Элементы резца. Основные поверхности токарного резца и его геометрические параметры Главные углы резца характеристики

Основные части и элементы резца.

Геометрия срезаемого слоя.

Элементы резания.

Основные особенности резания при обтачивании.

Тема 26. Резание металлов, элементы и геометрия резца

Вопросы:

1. Рассмотрим основные особенности резания при обтачивании. На рис. 37 приведена схема обтачивания вала резцом. Заготовке от шпинделя станка передается главное вра­щательное движение, резцу суппортом станка сообщается дви­жение подачи; оба движения осуществляются непрерывно. По­верхность заготовки, с которой снимается стружка, называется обрабатываемой ; поверхность, образующаяся после снятия стружки, – обработанной ; поверхность, образу­емая режущей кромкой инструмента в процессе резания – по­верхностью резания .

Рис.37

2. К элементам резания при точении относят скорость резания, подачу и глубину резания (рис. 37). Совокупность этих величин называют режимом резания.

Скоростью резания υ (м/мин) называется путь пере­мещения режущего лезвия инструмента относительно заготовки в на­правлении главного дви­жения в единицу време­ни. Если главное движе­ние вращательное (точе­ние), то скорость резания определяют по формуле:

где D заг – наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм;

п – частота вращения заготовки, об/мин.

Подачей S (мм/об) называется путь точки режущего лезвия инструмента относительно заготовки в направле­нии движения подачи за один оборот.

Глубиной резания t (мм) называется расстояние ме­жду обрабатываемой и обработанной поверхностями за­готовки, измеренное перпендикулярно к последней, за один проход инструмента относительно обрабатываемой поверхности. При наружном точении глубина резания определяется как полуразность диаметров до и после обработки:

Объем металла, срезаемого за одну минуту, опреде­ляется по формуле:

G = υSt , см 3 /мин.

3. Геометрия срезаемого слоя характеризуется толщи­ной, шириной и площадью поперечного сечения.

Толщина срезаемого слоя а (мм) – длина нормали к поверхности резания, проведенной через рассматривае­мую точку режущей кромки, ограниченная сечением срезаемого слоя.

Ширина срезаемого слоя (ширина среза , мм) – длина стороны сечения срезаемого слоя, образованного поверх­ностью резания.

Номинальная площадь срезаемого слоя f АВСД (мм 2) (см. рис.37) определяется по формуле: f АВС D =aв = tS.

Действительная площадь срезаемого слоя f БСДЕ вследствие того, что участвуют два движения (υ и S ), будет меньше номинальной f АВСД на значение площади осевого сечения гребешка f АВЕ, остающегося на обрабо­танной поверхности. Эти гребешки обусловливают шеро­ховатость поверхности, которая повышается с возраста­нием t , S и углов φ, φ 1 .

4. Резец – наиболее распространен­ный инструмент, применяемый при обработке материалов со сня­тием стружки на станках.

Токарный прямой проходной резец (рис. 38) состоит из двух частей – рабочей части , имеющей режущие кромки, срезающие слой металла с заготовки, и крепеж­ной части (стержня), предназначенной для установки и крепления его в резцедержателе станка.

Рабочая (режущая) часть образуется рядом поверх­ностей, которые, пересекаясь, образуют (режущие кромки и вершину резца. Передняя поверхность – это поверх­ность, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой. Задние поверхности резца контакти­руют в процессе резания с поверхностями заготовки. Главная задняя поверхность – поверхность, обращенная к поверхности резания заготовки. Вспомогательная зад­няя поверхность – поверхность, обращенная к обрабо­танной поверхности заготовки. Передняя и главная зад­няя поверхности в пересечении образуют главную режу­щую кромку , формирующую большую сторону сечения срезаемого слоя. Передняя и вспомогательная задняя поверхности, пересекаясь, образуют вспомогательную режущую кромку , формирующую меньшую сторону се­чения срезаемого слоя. Вершина резца – точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Рис. 38. Части и поверхности проходного токарного резца:

1 – крепежная часть (стержень) резца; 2 – рабочая часть; 3 – пе­редняя поверхность; 4 – вспомога­тельное режущее лезвие (кромка); 5 – вершина; 6 – вспомогательная задняя поверхность; 7 – главная задняя поверхность; 8 – главное режущее лезвие (кромка)

5. Углы резца рассматривают при неподвижном (ста­тическом) состоянии резца и заготовки – это необходи­мо для того, чтобы можно было изготовить его в ме­талле и сделать заточку рабочей части.

Главный передний угол γ – угол между передней по­верхностью резца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проходящей через главное режущее лезвие (точка М ).

Главный задний угол α образуется главной задней поверхностью и плоскостью резания, его принимают рав­ным 6...12°. Он служит для уменьшения трения между главной задней поверхностью резца и поверхностью ре­зания.

Рис. 39. Углы заточки режущей части резца

Главный угол заострения β – угол между передней и главной задней поверхностями.

Угол резания δ образуют передняя поверхность и плоскость резания.

Из рисунка 41 видно, что углы β и δ зависят от уг­лов α и γ и связаны с ними следующими зависимостями:

β = 90° – (α + γ) и δ = 90°– γ.

Вспомогательные углы α 1 и γ 1 измеряются во вспо­могательной секущей плоскости Б – Б , перпендикулярной к проекции вспомогательного режущего лезвия на ос­новную плоскость. Основное назначение угла γ 1 – умень­шение трения между вспомогательной задней поверх­ностью резца и обработанной поверхностью заготовки.

Рис. 40

Углы в плане φ, φ 1 , ε определяются в основной плос­кости. Главный угол в плане φ – угол между проекцией главного режущего лезвия на основную плоскость и на­правлением подачи, он изменяется в пределах 30...90°. Уменьшение угла φ повышает чистоту обработанной по­верхности и снижает износ резца, но приводит к уве­личению радиальной, составляющей силы резания, по­этому чаще всего угол φ берется равным 45°. Вспомо­гательным углом в плане φ 1 называется угол между проекцией вспомогательного режущего лезвия на основ­ную плоскость и направлением, обратным подаче. Обыч­но его значения выбирают в пределах 5...10°. С умень­шением φ 1 повышается чистота обработанной поверхно­сти, увеличивается прочность вершины резца и снижа­ется его износ. Угол при вершине в плане ε образуется проекциями режущих лезвий на основную плоскость, и его определяют из соотношения ε = 180°– (φ + φ 1).

Угол между главным режущим лезвием и плоскостью, проведенной параллельно основной плоскости через вершину резца, называется углом наклона главного ре­жущего лезвия λ .

На рис. 42 показано влияние угла λ на направление схода струж­ки.

При λ = 0 главная режущая кромка расположена параллельно основной плоскости и при резании стружка завивается в спираль (рис. 40, а). Если угол λ отрицательный (рис. 40, б), то вершина резца находится выше других точек главной ре­жущей кромки, поэтому стружка будет отходить в сторону обрабатывае­мой поверхности. При положительном угле λ (рис.40, в) вершина рез­ца лежит ниже главной режущей кромки, в ре­зультате припуск снима­ется вначале отдаленны­ми от вершины частями режущей кромки и в последнюю очередь вершиной резца, поэтому стружка сходит в сторону обработанной поверхности. При поло­жительных углах резец является более стойким, однако обработан­ная поверхность может быть повреждена сходящей стружкой, по­этому такие резцы применяют для предварительной (черновой) об­работки.

Элементы резца всегда можно найти и в других режущих инструментах (свёрлах, фрезах, протяжках, развертках).

Резец состоит из стержня и режущей части (головки), изготавливаемыми заодно.

Стержень также предназначен для закрепления резца в резцедержателе суппорта станка.

Рис. 4 Поверхности и элементы резца.

Различают следующие элементы режущей части резца:

1. передняя поверхность, по которой сходит стружка;

2. главная задняя поверхность, обращена к поверхности резания;

3. вспомогательная задняя поверхность, обращена к обработанной поверхности заготовки;

4. главная режущая кромка, образованная пересечением передней и главной задней поверхностями (она совершает основную работу резания).

5. вспомогательная режущая кромка, образованная пересечением передней и вспомогательной задней поверхностями;

6. вершина резца – точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Для рассмотрения статических углов резца (углов заточки) необходимы следующие условия: вершина резца расположена по высоте на уровне оси заготовки и стержень резца перпендикулярен оси заготовки. Углы резца определяют работоспособность резца, взаиморасположение поверхностей и режущих кромок относительно обрабатываемых поверхностей. Углы резца рассматривают в главной и вспомогательной секущих плоскостях и в плане.

Главная секущая плоскость резца – плоскость, перпендикулярная к проекции главной режущей кромки на основную плоскость и основной плоскости

Вспомогательная секущая плоскость резца – плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и основной плоскости. Основной плоскостью для токарного резца служит нижняя опорная поверхность стержня (державки) резца.

В главной секущей плоскости рассматриваются следующие углы: рис. 5.

Рис. 5 Углы резца в секущих плоскостях.

a - главный задний угол расположен между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания (плоскость резания – плоскость касательная к поверхности резания в месте касания главной режущей кромки).

Может иметь значения от 6…12 0 .

b - угол заострения, расположен между передней и главной задней поверхностями. Его значения зависят от величины углов a и g.

g - передний угол, расположен между передней поверхностью и нормалью к плоскости резания, может быть положительным и отрицательным и

иметь значения от -8 до +25 0 .

d - угол резания, расположен между передней поверхностью и плоскостью резания, является суммой углов (a + b).

Во вспомогательной секущей плоскости рассматриваются вспомогательные углы a 1 , β 1, γ 1 ,δ 1

При рассмотрении проходного резца сверху (в плане), видны следующие углы резца: (Рис. 5).

j - главный угол в плане расположен между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением прямой продольной подачи. Он определяет соотношение между радиальной и осевой силами резания.

j 1 – вспомогательный угол в плане расположен между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением обратной продольной подачи. У чистовых резцов j 1 → 0.

e - угол при вершине резца образован пересечением главной и вспомогательной режущих кромок.

l - угол наклона главной режущей кромки расположен между главной режущей кромкой и линией, проведенной в плоскости резания через вершину резца параллельно основной плоскости. (Рис.6), l считается положительным, когда вершина резца является низшей точкой режущей кромки; отрицательным, когда вершина резца является высшей точкой режущей кромки; равным нулю, когда главная режущая кромка параллельна основной плоскости. Угол наклона главной режущей кромки определяет направление схода стружки, чаще он равен нулю.

Рис. 6 Угол наклона главной режущей кромки.

Рассмотренные углы резца являются статическими, т. е. их значения определены при неподвижном состоянии резца и заготовки. При токарной обработке заготовка вращается, а резец движется прямолинейно, постоянно искривляя поверхность резания (так как подача постоянная), но плоскость резания является касательной к поверхности резания, поэтому она поворачивается в пространстве вслед за поверхностью резания, величина поворота зависит от величины подачи.

Углы a и g измеряются относительно плоскости резания, поэтому их значения меняются в процессе обработки. Угол a уменьшается, а угол g увеличивается.

Изменения a и g зависят от величины подачи и диаметра заготовки.

Контрольные вопросы:

1. Как подразделяются резцы по назначению?

2. Какие материалы применяются для режущей части резцов?

3. Что означают понятия – «правый резец», «левый резец»?

4. Как подразделяются резцы по конструкции?

5. Какие углы резца рассматриваются в главной секущей плоскости?

6. Какие углы резца рассматриваются во вспомогательной секущей плоскости?

7. Какие углы резца расположены в плане?

8. Где расположен передний угол резца?

9. Как и для чего производится закрепление заготовки только в патроне?

10. Почему возникает необходимость закрепления заготовки в центрах?

11. Образуется ли коническая поверхность, если повернуть верхнюю поворотную часть суппорта вместе с резцом на некоторый угол, но использовать механическую продольную подачу?

12. Почему резцы для обработки внутренних поверхностей устанавливают параллельно оси заготовки?

13. Почему перед обработкой необходимо произвести касание поверхности резцом и зафиксировать показания лимба в этот момент?

14. Почему при обработке конической поверхности с использованием верхней поворотной части суппорта качество поверхности неудовлетворительное?

15. Что может произойти, если отрезание производить на значительном удалении от патрона при закреплении заготовки малого диаметра только в патроне?

Литература:

1. Горбунов Б.И. Обработка металлов резанием. – М.: Машиностроение, 1981. 287 с., ил. с. 17…20.

6. Технология конструкционных материалов / А. М. Дальский, И. А. Арутюнова, Т. М. Барсукова и др. Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 1985.-448 с., ил. с. 446…470

Тема 3: Режимы резания

Цель: Изучить параметры,составляющие режим резания, их влияние на качество обработки.

1. Глубина резания.

2. Подача.

3. Скорость резания.

Токарная обработка деталей предполагает применение разных видов резцов: проходные, расточные, резьбовые, фасонные. Они проводят черновую и чистовую обработку поверхностей детали, внутреннюю выборку, нарезание резьбы. имеет много признаков. Они конструктивно сформированы следующими основными частями: державкой, рабочей головкой (у некоторых видов резцов может быть сменной).

Под правильной заточкой понимают придание определённой геометрической формы головке резца — обеспечение требуемых значений угловых параметров.

Правильная ориентация режущей кромки определяется трёмя плоскостями. Имеют, установленные стандартами, названия: передняя, задняя и дополнительная (вспомогательная).

Вдоль первой происходит движение образовавшейся стружки. Она именуется главной задней поверхностью. Вторая, направлена вдоль задней поверхности резца. Её называют вспомогательной задней поверхностью. Обе поверхности резца называют кромками. Они повёрнуты лицевой стороной к обрабатываемой детали. Во время заточки уделяется внимание характеристикам встречи обеих кромок. Неправильная операция снижает качество обработки. Приводит к механическому повреждению резца.

Особый интерес представляет точка пересечения плоскостей, называемая вершиной. На неё приходится самая большая нагрузка.

Углы, определяющие характеристики резца делятся на следующие категории:

• главные (в количестве двух);
• вспомогательные (такое же количество);
• углы в плане или в проекции (рассматриваются три угла).

Величины перечисленных показателей зависят от следующих характеристик:

• формы выбранной заготовки;
• назначения и конструкции резцов;
• заданного качества обработки;
• материала режущей головки (если она съёмная);
• физических и механических характеристик металла изделия;
• допустимого припуска;
• скоростью вращения шпинделя.

Конструктивно резцы имеют четыре вида:

• прямой (у них державка и головка располагается в двух вариантах, вдоль одной оси или на двух параллельных осях);
• изогнутый (имеет изогнутую державку);
• отогнутые (отклонён в сторону от направления поступательного движения заготовки);
• оттянутый (ширина головки меньше в размерах, чем державка). Большое значение для формы наконечника играет качество требуемой операции. Их подразделяют на следующие категории:
• черновая обработка (называют обдиркой);
• получистовая;
• чистовая;
• прецизионная (высокой точности).

При задании углов обращают внимание на сторону подачи. Процесс может происходить слева или справа.

Основной называется плоскость, ориентированная вдоль движения резца. Располагается перпендикулярно по отношению к предыдущей — называется плоскостью резания.

Третьей является вспомогательная плоскость. Её след определяет углы резца. Для получения качественного изделия внимание обращают на угол резания и заострения.

Главные углы

Один получил наименование — главный передний угол. Второй соответственно именуется — главный задний.

Каждый влияет на результат обработки:

• Первый непосредственно определяет качество удаляемой поверхности (получаемой стружки). Если он увеличивается — происходит повышенная деформация в верхнем слое. Небольшое значение позволяет инструменту значительно легче удалять лишний металл. Не вызывает повышенного сжатия данного слоя. Существенно облегчает процесс снятия и отведения лишнего металла.
• Увеличение численной величины второго ослабляет надёжность крепления инструмента на резцедержателе. Способствует возрастанию частоты и амплитуды колебаний. Изменение характеристик увеличивает скорость износа резца. Уменьшение величины увеличивает площадь контакта режущей кромки с обрабатываемой поверхностью. Влечёт рост температуры резца.

Вспомогательные углы

Расположены на вспомогательной плоскости. Первый образован её угловой разницей с направлением, ориентированным продолжением режущей кромки.

Вторым является параметр, сформированный отрезком прямой, проходящей через вершину и поверхность расположения кромки.

Углы в плане

Для они имеют следующие названия углов в плане:

• главный угол;
• вспомогательный;
• угол, расположенный у вершины.

Первый образуется между плоскостью расположения проекции кромки с главной плоскостью инструмента.

Второй определяется между продолжением проекции режущей кромки с плоскостью, направленной по движению заготовки.

Третий находится между первой перечисленной плоскостью с основной плоскостью.

Численные значения параметра, расположенного у вершины могут принимать положительные и отрицательные значения. Положительным он получается, когда вершина места заточки находится на нижней точке обрабатываемой детали. Знак минус — вершина достигает высшей точки.

Измерение углов резца

Каждый образец проходит процедуру измерения перечисленных характеристик. Их проводят с использованием специальных измерительных приборов. Используют настольный угломер, или механический, оснащённый нониусом. Полученные результаты обязательно фиксируются в журнале.

Первый тип измерителя позволяет определять параметры углов, расположенных на главной плоскости. Конструктивно он состоит из следующих деталей:

• массивного основания;
• стойки с перемещающимся шаблоном (для задания направления плоскостей);
• измерительного сектора (оснащённого градусной линейкой);
• стопорный винт (для фиксации полученного направления).

Последовательность проведения измерений производится следующим образом. Выбранный образец размещается на основании. Поверхность кромки совмещают с одной плоскостью стойки. Вторую направляют параллельно исследуемой кромки. Полученные значения на градусной линейке являются значением измеряемого показателя. Обязательным условием проведения измерений считается обеспечение плотного прилегания шаблона к соответствующей поверхности резца.

Измерение таких специфических параметров, как углы в плане осуществляется механическим угломером, оснащённым нониусом. Его конструкция включает следующие основные элементы:

• двух специальных секторов, каждая из которых имеет свою угловую шкалу;
• двух независимых измерительных направляющих;
• специального подвижного нониуса.

Последовательность проведения измерений несколько отличается от последовательности операций настольного угломера.

Для получения точного значения параметра необходимо точно совместить одну планку с боковой поверхностью корпуса. Режущую кромку следует направить параллельно второй планке. Численные значения считывают с помощью имеющегося встроенного нониуса. Полученные значения фиксируются в документации.

Геометрия токарного резца.

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

Резец состоит из двух частей:

- рабочая часть (головка)

- крепежная часть (державка)

Основные элементы режущей части рис. (а):

1- Передняя поверхность 4. Главная режущая кромка

2- Главная задняя поверхность 5. Вспомогательная реж. кромка

3- Вспомогательная задняя поверхность 6. Вершина

Основные углы токарного резца

Для определения углов приняты четыре координатные плоскости:

Р v – основная плоскость – плоскость, проходящая через точку реж. кромки перпендикулярно направлению вектора скорости

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

Р τ - главная секущая плоскость – перпендикулярная линии пе ресечения P v и P n (перпендикулярная режущей кромке).

P s – рабочая плоскость – плоскость в которой расположены векторы главного движения и подачи.

1)В главной секущей плоскости (Р τ ) измеряются главные углы резца:

γ - передней угол - угол между передней поверхностью и основной плоскостью P v .

α – задний угол – угол между задней поверхностью и плоскостью резания.

β – угол заострения – угол между передней и главной задней поверхностью.

α+β+ γ =90

2) В основной плоскости (P v ) измеряют углы в плане:

φ- главный угол в плане – угол между главной режущей(Pп ) и рабочей плоскостью (P s )

φ`- вспомогательный угол в плане – угол между рабочей плоскостью(P s ) и проекции главной и вспомогательной режущей кромки на P v.

ε – угол при вершине

3) В плоскости резания измеряется угол наклона главной режущей кромки -λ- угол между режущей кромкой и основной плоскостью P v .

(+λ ;-λ; λ=0)

Положительный (+λ) упрочняет режущую кромку т.к. сила приходится не на вершину, а на более прочное место режущей кромки. (При чистовой обработки λ принимают отрицательным (до -5°) чтобы стружка не царапала обработанную поверхность.

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.

Передний угол γ 10°…+30°	Выбирают в зависимости от: · Обрабатываемого материала · Инструментального материала · Условий обработки Оказывает наибольшее влияние на процесс резания. С увеличением γ , уменьшается работа затрачивае- мая на процесс резания, улучшаются условия схода стружки, повышается качество обработанной пов-ти. Однако при этом снижается прочность лезвия, износ инструмента увеличивается, уменьшается отвод тепла. При обр. пластичных и мягких материалов < γ - увеличивают, а при обр. хрупких и твердых< γ -уменьшают. При обр. закаленных сталей твердосплавными резцами и при прерывистом резании < γ делают отрицательным.
Главный задний угол α 6…12°	Выбирают в зависимости от: · Обрабатываемого материала · Инструментального материала · Условий обработки Служит для уменьшения трения между задней поверхностью лезвия и поверхностью резания. При увеличении < α, снижается прочность лезвия, поэтому при выборе< α необходимо учитывать св-ва обрабатываемого материала и условия резания. При обр. вязких металлов< α – увеличивают, при обр. хрупких материалов <α – уменьшают.
Главный угол в плане φ 30…90 °	Влияет на стойкость режущего инструмента и на шероховатость поверхности. С уменьшением угла φ-уменьшается шерох-ть обраб. поверхности, увеличивается длина активной части реж. кроки (ширина срезаемого слоя),что приводит к снижению тепловой и силовой нагрузки на резец след-но уменьшается износ ин-та. Однако при малых углах φ-сильно возрастает составляющая силы резания отжимающая резец от заготовки. Возможно возникновение вибраций. При φ=90°
Вспомогательный угол в плане φ` 5…30 0	Служит для уменьшения трения вспомогательной задней поверхности об обрабатываемую поверхность. С уменьшением <φ`- уменьшается шероховатость поверхности, увеличивается прочность вершины лезвия и снижается износ инструмента. <φ`=5…10°(при обр. жестких заготовок) <φ`=30…45°(при обр. нежестких заготовок
Угол наклона главной режущей кромки λ -5…15 0	Определяет направление схода стружки · если λ=0- стружка сходит перпендикулярно главной режущей кромке. · если λ - (+)- вершина резца является самой низкой точкой резца, место первоначального контакта удалено от вершины, выше стойкость. Стружка сходит к обработанной поверхности (черновая обработка). · если λ-(-)- стружка сходит к обрабатываемой поверхности (чистовая обработка).

Влияние установки резца при обработке на величины углов.

Значение углов α и γ изменяется в процессе резания при установке вершины резца выше или ниже оси вращения заготовки. Углы φ и φ` - в зависимости от расположения оси резца относительно оси заготовки.

φ`уст.=φ`-w

Из всех видов токарных резцов наиболее распространенными являются проходные резцы. Они предназначены для точения наружных поверхностей, подрезки торцов, уступов и т.д.

Призматическое тело npoходного резца (рис. 1), как и любого другого, состоит из режущей части (головки) и державки. Головка резца содержит переднюю 1, главную заднюю 2 и вспомогательную заднюю 3 поверхности. Пересечения этих поверхностей образуют главную 4 и вспомогательную 5 режущие кромки.

Рис. 1. Конструктивные элементы токарного резца:

1 – передняя поверхность; 2 – главная задняя поверхность;
3 – вспомогательная задняя поверхность; 4 – главная режущая кромка;
5 – вспомогательная режущая кромка

По передней поверхности сходит снимаемая резцом стружка . Главная задняя поверхность обращена к поверхности резания, образуемой главной режущей кромкой, а вспомогательная задняя поверхность – к обработанной поверхности детали.

Указанные поверхности и режущие кромки после заточки располагаются под определенными углами относительно двух координатных плоскостей и направления подачи, выбираемыми с учетом кинематики станка.

За координатные плоскости (рис. 2) принимают две взаимно перпендикулярные плоскости:

1) плоскость резания, проходящую через главную режущую кромку, и вектор скорости резания, касательный к поверхности резания;

2) основную плоскость, проходящую через эту же кромку и нормаль к вектору скорости резания.

Есть другое определение основной плоскости: это плоскость, проходящая через векторы продольной Sпр и радиальной Sр подач; в частном случае может совпадать с основанием резца, и в этом случае возможно измерение углов резца вне станка в его статическом положении.

Рис. 2. Геометрические параметры проходного токарного резца

За вектор скорости резания, применительно к резцам, а также ко многим другим инструментам, принимают вектор окружной скорости детали без учета вектора продольной подачи, который во много раз меньше вектора окружной скорости и не оказывает заметного влияния на величину передних и задних углов. Только в отдельных случаях, применительно, например, к сверлам, в точках режущих кромок, прилегающих к оси сверла, это влияние становится существенным.

На рис. 2 представлены вид заготовки и резца в плане и геометрические параметры, обязательно указываемые на рабочих чертежах резцов: γ, α, α1, φ, φ1. Ниже даны определения и рекомендации по назначению их величин.

Передний и задний углы главной режущей кромки принято измерять в главной секущей плоскости N–N, проходящей нормально к проекции этой кромки на основную плоскость, которая в данном случае совпадает с плоскостью чертежа. Плоскость N–N выбрана в связи с тем, что именно в ней происходит деформация металла при резании.

Передний угол γ – это угол между основной плоскостью и плоскостью, касательной к передней поверхности. Величина этого угла оказывает на процесс резания определяющее влияние, так как от него зависят степень деформации металла при переходе в стружку, силовая и тепловая нагрузки на режущий клин, прочность клина и условия отвода тепла из зоны резания. Оптимальное значение переднего угла γ определяется опытным путем в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого и режущего материалов, факторов режима резания (V, S, t) и других условий обработки. Возможные значения угла γ находятся в пределах 0...30°. Для упрочнения режущего клина, особенно изготовленного из хрупких режущих материалов, на передней поверхности затачивают фаску с нулевым или отрицательным передним углом (γф = 0...–5°), шириной f, зависящей от подачи.

Задний угол α – это угол между плоскостью резания и плоскостью, касательной к задней поверхности. Фактически это угол зазора, препятствующего трению задней поверхности резца о поверхность резания. Он влияет на интенсивность износа резца и в сочетании с углом γ влияет на прочность режущего клина и условия отвода тепла из зоны резания.

Чем меньшую нагрузку испытывает режущий клин и чем он прочнее, тем больше значение угла a, величина которого зависит, таким образом, от сочетания свойств обрабатываемого и режущего материалов, от величины подачи и других условий резания. Например, для резцов из быстрорежущей стали при черновой обработке конструкционных сталей α = 6...8°, для чистовых операций α = 10...12°.

Угол наклона главной режущей кромки λ – это угол между основной плоскостью, проведенной через вершину резца, и режущей кромкой. Он измеряется в плоскости резания и служит для предохранения вершины резца А от выкрашивания, особенно при ударной нагрузке, а также для изменения направления сходящей стружки. Угол λ считается положительным, когда вершина резца занижена по сравнению с другими точками главной режущей кромки и в контакт с заготовкой включается последней. Стружка при этом сходит в направлении обработанной поверхности (от точки В к точке А), что может существенно повысить ее шероховатость. При черновой обработке это допустимо, так как после нее следует чистовая операция, снимающая эти неровности. Но при чистовых операциях, когда нагрузка на режущий клин невелика, первостепенное значение приобретает задача отвода стружки от обработанной поверхности. С этой целью назначают отрицательные значения угла (–λ). При этом вершина резца А является наивысшей точкой режущей кромки, а стружка сходит в направлении от точки А к точке В.

Наличие угла λ усложняет заточку резцов, поэтому практические значения этого угла невелики и находятся в пределах λ = +5…–5°.

Углы в плане φ и φ 1 (главный и вспомогательный) – это углы между направлением продольной подачи Sпр и, соответственно, проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Главный угол в плане φ определяет соотношение между толщиной и шириной срезаемого слоя. При уменьшении угла φ стружка становится тоньше, улучшаются условия теплоотвода и тем самым повышается стойкость резца, но при этом возрастает радиальная составляющая силы резания.

При обточке длинных заготовок малого диаметра вышесказанное может привести к их деформации и вибрациям, и в этом случае принимается φ = 90°.

– при чистовой обработке φ = 10...20°;

– при черновой обработке валов (l/d = 6...12) φ = 60...75°;

– при черновой обработке более жестких заготовок φ = 30...45°.

У проходных резцов обычно угол φ1 = 10...15°. С уменьшением угла γ1 до 0 величина h также уменьшается до 0, что позволяет значительно увеличить подачу, а следовательно, и производительность процесса резания.

Вспомогательный задний угол α1, измеряемый в сечении N1 – N1, перпендикулярном к вспомогательной режущей кромке, принимается примерно равным α; α1 образует зазор между вспомогательной задней поверхностью и обработанной поверхностью заготовки.

Вспомогательный передний угол γ1 определяется заточкой передней поверхности и на чертеже обычно не указывается.

С целью повышения прочности режущей части резца предусматривается также радиус скругления его вершины в плане: r = 0,1...3,0 мм. При этом большее значение радиуса применяется при обработке жестких заготовок, так как с увеличением этого радиуса возрастает радиальная составляющая силы резания.