис. 8, б). Го­ловка таких резцов делается оттянутой, режущая кромка обычно имеет ширину от 2 до 8 мм с закругленными или заточен­ными на фаску вершинами для повышения прочности кромки.

https://pandia.ru/text/79/072/images/image008_21.jpg" align="left" width="172" height="180">Резьбовые резцы служат для нарезания наружной или внутренней резьбы (рис. 9). Форма линии их режущих кромок соответствует профилю нарезаемой резьбы, причем при нарезании треугольных резьб угол между кромками при вершине резца делается на https://pandia.ru/text/79/072/images/image010_36.gif" width="44" height="21 src="> меньше угла профиля резьбы, т. к. в процессе резания происходит некоторой "разбивание" профиля.

Рис. 9. Резьбовой резец

Расточные резцы применяются для обработки по­верхности сквозных (рис. 10, а) или глухих (рис. 10, б) отверс­тий. Они делаются отогнутыми, причем у резцов для расточки глухих отверстий имеется угол расположения главной режущей кромки, позволяющий подвести ее наиболее близко к дну от­верстия и произвести его под­резку. Передняя часть державки расточных резцов, входящая в отверстие, имеет круглое сечение, остальная часть державки - квадратное.

https://pandia.ru/text/79/072/images/image012_10.jpg" width="481" height="473 src=">

Рис. 11. Фасонные резцы.

Геометрия резцов.

Геометрические параметры резца включают его габаритные размеры, а также углы, под которыми расположены поверхности и ре­жущие кромки головки относительно друг друга или относительно координатных плоскостей.

Координатные плоскости введены как поверхности начала отсчета для измерения геометрических параметров резца. К ним относятся основная плоскость 7 и плоскость резания 5 (рис. 1.).

Основная плоскость принята расположенной параллельно направлениям продольной и поперечной подачи, и для резца с прямоугольным сечением державки основной плоскостью считается его нижняя опорная поверхность. Плоскость резания является касательной к поверхности резания 3 и проходит через главную режущую кромку резца.

Габаритные размеры представляют общую длину L, резца, длину l и высоту h его головки, а также ширину и высоту Н его державки (рис. 2).

Угли резца измеряются в глазной NN и вспомогательной N1N1 секущих плоскостях (рис. 12). Главная секущая плоскость проводится перпендикулярно проекции главной режущей кромки на основную плоскость через заданную точку этой проекции. Вспомогательная секущая секущая плоскость располагается перпендикулярно проек­ции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость, проходя через определенную точку этой проекции.

https://pandia.ru/text/79/072/images/image014_7.jpg" width="572" height="148 src=">

Рис. 13. Угол наклона главной режущей кромки.

Прочность вершины и стойкость резца повышаются, хотя силы реза­ния и вибрация возрастают. Поэтому положительные углы λ применя­ется для черновой обработки заготовок, обладающих высокой жестко­стью. Отрицательные значения угла λ до 15º обусловливают направление стружки к обрабатываемой поверхности, а такие снижают вибрацию, вследствие чего такие углы рекомендуются для чистовой обработки либо при недостаточной жесткости заготовки.

ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

Определение конструктивных элементов резцов.

В качестве изучаемых образцов используются проходной, подрезной и прорезной резцы (по указанию преподавателя).

Визуальным осмотром головки и державки определяются способ изготовления резце, расположения главной режущей кромки и направ­ление подачи, форма и расположение головки, а также класс резца по его технологическому назначению.

Общая длина резца L, длина l и высота h его головки, а также ширина В и высота Н державки измеряются штангенциркулем с погрешностью 0,1 мм либо металлической линейкой с погрешностью 0,5 мм (рис.2).

Измерение геометрических параметров резцов. Главные и вспомогательные углы в секущих плоскостях, а также угол наклона главной режущей кромки измеряются при помощи настольного угломера МИЗ с погрешностью 0,5° (рис. 14).

https://pandia.ru/text/79/072/images/image016_3.jpg" width="529" height="345 src=">

Рис. 15. Схема измерений с помощью универсального угломера.

Универсальный угломер состоит из полукруглого диска 4 с дуговой шкалой и неподвижной измерительной линейкой 3. В центре диска на оси закреплена поворотная измерительная линейка 1, имеющая указатель в виде конуса 6 и стопорный винт 5. При измере­нии названных углов невозможно использовать для отсчета направ­ление подачи, вместо которого используется боковая поверхность резца 2, расположенная под углом 90° к направлению продольной подачи. Поэтому нулевое положение нониуса на шкале угломера соответствует углу 90° между его измерительными линейками.

Для измерения главного угла в плане φ необходимо ослабить стопорный винт и приложить неподвижную линейку угломера к боко­вой поверхности резца со стороны главной режущей кромки. Затем надо повернуть подвижную линейку до ее полного прилегания к главной режущей кромке, закрепить в таком положении стопорным винтом и с помощью нониуса по шкале определить величину угла φ.

Чтобы измерить вспомогательный угол в плане φ1 , следует приложить неподвижную линейку угломера к боковой поверхности резца со стороны вспомогательной режущей кромки и затем, как было указано выше, определить величину угла φ1.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Инструмент и принадлежности

1. Резцы проходной, подрезной, прорезной.

2. Штангенциркуль с погрешностью измерения 0,1 мм.

3. Металлическая линейка с погрешностью измерения 0,5 мм

4. Угломер МИЗ с погрешностью измерения 0,5°.

5. Угломер универсальный с погрешностью измерения 5.

Задание 1. Определение конструктивных параметров резцов.

1. Подготовить к изучению проходной, подрезной, прорезной резцы (по указанию преподавателя).

2. Изучить и определить типовые признаки и конструктивные параметры резцов: способ изготовления и материал режущей части
головки, направления подачи, форму и расположение головки, вид
обрабатываемой поверхности, технологический класс резца.

3. Записать в протокол полученные характеристики конструктивных параметров резцов.

Задание 2. Измерение геометрических параметров резца.

1. Измерить габаритные размеры L, В,H резцов, а также размеры
t и h головки.

2. Измерить главные углы γ и α , вычислить значение углов β и δ по формуле (1).

3. Измерить вспомогательные углы γ1 и α1, вычислить значение
вспомогательного угла β1 .

4. Измерить угол наклона главной режущей кромки λ .

5. Измерить углы в плане φ и φ1, вычислить значение угла
при вершине ε по формуле (2).

6. Измерение каждого геометрического параметра произвести
отдельно на трех различных участках резца, обработать результаты измерений и записать в карту измерений их окончательные значения.

Таблица 1.

Протокол определения конструктивных параметров резцов.

Определяемый параметр
Наименование	Характеристика
Проходной резец	Подрезной резец	Прорезной резец
Способ изготовления
Материал режущей части
Направление подачи
Форма головки
Вид обрабатываемой поверхности
Технологический класс резца

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.

Результаты измерений отличаются от истинных значений из-за погрешностей, связанных с ограниченной точностью средств измерений. Наиболее близким к истинному значению является среднее арифметическое значение X совокупности результатов отдельных измерений:

0 " style="border-collapse:collapse;border:none">

Контролируемый параметр

Обозначение

Предельные значения

Измеренные значения

Проходной резец

Подрезной резец

прорезной резец

Письменный отчёт о работе должен содержать следующие пункты:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Основные понятия о конструкции, классификации и геомет-
рии реэцов.

4. Схема углов резца.

5. Протокол определения конструктивных параметров резцов.

6. Карта измерений геометрических параметров резцов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие параметры характеризуют конструкцию резца?

2. На какие классы разделяют резцы по их технологическому
назначению?

3. Что откосится к геометрическим параметрам резца?

4. Какие параметры резца оказывают наибольшее влияние на
качество обработки изделий, а также на его стойкость?

ЛИТЕРАТУРА

1. Дальский A. M. Технология конструкцион­ных материалов. / , и др. − М.: Машиностроение, 2008 − 560 с.

2. Фетисов и технология металлов / , и др. − М.: Высшая школа, 2008. – 876 с.

КОНСТРУКЦИЯ И ГЕОМЕТРИЯ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

Методические указания

к выполнению лабораторной работы

Составили: АРТЕМЕНКО Александр Александрович

БАСКОВ Лев Васильевич

КОНОПЛЯНКИН Сергей Владимирович

Рецензент

Редактор

Подписано в печать Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл.-печ. л. 1,16 (1,25) Уч.-изд. л. 1,1

Тираж 100 экз. Заказ Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

Копипринтер СГТУ, 410054 7

Практическое изучение конструкции и геометрических параметров токарных резцов, освоение методов контроля геометрических параметров токарных резцов.

2. Теоретическая часть

При обработке металлов резанием изделие получается в результате срезания с заготовки слоя припуска, который удаляется в виде стружки. Готовая деталь ограничивается вновь образованными обработанными поверхностями. На обрабатываемой заготовке в процессе резания различают обрабатываемую и обработанную поверхности. Кроме того, непосредственно в процессе резания режущей кромкой инструмента образуется и временно существует поверхность резания.

Для осуществления процесса резания необходимо и достаточно иметь одно взаимное перемещение детали и инструмента. Однако для обработки поверхности одного взаимного перемещения, как правило, недостаточно. В этом случае бывает необходимо иметь два или более, взаимосвязанных движений обрабатываемой детали и инструмента. Интенсивность процесса резания определяется режимами резания, свойствами режущего инструмента.

К конструкции резцов предъявляются следующие требования:

1. Инструмент должен соответствовать своему технологическому

назначению (черновая, чистовая обработка, растачивание резьбы

2. Конструкция резца должна обеспечить наибольшую

производительность, для чего:

а) резцы должны обладать высокой износостойкостью, что определяется

правильным выбором марки режущей части инструмента;

б) резцы должны иметь достаточную прочность и жесткость для

предотвращения вибраций и обеспечения точности обработки;

в) резцы должны иметь оптимальную геометрию, обеспечивающую

наименьшие силы резания, и допускать наибольшие скорости резания

при заданном периоде стойкости.

3. Резец должен допускать возможно большее количество переточек.

4. В серийном производстве желательно, чтобы резец был пригоден для

возможно более разнообразных работ (универсальность резца).

Резцы классифицируют по виду выполняемой операции, по направлению подачи, по форме и расположению головки.

В зависимости от выполняемой операции на токарных станках резцы разделяются на проходные, проходные упорные, подрезные, отрезные, расточные проходные, расточные упорные, резьбонарезные.

По направлению подачи резцы разделяются на правые и левые. Метод определения резцов по подаче представлен на рис. 1.

Рис. 1 Метод определения резцов по подаче

Если при наложении правой руки на резец большой палец направлен к главной режущей кромке, то такой резец называется правым, если палец левой руки, то это будет левый резец. На токарных станках правыми резцами работают справа налево (по направлению к передней бабке станка), а левыми - слева направо (по направлению к задней бабке станка).

По форме головки и её расположению резцы разделяются на:

Прямые (рис. 2а);

Отогнутые (рис. 2б);

Изогнутые (рис. 2в).

Кроме того, резцы подразделяются на резцы с оттянутыми (рис.2г) и с обычными головками (рис. 2а).

Рис. 2 Классификация резцов по форме головки и ее расположению

По характеру установки резца относительно обрабатываемой детали резцы разделяют на радиальные (рис.3а), и тангенциальные (рис.3б).

По применяемости на станках:

Токарные (рис.3а, рис.3б);

Резцы для автоматов и полуавтоматов (рис.3а, рис.3б);

Специальные для специальных станков;

Фасонные (рис. 3в).

Рис. 3 Типы резцов

По виду обработки:

Проходные (рис.3а);

Подрезные (рис.3г);

Отрезные (рис. 3д);

Расточные (рис.3е);

Резьбонарезные (рис. 3и).

По характеру обработки:

Черновые;

Чистовые;

Для тонкого точения.

Эти резцы могут входить в любой из трех названных выше типов резцов и отличаются между собой либо геометрическими параметрами, либо точностью и классом шероховатости рабочей поверхности, либо инструментальным материалом режущей части.

По конструкции головки:

Прямые (рис. 3а);

Отогнутые (з);

Изогнутые (в);

Оттянутые (и).

По направлению подачи:

Правые (а);

Левые (м).

По способу изготовления:

C головкой сделанной за одно целое со стержнем (а…д, з..м, о);

С головкой в виде сменной вставки, снабженной пластинкой режущего

материала (н, р);

С приваренной встык головкой и т.д.

По роду инструментального материала:

Из быстрорежущей стали (а…в);

С пластинками твердого сплава (з);

С пластинками из минералокерамики (н);

С алмазными вставками (и).

Главные элементы резцов.

Резец состоит из двух основных частей:

Головки 1;

Тела 5 или стержня (рис.4).

Головка является рабочей частью резца. Стержень служит для закрепления резца в резцедержателе.

Рабочую часть резца выполняют из инструментальных сталей, металлокерамических твердых сплавов, минералокерамики, кермета или алмаза. Рабочая часть резца (головка) ограничена тремя поверхностями: передней 4, задней главной 6 и задней вспомогательной 8.

Передней поверхностью называется поверхность, по которой сходит стружка. На передней поверхности срезаемый слой деформируется и формируется в стружку: удельная сила деформации в среднем составляет около 150 кг/
.

Режущие кромки получаются в результате пересечения трех указанных выше поверхностей.

Рис. 4 Элементы резца

Главная режущая кромка 3, выполняющая основную работу резания, образуется от пересечения передней и главной задней поверхностей, а вспомогательная режущая кромка-от пересечения передней и вспомогательной задней поверхности.

Следует учесть, что некоторые резцы могут иметь по несколько вспомогательных режущих кромок или дополнительные и переходные режущие кромки.

Вершина резца представляет собой место сопряжения главной режущей кромки с вспомогательной. Вершина резца в плане может быть острой, закругленной или в виде фаски.

На обрабатываемой заготовке, при снятии стружки резцом, различают следующие поверхности (рис. 5):

1 - обрабатываемую, с которой снимают стружку;

Обработанную, полученную после снятия стружки;

Поверхность резания, образуемую на обрабатываемой заготовке

непосредственно режущей кромкой резца.

Рис. 5 Поверхности и координатные плоскости для

определения углов резца

Исходной базой для измерения (отсчета) углов являются следующие плоскости:

1. плоскость резания-плоскость, касательная к поверхности резания и

проходящая через главную режущую кромку 4 (рис. 5);

2. основная плоскость-плоскость, параллельная направления продольной

и поперечной подач резца;

3. главная секущая плоскость-плоскость, перпендикулярная проекции

главной режущей кромки на основную плоскость (рис. 5);

4. вспомогательная секущая плоскость - плоскость, перпендикулярная

проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость

Форма режущей части резца (головки) определяется конфигурацией и расположением его передней и главной задней и вспомогательной поверхностей и режущих кромок. Взаимное расположение указанных поверхностей и кромок в пространстве определяется с помощью углов, названных углами резца.

Различают углы резца, рассматриваемого как геометрическое тело, и углы, получаемые в процессе резания.

В стандарте углы даются для прямого резца, ось которого установлена перпендикулярно направлению подачи, а вершина расположена на линии центров обрабатываемого изделия. Углы, определяемые в стандарте, соответствуют углам резца, рассматриваемого как геометрическое тело (рис. 6).

Углы резца в плане измеряются в проекции резца на основную плоскость:

- главный угол в плане - угол между проекцией главной

режущей кромки на основную плоскость и направлением

- вспомогательный угол в плане-угол между проекцией

вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и

направлением подачи;

- угол при вершине резца - угол между проекциями режущих

кромок на основную плоскость.

В сечении главной секущей плоскости измеряются все главные углы:

- главный угол (задний)-угол между главной задней

поверхностью резца и плоскостью резания;

- передний угол-угол между передней поверхностью резца и

плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проведенной

через главную режущую кромку;

Токарные резцы

Конструктивные элементы резца

Резец состоит из головки А, то есть рабочей части и тела, или стержня Т (рисунок 1.1), служащего для закрепления резца в резцедержателе.

Рисунок 1.1. Конструктивные элементы резца

Рабочая часть (головка) А принимает непосредственное участие в процессе резания. Она образуется специальной заточкой и состоит из следующих элемен­тов (см. рисунок 1.1): передней поверхности 1, по которой в процессе резания сходит стружка; главной задней поверхности 2, обращенной к поверхности резания; вспомогательной задней поверхности 3, обращенной к обработанной поверхно­сти; главной режущей кромки 4. образованной пересечением передней и главной задней поверхностей; вспомогательной режущей кромки 5, образованной пере­сечением передней и вспомогательной задней поверхностей; вершины резца 6, являющейся местом сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок.

При криволинейном сопряжении режущих кромок вершина имеет скруглен­ную форму радиуса r . Радиус r называется радиусом при вершине.

Геометрические параметры резца.

Для облегчения процесса резания режущая часть резца имеет форму клина, заточенного с определенными углами. На рисунке 1.2 представлены поверхности на заготовке и координатные плоскости при точении, необходимые для определе­ния геометрических параметров резца.

Рисунок 1.2. Схема расположения поверхностей заготовки и резца.

На обрабатываемой заготовке (см. рисунок 1.2) различают следующие поверхности: обрабатываемую, обработанную и поверхность резания.

Обрабатываемой называется поверхность заготовки, которая будет удалена в результате обработки.

Обработанной называется поверхность, полученная после снятия стружки.

Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой заготовке непосредственно главной режущей кромкой.

Поверхность резания является переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями.

По форме обрабатываемой поверхности и виду обработки различают: (рисунок 1.3): проходные резцы - для обработки цилиндрической поверхности на проход, упорные проходные - для обработки одновременно цилиндрической поверхности и торцовой плоскости,подрезные резцы - для обработки торцевых поверхностей с поперечной подачей, отрезные резцы - для отрезки готовой детали от заготовки, канавочные (прорезные) резцы - для образования канавок, резьбовые резцы - для нарезания резьбы, фасонные резцы - для обработки фасонных поверхностей (поверхностей вращения сложной формы), расточные резцы - для обработки отверстий.

По направлению подачи различают: левые (подача слева направо); правые (подача справа налево).

По расположению головки резца относительно стержня различают: прямые, отогнутые, оттянутые.

По конструкции рабочей части различают: цельные (головка и стержень резца из одного и того же материала), составные (сменными, например, механически закрепленными пластинками), сборные.

Рисунок 1.3. Обрабатываемые поверхности соответствующими типами резцов

По характеру обработки: черновые, чистовые и для тонкого точения. По сечению стержня: прямоугольные, квадратные и круглые. По материалу рабочей части: из инструментальных сталей, из твёрдого сплава, из керамических материалов, из алмазов, из сверхтвёрдых синтетических материалов.

Чтобы резец мог выполнять работу резания, его режущей части необходимо придать форму клина, затачивая её по передней и задней поверхностям. Форма клина определяется конфигурацией и расположением поверхностей и режущих кромок, т. е. с помощью углов (рисунок 1.4, 1.5).

Рисунок 1.4. Схемы обработки точением:

а- проходным прямым резцом; б - отрезным резцом; в - расточным резцом для сквозных отверстий. D – обрабатываемая поверхность; d – обработанная поверхность; φ 1 – вспомогательный угол в плане; φ – главный угол в плане; Dr – скорости главного движения; Ds – движения подачи; b 1 – ширина резания.

Для определения углов резца применяются следующие координатные плоскости: основная, плоскость резания, рабочая плоскость.

Основная плоскость – плоскость, проведённая, через рассматриваемую точку режущей кромки, перпендикулярную направлению скорости главного движения (на рисунке 1.5 показан след этой плоскости). У токарных резцов с призматической державкой за основную плоскость может быть принята нижняя (опорная) поверхность державки резца 3 (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5. Поверхности заготовки и углы токарного проходного резца:

1 – след главной секущей плоскости; 2 – след вспомогательной секущей плоскости; 3 – основная плоскость; 4 – обрабатываемая поверхность; 5 – поверхность резания; 6 – обработанная поверхность; 7 – плоскость резания.

Плоскость резания – плоскость касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости. При установке токарного резца по линии центров станка и отсутствии подачи плоскость резания расположена вертикально. На рисунке 1.5 показан след этой плоскости 7.

Рабочая плоскость

Главная секущая плоскость

α + β + γ = 90˚ ; (1.1)

δ = α + β ; (1.2)

δ = 90˚ - γ . (1.3)

При отрицательном значении переднего угла (-γ) угол резания (δ) определяется из зависимости:

δ = 90˚ + γ. (1.4)

Рабочая плоскость – плоскость, в которой расположены векторы скоростей главного движения (V) и движение подачи (Vs).

Главная секущая плоскость 1 (сечение Б-Б, рисунок 1.5) – плоскость перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания и делящая главную режущую кромку на две части, перпендикулярную проекции главной режущей кромке на основную плоскость основания резца.

В главной секущей плоскости располагаются следующие углы: главный задний угол α; угол заострения между передней и главной задней поверхностями резца β; угол резания δ образуется передней поверхностью и плоскостью резания; главный передний угол γ – угол между передней поверхностью резца и основной плоскостью, имеет положительное значение (+ γ), если передняя поверхность направлена вниз от режущей кромки; имеет отрицательное значение (- γ), если передняя поверхность направлена вверх от неё; угол равен нулю (γ=0), если передняя поверхность параллельна основной плоскости. Как видно из рисунка 1.5, между углами резца существуют следующие зависимости:

Вспомогательная секущая плоскость 2 (сечение А-А, рисунок 1.5)- проводится перпендикулярно проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и перпендикулярно основной плоскости.

Обычно измеряется только один вспомогательный задний угол (α 1). Иногда измеряют вспомогательный передний угол (γ 1).

Углы в плане резца измеряют в основной плоскости (рисунок 1.5).

Главный угол в плане (φ) – угол в основной плоскости между плоскостью резания и рабочей плоскостью (угол между проекцией главной режущей кромки лезвия резца на основную плоскость и направлением движения - продольной подачи).

Вспомогательный угол в плане φ 1 – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением,(обратным) движению подачи.

Угол при вершине резца в плане ε – угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Угол наклона главной режущей кромки λ относительно основной плоскости считается положительным (+λ) рисунок 6, b, когда вершина резца является низшей точкой главной режущей кромки; равной нулю (λ = 0) рисунок 1.6, a когда главная режущая кромка параллельна основной плоскости; отрицательным (-λ) рисунок 1.6, c, когда вершина резца является высшей точкой главной режущей кромки.

Рисунок 1.6. Влияние угла наклона главной режущей кромки на направление схода стружки

Пример характеристики резцов : резец токарный проходной отогнутый с углом φ = 45˚, правый, оснащенный пластикой твердого сплава Т15К6, с заточкой передней поверхности по форме 1 (плоская), с положительным передним углом (γ), толщина пластинки 5 мм, угол врезки пластинки в державку 0˚, материал державки cталь 45 ГОСТ 1050-84, размеры поперечного сечения державки В x Н =16 x 25 мм, длина резца – L. Условное обозначение резца: 2102-0055, Т15К6-1 ГОСТ 18868-83.

Измерение и контроль величин углов производят угломерами различных конструкций, шаблонами и угловыми призмами. Угломер конструкции МИЗ (рисунок 1.7) позволяет измерять углы γ, α, α1 , γ1 и λ, который состоит из основания 1 и стойки 2. По стойке вверх и вниз может передвигаться сектор 4 с градусной шкалой. На секторе укреплена поворотная пластина 5 с указателем и измерительными поверхностями Б и В. Положение ее фиксируется винтом 6.

Рисунок 1.7. Настольный угломер МИЗ

При измерении переднего угла γ и главного заднего угла α шкальное устройство (рисунок 1.8, а) прибора устанавливается перпендикулярно главной режущей кромке, при измерении угла α 1 – перпендикулярно вспомогательной режущей кромке.

При контроле переднего угла γ поверхность А измерительной линейки угломера (см. рисунок 1.8, а) должна плотно прилегать к передней поверхности резца. При этом указатель измерительной линейки, отклоняясь плавно от нуля шкального устройства, будет показывать положительное значение угла γ.

В случае измерения углов α и α 1 поверхность Б измерительной линейки доводится до полного контакта соответственно с главной или вспомогательной задними поверхностями резца (рисунок 1.8, б). Отсчет значений углов α и α 1 производится влево от нуля.

Рисунок 1.8. Настольный угломер конструкции МИЗ для измерения углов γ, γ 1, α, α 1 и λ

При измерении угла λ шкальное устройство угломера устанавливается вдоль главной режущей кромки, при этом поверхность А измерительной линейки должна плотно прилегать к главной режущей кромке.

Универсальный угломер конструкции Семенова (рисунок 1.9) состоит из сектора 1, на котором нанесена основная градусная шкала. По сектору перемещается пластина 2 с нониусом, на которой с помощью державки 3 закрепляется угольник 4 либо лекальная линейка. Последняя в случае необходимости может быть закреплена на угольнике с помощью дополнительной державки 3. Путем различных перестановок угольника и лекальной линейки достигается измерение углов γ, α, β, α 1 , φ, φ 1 , ε и λ. На рисунке 9 представлены схемы измерения углов γ, φ и φ 1 . При измерении углов γ, α, β и α 1 сектор 1 должен быть расположен перпендикулярно соответствующим режущим кромкам

Рисунок 1.9. Универсальный угломер конструкции Семенова

Необходимо вычертить схемы обработки заготовки каждым изученным резцом. На схеме указать обработанную и обрабатываемую поверхности резания, главную режущую кромку, главную переднюю и главную заднюю поверхности. Под вспомогательной режущей кромкой понимается линия пересечения вспомогательной плоскости с передней поверхности резца, указать cтрелкой направление главного движения (заготовки) и направление движения подачи (резца). Примером такой обработки могут служить схемы, приведенные на рисунке 1.4.

Измерить основные габаритные размеры резцов (длину резца L, длину его головки l, длину державки l 2 , сечение державки B x H, высоту головки h 1.

Габаритные размеры резцов измеряют штангенциркулем или металлической линейкой. В данной работе допустимая точность измерений линейных размеров резца + -1 мм.

Измерить углы лезвия резцов, используя угломеры универсальный МИЗ, настольный ЛИТ, конусный УН, УМ и др., а также выполнить контуры углов с помощью шаблонов (по указанию преподавателя). Углы лезвий резцов α, γ, β, δ измерить с точностью + - 1˚; φ, ε, φ1 - с точностью +-2˚, α1 и φ1 у отрезных резцов с точностью + - 10.

Обработать экспериментальные данные и результаты вписать в таблицу 1.1 результатов измерений (см. приложение 1-3).

Составить отчет о выполненной работе.

В отчет необходимо включить: следующие элементы цель работы; теоретическую часть; практическую или экспериментальную часть; обработку результатов и выводы.

К отчету прикладываются (в качестве приложения) эскизы (чертежи) резцов с пластинками твердого сплава:(проходного, расточного и отрезного) со спецификациями.

В тексте теоретической части должны быть изображены схемы обработки изучаемыми резцами, а также ссылки на эти рисунки, а сами рисунки снабдить подрисуночными надписями и расшифровкой всех обозначений, приведенных на рисунке. Инструмент на схеме показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности заготовки. Обработанную поверхность выделяют другим цветом или утолщенными линиями. На схеме обработки необходимо указывать характер движений резания: вращательные, возвратно-поступательные. Закрепление заготовки показывают условным знаком в соответствии с ГОСТ 3.107 – 83.

Необходимо представить эскизы трех изученных резцов в двух проекциях с необходимыми сечениями и габаритными размерами с цифровым обозначением всех углов лезвия в соответствии с таблицей замеров,(пример см. в приложении 4).

В выводах отметить, соответствуют (или не соответствуют) измеренные параметры резцов стандартным или рекомендуемым нормам машиностроения, влияние углов резца на процесс резания. Рекомендованные значения углов лезвия приводятся согласно приложениям 1 – 3.

Таблица 1.1 - Таблица результатов измерений

Влияние режимов резания и геометрических параметров токарных резцов на шероховатость обработанной поверхности при точении.

Оборудование и инструмент для проведения эксперимента

1. Станок токарно-винторезный 16В20, 16В20Г, 1А62.

2 .Резец проходные с пластинкой твердого сплава Т15К6 с углами φ 1 =0°,15°,30°.

3 .Заготовка – сталь 45 ГОСТ 1050-84; диаметром 25÷50мм, l =120мм.

4 .Профилометр-профилограф SJ-201P «Mitutoyo» (допускается другая модель прибора), образцы шероховатости токарной обработки.

5 .Эталоны шероховатости поверхности.

6 .Штангенциркуль.

7 .Микрометр 25÷50.

При механической обработке режущий инструмент (резец, фреза, абразивный крут и т.д.) оставляют на обработанной поверхности детали микроскопические неров­ности - шероховатости, видимые или невидимые невооруженным глазом.

По существу шероховатость поверхности - это микроскопические неровности, обусловленные тем, что не существует идеаль­ной поверхности заготовки и инструмента, как это можно пред­ставить по чертежу. С другой стороны, физическая неоднородность материала заготовки и инструмента обуславливает неравномерность процесса резания (силы резаний пульсируют, что вызывает вибрации инструмента и заготовки), наличие трения при резания сопровождается микросхватыванием.

Отмеченные и другие факторы определяют формирование на обработанной поверхности микронеровностей - шероховатостей.

Шероховатость поверхности - сово­купность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины - как другие термины, регламентируется ГОСТ 2789-73.

На рисунке 1.10 представлено нормальное сечение (сечение, перпендикулярное базовой поверхности) профиля в ви­де схемы. На этом рисунке линия m называется средней линией профиля - это базовая линия, имеющая фор­му номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины l среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально.

Рисунок 1.10. Параметры, характеризующие шероховатость поверхности по

ГОСТ 2789-73

В свою очередь, базовая длина l есть длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Предпочтительным параметром, оценивающим, шероховатость поверхности является показатель - R a - среднее арифметическое отклонение профиля – среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

,

где: l – базовая длина; n – число точек профиля на базовой длине;

y i – отклонение профиля – расстояние между любой точкой профиля и средней линией (см. Рисунок 1)

Кроме того, шероховатость поверхности характеризуется наибольшей высотой профиля R max – расстоянием между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины; показателем R Z - высотой неровностей профиля по десяти точкам (сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины).

Измерение значений шероховатости поверхности R а производится высокочувствительным электронным прибором - профилометром SJ-201P «Mitutoyo». При этом базовая длина представляет собой прямую линию.

Действие прибора основано на ощупывании алмазной иглой датчика профилометра исследуемой поверхности и преобразовании колебаний иглы в изменения напряжения при помощи механотрона.

Полученные электрические сигналы усиливаются, детектируются, интегрируются электронным блоком прибора, и результаты измерений подаются на ЖКИ экране.

Для полуколичественной визуальной оценки шероховатости поверхности могут использоваться эталоны, то есть металлические поверхности - образцы с заранее определенной шерохова­тостью.

В зависимости от служебного назначения изделия его поверхность должна иметь определенную шероховатость.

Под термином режимы резания понимается совокупность числовых значе­ний глубины резания, подачи, скорости ре­зания, геометрических параметров и стой­кости режущей части инструментов, а также силы резания, мощности и других параметров рабочего процесса резания, от которых зависят его технико-экономи­ческие показатели.

Свойства металлов (твердость и др.), способы обработки, технологические режимы обработки (величина подачи S, скорость резания V и глубина резания t), геометрия режущего инструмента, использование смазки, наличие вибраций в системе СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь) определяют уровень шероховатости обработанной поверхности, значение показателя R а.

На рисунке 1.11 схематически даны примеры влияния величины вспо­могательного угла в плане φ I токарного проходного резца (а) и величины подачи S (б) на формирование микронеровностей обработанной поверхности.

.

Рисунок 1.11. Влияние величины вспомогательного угла в плане φ I токарного проходного резца (а) и величины подачи (б) на формирование шероховатости обработанной поверхности при точении

В лабораторной работе изучают влияние подачи S и вспомогательного угла в плане φ 1 на шероховатость обработанной поверхности R а, мкм.

Подача S – это величина перемещения инструмента (резца) относительно заготовки в направлении подачи. При точении подача S, мм/об определяется величиной перемещения резца за один оборот заготовки.

Скорость резания V, м/мин – это величина перемещения поверхности резания относительно режущей кромки в единицу времени.

На токарном станке меняется частота вращения заготовки n, об/мин а скорость резания определяется по формуле:

, (м/мин)

где D – диаметр заготовки, мм.

Глубина резания t определяет толщину срезаемого слоя за один проход резца. При точении цилиндрической поверхности глубину резания определяют полуразностью диаметров до и после обработки: t = (D – d)/2, мм.

Для оценки влияния режимов резания и геометрических параметров токарных резцов использовался станок мод.16В20 или 1А62 и проходные прямые резцы с углом φ 1 =0°, φ 1 =15° и φ =30°.Схема обработки приведена на схеме рисунке 1.12.

Рисунок 1.12. Схема эксперимента

Эксперимент проводится на следующих режимах обработки:V=60-90м/мин, S пр =0,08-0,14мм/об, t =0,5÷2мм.На постоянных режимах обработки используется резец с углом φ 1 = 0°, φ= 15 0 , φ 1 =30°.

Результаты заносятся в таблицу 1.2

Таблица 1.2- Влияние величины подачи и вспомогательного угла в плане, на шероховатость обработанной поверхности

По полученным значениям шероховатости поверхности после обработки построить график зависимости изменения шероховатости обработанной поверхности при изменении величины продольной подачи и вспомогательного угла в плане φ 1 .

Лабораторная работа принимается преподавателем после собеседования по отчету и выявления знаний студента. Без сдачи зачета по выполненной ранее работе студент не допускается выполнением к следующей лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Какие бывают резцы по направлению подачи и как их называют по этому признаку?

2. Из каких двух частей состоит резец и какие элементы имеет головка токарного резца?

3. Какую форму имеет режущая часть инструмента при отрезке?

4. Какие главные углы резания резца вы знаете?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

« Изучение токарных резцов »

1.1 Цель работы:

Целью работы является:

1.1.1.Изучение студентами дисциплины «Технология обработки металла», раздел «Обработка металлов резанием».

1.1.2. Получение знаний по основам технологии обработки заготовок резанием: ознакомление с основными видами токарных резцов

1.1.3.Формирование профессиональных компетенций, соответствующих виду профессиональной деятельности.

1.2 Задачи работы:

При выполнении лабораторной работы студенты должны решить следующие задачи:

1.2.1. Изучить основные виды токарных резцов, их классификацию по технологическому назначению, форме рабочей части, направлению подачи, конструкции.

1.2.2. Зарисовать токарные резцы – 5 видов,

1.2.3. Составить таблицу характеристик резцов

2 Содержание лабораторной работы

2.1 Теоретическая часть:

2.1. Ознакомиться с основными операциями обработки заготовок на токарных станках и типами резцов.

На токарных станках можно выполнить следующие виды работ: точение в центрах, в патроне и на планшайбе; растачивание; торцовое точение; отрезку и подрезку; нарезание резьбы; точение конусов, фасонных поверхностей и другие виды работ с применением соответствующих инструментов и приспособлений.

Растачивание предварительно просверленных или полученных при заготовительных операциях отверстий выполняют обдирочными и чистовыми (с закругленной режущей кромкой) резцами. Расточные резцы для сквозных отверстий имеют главный угол в плане меньше 90 о , у расточных резцов для глухих отверстий угол равен или несколько больше 90 о (рис.5б).

Обработку торцовых поверхностей выполняют подрезными резцами (рис.1в). При точении торцовых поверхностей заготовки закрепляют теми же способами, что и при обработке наружных цилиндрических поверхностей. При закреплении в патроне вылет заготовки должен быть минимальным. Для подрезки торца заготовки при закреплении ее с поджимом задним центром используют специальный срезанный опорный неподвижный центр.

Рис. 1. Резцы проходные (а), расточные (б), подрезные (в),

прорезные (г), отрезные (д)

Отрезание частей заготовок и протачивание кольцевых канавок производят отрезными и прорезными (канавочными) резцами (рис.1г, д).

Для обработки фасонных поверхностей применяют круглые и призматические фасонные резцы или копиры.

Основные типы токарных резцов

Токарные резцы классифицируют по ряду признаков.

1. По виду выполняемой работы или по технологическому назначению (рис.2): проходные (1), подрезные(2), расточные(3), отрезные(4), резьбовые(5) и др.

Рис.2. Виды токарных резцов по технологическому назначению

2. По форме головки резца (рис.3): прямые (а, б) ; отогнутые (влево (в), вправо (г)), оттянутые (влево (д), вправо (ж), посредине (е)), изогнутые (вверх (и), вниз (з)).

Рис.3. Различные формы головки резцов

3. По направлению подачи (рис.4): правые (а), левые (б).

Рис.4. Правый (а) и левый (б) токарный резец

Правым называется резец, у которого главная режущая кромка расположена со стороны большого пальца правой руки, наложенной ладонью на резец так, чтобы пальцы были направлены к вершине резца. При точении такими резцами стружка срезается с заготовки при перемещении суппорта справа налево.

Левым называется резец, у которого главная режущая кромка расположена со стороны большого пальца левой руки, наложенной ладонью на резец так, чтобы пальцы были направлены к вершине резца. При точении такими резцами стружка срезается с заготовки при перемещении суппорта слева направо.

4. По материалу режущей части: из быстрорежущей стали, твердого сплава.

5. По конструкции режущей части: цельные, составные и сборные. Цельные – головка и стержень резца сделаны из одного материала; составные – головка и стержень резца сделаны из разных материалов (например, головка из быстрорежущей стали, а стержень из конструкционной стали, обычно сталь Ст5, Ст6, 40, 45, 50, 40Х); сборные – резцы, режущая часть которых крепится механическим способом к стержню резца.

2. Изучить конструктивные элементы и геометрические параметры токарного проходного резца.

Резец состоит из головки I (рабочей части) и тела (или стержня) II , служащего для закрепления резца. Он имеет стандартные размеры: высоту (Н) и ширину (В) тела резца (рис.5).

На режущей части различают следующие элементы:

1 – переднюю поверхность , по которой сходит стружка;

2 – главное режущее лезвие – линия пересечения передней и главной задней поверхностей. Главное режущее лезвие снимает стружку в процессе резания;

3 – вспомогательное режущее лезвие - линия пересечения передней и вспомогательной задней поверхностей;

4 – главная задняя поверхность – поверхность, обращенная в процессе резания к обрабатываемой поверхности детали, примыкающая к главному лезвию;

5 – вспомогательная задняя поверхность – поверхность, обращенная в процессе резания к обработанной поверхности детали, примыкающая к вспомогательному лезвию;

6 – вершины резца – место сопряжения режущих кромок.

Рис.5. Конструкция токарного резца

Для осуществления процесса резания резец затачивают по передней и задней поверхностям. Для отсчета величины углов резца пользуются координатными плоскостями (рис.6, 7).

Основная плоскость (ОП) – плоскость, параллельная направлениям продольной (S пр ) и поперечной ( S п ) подач. У токарных резцов основная плоскость совпадает, как правило, с нижней опорной поверхностью стержня резца.

В процессе обработки на заготовке различают: обрабатываемую поверхность , с которой срезается слой металла; обработанную поверхность, с которой слой металла срезан и превращён в стружку; поверхность резания , образованную главной режущей кромкой инструмента и являющуюся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями (рис. 6).

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

Главная секущая плоскость ( NN ) проходит через произвольную точку главного режущего лезвия перпендикулярно к проекции главного режущего лезвия на основную плоскость.

Рис.6. Поверхности и координатные плоскости

Рис.7. Геометрические параметры режущей части прямого токарного проходного резца

Главные углы заточки резца измеряют в главной секущей плоскости.

Передним углом называют угол между передней поверхностью и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проведенной через главное режущее лезвие.

Задним углом называют угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания.

Угол между передней и главной задней поверхностями называют углом заострения резца.

Угол между передней поверхностью и плоскостью резания называют углом резания .

Между значениями главных углов существуют математические зависимости:

, (1)

, (2)

. (3)

Углы в плане определяются в основной плоскости.

Главный угол в плане – угол между проекцией главного режущего лезвия на основную плоскость и направлением подачи.

Вспомогательный угол в плане – угол между проекцией вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость и направлением, противоположным направлению подачи.

Угол при вершине резца – угол между проекциями главного и вспомогательного режущих лезвий на основную плоскость.

Для углов в плане всегда выполнятся равенство

. (4)

Угол наклона главного режущего лезвия измеряют в плоскости, проходящей через главное режущее лезвие перпендикулярно к основной плоскости, между главным режущим лезвием и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.

Угол может быть положительным (вершина резца является низшей точкой главного режущего лезвия), отрицательным (вершина резца является высшей точкой главного режущего лезвия) или равен нулю.

Углы резца имеют следующее основное назначение:

1. Главный передний угол оказывает большое влияние на процесс резания материала. С увеличением угла уменьшаются деформация срезаемого слоя, так как инструмент легче врезается в материал, сила резания и расход мощности при одновременном улучшении условий схода стружки и повышения качества обработанной поверхности заготовки. Однако чрезмерное увеличение угла ведёт к снижению прочности режущего инструмента. На практике величину угла берут в зависимости от твердости и прочности обрабатываемого и инструментального материалов. При обработке хрупких и твёрдых материалов для повышения прочности и увеличения стойкости (времени работы инструмента до переточки) следует назначать углы = – (5 – 10) о , при обработке мягких и вязких материалов передний угол = + (10 – 25) о .

2. Угол способствует уменьшению трения между обрабатываемой поверхностью заготовки и главной задней поверхностью резца. Величина его назначается в пределах от 6 до 12 о .

3. Угол влияет на шероховатость обработанной поверхности заготовки: с уменьшением угла шероховатость также уменьшается, однако при малых значениях угла возможно возникновение вибраций в процессе резания, что снижает качество обработки.

4. С уменьшением угла 1 шероховатость обработанной поверхности уменьшается, одновременно увеличивается прочность и снижается износ вершины резца.

5. Угол при вершине резца. Чем больше этот угол, тем прочнее резец и лучше условия теплоотвода.

6. Угол заострения. Определяет остроту и прочность инструмента.

7. Угол наклона главной режущей кромки. Значения угла λ находятся в пределах от – 5 до + 5°.Угол λ оказывает влияние на направление схода стружки. При отрицательном значении угла λ стружка сходит на обрабатываемую поверхность детали. При положительном значении угла λ , стружка сходит в сторону обработанной поверхности детали. При угле λ =0, стружка сходит против направления подачи или вдоль державки (стержня) резца (рис.8). Кроме того, угол λ влияет на прочность главной режущей кромки, на составляющие силы резания.

Рекомендуемые величины углов для токарных резцов приведены в табл.1 и 2.

Таблица 1

расточных резцов

Примечание: для отрезных резцов =1–2 о ; =0.

8 Вопросы для самоконтроля

Назвать и записать углы резца в плане

Какой резец называют правым,

Что значит «проходной» резец,

Дать определение всем геометрическим углам резца,

Перечислите параметры режущей части прямого токарного проходного резца,

Перечислите какие углы резца измеряются угломером на стойке, а какие - универсальным угломером.

К основным режущим инструментам, используемым при , относится резец, геометрические параметры которого определяют его технические возможности, точность и эффективность обработки. Разбираться в таких параметрах должен любой специалист, решивший посвятить себя токарному делу, поскольку правильный выбор углов резца увеличивает как продолжительность эксплуатации инструмента, так и производительность обработки.

Параметры токарных резцов

Любой токарный резец образуют державка, необходимая для фиксации инструмента в держателе , и рабочая головка, обеспечивающая резание металла. Для рассмотрения геометрических параметров токарного резца за образец лучше взять проходной инструмент.

На режущей части токарного резца данного типа выделяют три поверхности:

• переднюю (по ней в ходе обработки заготовки осуществляется сход металлической стружки);
• задние – главную и вспомогательную (обе повернуты своей лицевой частью к обрабатываемой детали).

Кромка инструмента, называемая режущей (и непосредственно участвующая в обработке), образована пересечением его передней и главной задней поверхностей. В геометрии токарного резца выделяют и вспомогательную режущую кромку. Она, соответственно, образована пересечением передней поверхности со вспомогательной задней.

Точку, в которой пересекаются главная и вспомогательная режущие кромки, принято называть вершиной резца. Последняя при резании металла испытывает колоссальные нагрузки, приводящие к ее поломке. Чтобы повысить стойкость вершины резца, ее в процессе заточки не заостряют, а немного скругляют. Это требует введения такого параметра, как радиус при вершине. Есть и еще один способ увеличения стойкости вершины токарного резца – формирование переходной режущей кромки, имеющей прямолинейную форму.

Важнейшими геометрическими параметрами резцов для токарной обработки являются их углы, которые определяют взаимное расположение поверхностей инструмента. Параметры углов варьируются в зависимости от разновидности токарного резца и от ряда других факторов:

• материала изготовления инструмента;
• условий его работы;
• характеристик материала, который предстоит обрабатывать.

Углы резцов для токарной обработки

Чтобы правильно определять углы токарного инструмента, их точные величины, их рассматривают в так называемых исходных плоскостях.

• Основная плоскость параллельна направлениям подач токарного резца (продольной и поперечной) и совпадает с его опорной поверхностью.
• Плоскость резания включает главную режущую кромку и проходит по касательной по отношению к поверхности обработки. Эта плоскость перпендикулярна к основной.
• Главная секущая плоскость пересекает главную режущую кромку и располагается перпендикулярно по отношению к проекции, которую данная кромка откладывает на основную плоскость. Есть еще и вспомогательная плоскость секущего типа, которая, соответственно, перпендикулярна проекции, откладываемой на основную плоскость вспомогательной режущей кромкой.

Как уже говорилось выше, измеряются именно в данных плоскостях и те из них, которые измеряют в плоскости, называемой главной секущей, обозначают как главные. Это, в частности, главный передний, главный задний углы, а также углы заострения и резания.

Одним из важнейших считается главный задний угол токарного резца, который минимизирует трение, возникающее при взаимодействии задней поверхности инструмента с деталью, которую в данный момент обрабатывают (а значит, уменьшает нагрев резца и продлевает срок его службы). Образуется этот угол поверхностью резца (главной задней) и плоскостью резания. Выбирая данный угол при заточке инструмента, учитывают тип обработки и материал заготовки. При этом следует знать, что сильное увеличение размера заднего угла приводит к быстрому выходу токарного резца из строя.

Прочность и стойкость режущего инструмента, усилия, возникающие в ходе обработки, определяются параметрами переднего угла. Он находится между передней поверхностью токарного резца и плоскостью, в которой расположена главная режущая кромка (эта плоскость перпендикулярна плоскости резания). При заточке токарного резца, учитывают ряд факторов, влияющих на величину данного угла:

• материал заготовки и самого инструмента;
• форму передней поверхности;
• условия, в которых резец будет использоваться.

Увеличение значения переднего угла, с одной стороны, позволяет улучшить чистоту обработки, а с другой – провоцирует снижение прочности и стойкости токарного резца. Такой угол, получаемый в результате заточки, может иметь положительное и отрицательное значение.

Токарные резцы с передними углами, которые имеют отрицательные значения, отличаются высокой прочностью, но выполнять обработку такими инструментами затруднительно. Обычно заточку с передним углом, который имеет положительное значение, используют, когда предстоит обработка заготовки из вязкого материала, а также когда материал изготовления инструмента отличается высокой прочностью.

Резцы с передними углами, имеющими отрицательное значение, применяют при обработке материалов с высокой твердостью и прочностью, при выполнении прерывистого резания, когда материал изготовления инструмента не обладает достаточной прочностью на изгиб и плохо воспринимает ударные нагрузки.

Параметрами, характеризующими геометрию резца для токарной обработки, также являются углы резания и заострения. Угол резания, величина которого может варьироваться в пределах 60–100 0 , находится между поверхностью инструмента, называемой передней, и плоскостью резания.

Величина данного угла напрямую зависит от твердости, которой обладает обрабатываемый металл: чем она выше, тем больше его значение. Угол заострения полностью соответствует своему названию, он измеряется между главной передней и главной задней поверхностями инструмента и характеризует степень заострения его вершины.

Характеризуют токарный резец и углы в плане. Это главный, измеряемый между направлением продольной подачи и проекцией, которую откладывает главная режущая кромка на основную плоскость, и вспомогательный, образуемый проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением продольной подачи.

При заточке указанные углы выбираются не произвольно, а в зависимости от типа токарной обработки и жесткости, которой обладает система «станок – инструмент – заготовка». Так, обработку большей части металлов можно проводить инструментами с главным углом в плане, равным 45 0 , но тонкие и длинные заготовки следует обрабатывать резцами, у которых величина этого угла находится в промежутке 60–90 0 . Это необходимо для того, чтобы исключить прогиб и дрожание детали.

Вспомогательный угол в плане одновременно коррелирует с чистотой обработки и со стойкостью резца. С его уменьшением возрастает чистота обработки и увеличивается стойкость инструмента.

Помимо рассмотренных выше в геометрии токарных резцов различают углы.