Части, элементы и углы токарного проходного резца

 

Токарный резец является одним из наиболее простых и рас­пространенных режущих инструментов, поэтому геометрические параметры инструмента рассмотрим на его примере.

Как и режущие инструменты всех других видов, резец состоит из двух частей: рабочей (лезвия) А и крепежной В (рис. 21.4). Крепежная часть служит для закрепления резца и имеет в попе­речном сечении квадратную или прямоугольную форму.

Рабочая часть осуществляет резание и состоит из следующих элементов.

к Рис. 21.4. Элементы токарного прямого проходного резца

 

Передняя поверхность А^— поверхность лезвия, контакти­рующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой. Задняя поверхность — поверхность лезвия, контактирующая в процессе резания с поверхностями заготовки. Различают глав­ную и вспомогательную задние поверхности. Главная задняя поверхность А_а примыкает к главной режущей кромке. Вспо­могательная задняя поверхность А'_а примыкает к вспомога­тельной режущей кромке.

Режущая кромка — кромка лезвия инструмента, образуемая пересечением его передней и задней поверхностей. Часть режу­щей кромки, формирующую большую сторону сечения срезаемого слоя, называют главной режущей кромкой К, меньшую сторону сечения срезаемого слоя — вспомогательной режущей кромкой К'.

Вершина лезвия — участок режущей кромки в месте пересе­чения двух задних поверхностей. У проходного токарного резца вершиной является участок лезвия в месте пересечения главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина может быть ост­рой, закругленной или в виде прямой линии.

Форма лезвия резца определяется конфигурацией и располо­жением его поверхностей и режущих кромок. Взаимное распо­ложение передней и задних поверхностей и режущих кромок в пространстве определяет углы резца. Углы рассматриваются как на неподвижном инструменте (статическая система коорди­нат), так и в процессе резания с учетом траектории движения точек режущих лезвий (кинематическая система координат). Для изготовления и контроля инструмента используется инст­рументальная система координат.

Рассмотрим углы резца в статике, т.е. в статической системе координат. Для определения углов резца вводятся следующие координатные плоскости (рис. 21.5).

Основная плоскость P_v— координатная плоскость, проведен­ная через рассматриваемую точку режущей кромки перпенди­кулярно направлению скорости главного или результирующего движения резания в этой точке. Плоскость резания Р_п — коорди­натная плоскость, касательная к поверхности резания и прохо­дящая через главную режущую кромку резца. Главная секущая плоскость Р_т — координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания. Рабочая плоскость Р„— плоскость, в которой расположены на­правления скоростей движения резания и движения подачи.

 

Рис. 21.5. Координатные

плоскости ДЛЯ определения углов резца Р.

Рис. 21.6. Углы токарного

резца в статике

 

Исходя из условий, что ось резца перпендикулярна линии центров станка, а вершина резца находится на этой линии, у то­карного резца различают главные и вспомогательные углы (рис. 21.6).

Передний угол у измеряют в главной секущей плоскости Р_т между передней поверхностью А₁ и основной плоскостью Р„. Он оказывает большое влияние на процесс резания. С увеличе­нием у уменьшается работа, затрачиваемая на процесс резания, улучшаются условия схода стружки и повышается качество об­работанной поверхности. Но увеличение переднего угла приводит к снижению прочности резца и ускоренному его изнашиванию вследствие выкрашивания режущей кромки и уменьшения тепло- отвода. Различают углы положительные (+у), отрицательные (-у) и равные нулю. При обработке твердых и хрупких материалов применяют небольшие передние углы, мягких и вязких мате­риалов — углы увеличивают. При обработке закаленных сталей твердосплавным инструментом или при прерывистом резании для увеличения прочности лезвия назначают отрицательные углы у. В зависимости от механических свойств обрабатываемо­го материала, материала инструмента и режимов резания углы у назначают от -10° до +20°.

Задний угол а измеряют в главной секущей плоскости Р_т между задней поверхностью А_а и плоскостью резания Р_п. Угол а предназначен для уменьшения трения между главной задней поверхностью и поверхностью резания. Большую роль при на­значении этого угла играют упругие свойства обрабатываемого материала. Увеличение угла а ведет к уменьшению прочности резца. При обработке вязких материалов назначают большие углы а, а при обработке твердых и хрупких материалов или при большом сечении срезаемого слоя назначают меньшие углы а. Угол а может находиться в пределах 6... 12°.

Главный угол в плане<р — угол между плоскостью резания Р_п и рабочей плоскостьюP_s.Он оказывает значительное влияние на шероховатость обработанной поверхности и продолжитель­ность работы резца до затупления. С уменьшением угла ср возрас­тают деформация заготовки и отжим резца, появляются вибра­ции, ухудшается качество обработанной поверхности. Чаще всего угол ф для токарных проходных резцов берется равным 45°, но в зависимости от конкретных условий (прежде всего от жестко­
сти детали) он может уменьшаться до 30° или увеличиваться до 90° (при обработке длинных и тонких валов).

Вспомогательный угол в плане(pj — угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и ра­бочей плоскостью Р.. Угол <pi служит для уменьшения трения вспомогательной задней поверхности об обработанную поверх­ность. С уменьшением угла <pi уменьшается шероховатость обра­ботанной поверхности, увеличивается прочность вершины резца, снижается изнашивание резца. Для проходных резцов, обраба­тывающих жесткие заготовки, (pj = 5...10°, а при обработке за­готовок малой жесткости <pj = 30...45°.

Угол заострения р измеряют в главной секущей плоско­стиP_t,это угол между передней и задней поверхностями резца. Между углами а, Р и у существует зависимость а+Р + у = 90°. При (а+Р)<90° угол у считают положительным, при (а+р)>90° — отрицательным.

Угол при вершине е измеряют в основной плоскости Р„ меж­ду проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость Р„.

Угол наклона главной режущей кромки X измеряют в плос­кости резания Р„, это угол между режущей кромкой и основной плоскостью Р„.

Угол X может быть отрицательным (вершина является выс­шей точкой лезвия), равным нулю (режущее лезвие параллель­но основной плоскости) и положительным (вершина является низшей точкой режущего лезвия). Он определяет направление схода стружки. Если X = 0, стружка сходит в направлении глав­ной секущей плоскости перпендикулярно главной режущей кромке. При X < 0 стружка сходит к обрабатываемой поверх­ности. При X > 0 стружка сходит к обработанной поверхности. При чистовой обработке принимать угол X положительным не рекомендуется, так как стружка может наматываться на заго­товку и царапать обработанную поверхность. Поэтому при чис­товой обработке угол X назначают отрицательным (до -5°). При черновой обработке, когда нагрузка на резец большая и качество обработанной поверхности не имеет большого значения, угол X положителен (до +5°).

Значения углов у и а изменяются в процессе резания при уста­новке вершины лезвия выше или ниже оси вращения заготовки (линии центров), а значения углов в плане ф и <p_t— в зависимо­сти от расположения оси резца относительно оси заготовки. При наружном обтачивании установка вершины лезвия выше оси вращения заготовки ведет к увеличению переднего угла у и умень­шению заднего угла а, а при установке вершины лезвия ниже центров, наоборот, угол у уменьшается, а угол а возрастает (рис. 21.7, е...в).

 

 

 

На рис. 21.7, г показано изменение углов в плане <р и ф_г в за­висимости от положения оси резца относительно линии центров станка. При отклонении оси резца от перпендикуляра к линии центров углы в плане будут отличаться от расчетных. Таким об­разом, установка резца на станке должна соответствовать рас­четным значениям его углов.