Геометрия инструмента

Процесс резания в большой степени определяется геометрией инструмента. Основным предназначением геометрии инструмента является осуществление резания различных типов металлов с формированием удовлетворительной стружки, при этом она должна обеспечивать прочность режущего клина и выполнять стружколомающую функцию. У большинства пластин вершина сочетает функцию стружкодробления со способностью обеспечивать низкие усилия резания, а режущая кромка позволяет вести обработку с большей глубиной резания. Каждая геометрия пластины предназначена для работы в конкретной рабочей области, определяемой подачей и глубиной резания.

Рисунок А.2 – Пластина без заднего угла и пластина с задним углом

Одной крайностью является чистовая геометрия, которая будет работать в диапазоне малых подач и глубин резания, другой — черновая геометрия, способная обеспечить работу с большими величинами подач и глубин. Между ними располагаются универсальные геометрии, охватывающие широкую область обработки на средних режимах для большего числа операций. Для чистовых операций особенно важна форма передней поверхности непосредственно у режущей вершины, в то время как для черновых операций в формировании стружки участвует большая часть всей поверхности пластины.

Из различных сочетаний углов, плоскостей и радиусов складывается многообразие форм стружколомов. В случае прямолинейного перемещения инструмента параметры режимов обработки не будут изменяться а процессе резания и будут соответствовать одной точке диаграммы стружкодробления. При профильной обработке, при постоянном изменении глубины резания и подачи — точек на диаграмме будет несколько. При выборе геометрия передней области поверхности пластины следует принимать во внимание такие особенности операций, как прерывистое резание, склонность к вибрациям, а также мощность станка.

Рисунок А.3

Существует различие в геометрии передней поверхности для пластин с заданными углами и без задних углов. Негативная пластина имеет в поперечном сечении угол заострения режущего клина 90⁰, а позитивная пластина имеет угол заострения меньше 90⁰. Негативная пластина устанавливается в державке с отрицательным углом, для обеспечения заднего угла в процессе резания, а позитивная пластина имеет конструктивный задний угол. Угол наклона (λ) — это угол, который придается пластине при установке в державку.

Рисунок А.4 – Передний угол (γ) и угол наклона режущей кромки (λ) токарного резца

При установке пластины в корпус державки, геометрия передней поверхности пластины и наклон опорной поверхности гнезда державки будут определять результирующий угол резания. Передний угол — это величина, характеризующая положение режущей кромки в процессе резания, хотя часто это понятие относится к плоским пластинам. Обычно передний угол плоских пластин равен нулю. Функции, выполняемые передним углом различны, начиная от обеспечения режущего клина и заканчивая стружкодроблением.

Также предметом постоянного развития является форма режущей кромки. Усовершенствование микрогеометрии режущей кромки происходит в отношении увеличения ее прочности и износоустойчивости. Переход между передней и задней поверхностью или, другими словами, режущий клин может быть выполнен тремя способами: в виде радиуса, положительной или отрицательной фаски. Форма режущей кромки оказывает влияние на прочность инструмента, потребляемую мощность, способность инструмента к чистой обработке, склонность к вибрациям и на формирование стружки.

Форма режущей кромки зависит от области применения пластины и может варьироваться от острозаточенной, для чистовых операций, до широкой отрицательной фаски для тяжелого точения. Наиболее распространенным способом формообразования скругления (ER), а также возможен вариант комбинирования радиуса с отрицательной фаской. Радиус, величина которого изменяется в микромах, выполняется с высокой степенью точности особыми методами. Размер скругления зависит от инструментального материала и метода нанесения покрытия для сменных пластин.