Геометрические параметры режущей части резца

Токарный прямой проходной резец (рис. 3.1.1) имеет режущую часть I и присоединительную часть II, которая служит для закрепления резца в резцедержателе. Режущая часть образуется при специальной заточке резца и имеет следующие элементы: переднюю поверхность лезвия, по которой сходит стружка; заднюю поверхность лезвия 2, обращенную к поверхности резания заготовки; вспомогательную заднюю поверхность 5, обращенную к обработанной поверхности заготовки; режущую кромку 3, вспомогательную режущую кромку 6, вершину лезвия 4. Инструмент затачивают по передней и задним поверхностям. Для определения углов, под которыми расположены поверхности режущей части инструмента относительно друг друга, вводят координатные плоскости (рис. 3.1.2). Основная плоскость Р_ус проходит через точку режущей кромки перпендикулярно к направлению скорости главного движения резания. Плоскость резания Р_пс проходит касательно к режущей кромке лезвия перпендикулярно к основной плоскости. Главная секущая плоскость Р_τс проходит перпендикулярно к линии пересечения основной плоскости и плоскости резания. Вспомогательная секущая плоскость Р_тс1 - плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

Углы резца определяют положение элементов режущей части в пространстве относительно координатных плоскостей и относительно друг друга. Эти углы называют углами резца в статике. Углы инструмента оказывают существенное влияние на процесс резания и качество обработанных поверхностей заготовок.

Рис. 3.1.1. Элементы токарного прямого проходного резца

Углы резца определяют положение элементов режущей части в пространстве относительно координатных плоскостей и относительно друг друга. Эти углы называют углами резца в статике. Углы инструмента оказывают существенное влияние на процесс резания и качество обработанных поверхностей заготовок.

У токарного резца различают главные и вспомогательные углы, которые рассматривают исходя из следующих условий: ось резца перпендикулярна к линии центров станка; вершина резца находится на линии центров станка; совершается главное движение резания.

Рис. 3.1.2. Углы резца в статике

Передний угол у измеряют в главной секущей плоскости между следом передней поверхности лезвия и следом плоскости, перпендикулярной к следу плоскости резания. Передний угол γ оказывает большое влияние на процесс резания. С увеличением угла γ уменьшается деформация срезаемого слоя, так как инструмент легче врезается в материал, снижаются силы резания и расход мощности. Одновременно улучшаются условия схода стружки, а качество обработанной поверхности заготовки повышается. Чрезмерное увеличение угла γ приводит к снижению прочности главной режущей кромки, увеличению износа вследствие выкрашивания, ухудшению условий теплоотвода от режущей кромки.

При обработке заготовок из хрупких и твердых материалов для повышения прочности и стойкости резца следует назначать меньшие значения угла γ, иногда – отрицательные. При обработке заготовок из мягких и вязких материалов угол γ увеличивают.

Главный задний угол α измеряют в главной секущей плоскости между следом плоскости резания и следом главной задней поверхности. Наличие угла α уменьшает трение между главной задней поверхностью инструмента и поверхностью резания заготовки, что уменьшает износ инструмента по главной задней поверхности. Чрезмерное увеличение угла α приводит к снижению прочности режущей кромки. Угол α назначают исходя из величины упругого деформирования материала обрабатываемой заготовки.

Вспомогательный задний угол α' измеряют во вспомогательной секущей плоскости между следом вспомогательной задней поверхности и следом плоскости, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости. Наличие угла α' уменьшает трение между вспомогательной задней поверхностью инструмента и обработанной поверхностью заготовки.

Угол в плане φ – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением движения подачи оказывает значительное влияние на шероховатость обработанной поверхности. С уменьшением угла φ шероховатость обработанной поверхности снижается. Одновременно увеличивается активная рабочая длина главной режущей кромки. Сила и температура резания, приходящиеся на единицу длины кромки, уменьшаются, что снижает износ инструмента. С уменьшением угла φ возрастает сила резания, направленная перпендикулярно к оси заготовки и вызывающая ее повышенную деформацию. С уменьшением угла φ возможно возникновение вибраций в процессе резания, снижающих качество обработанной поверхности.

Вспомогательный угол в плане φ' – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, обратным движению подачи. С уменьшением угла φ' шероховатость обработанной поверхности снижается, увеличивается прочность вершины резца, снижается его износ.

Угол наклона режущей кромки λ – угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью. С увеличением угла λ качество обработанной поверхности ухудшается.

Углы γ, α, φ и φ' могут изменяться вследствие погрешности установки резца.

Если при обтачивании цилиндрической поверхности вершину резца установить выше линии центров, то угол γ увеличится, а угол α уменьшится, а при установке вершины резца ниже линии центров станка – наоборот. Если ось резца будет неперпендикулярна к линии центров станка, то это вызовет изменение углов φ и φ'.

В процессе резания углы у и а резца меняются. Это можно объяснить тем, что меняется положение плоскости резания в пространстве вследствие вращения заготовки и поступательного движения резца. В этом случае реальной поверхностью резания, к которой касательна плоскость резания, будет винтовая поверхность. При работе с большими подачами и при наре­зании резьбы резцом изменение углов γ и α будет существенным, что следует учитывать при изготовлении резцов, внося коррекцию в значение этих углов.

Углы γ и α в процессе резания могут оказаться переменными, что имеет место при обработке сложных поверхностей деталей типа кулачков, лопаток турбин, винтовых поверхностей с переменным шагом.