Элементы токарного проходного резца

Токарный прямой проходной резец (рис. 10.3) состоит из рабочей части (головки) 2 и тела (стержня) 3. Тело резца служит для его установки и закрепления в резцедержателе.

Рабочая часть резца образуется при его заточке и содержит следующие элементы: передняя поверхность 4 (поверхность, по которой сходит стружка); главная задняя поверхность 7 (она наиболее развита и направлена по движению подачи); вспомогательная задняя поверхность 1 (направлена против движения подачи). Пересечение передней и главной задней поверхностей дает главную режущую кромку 6, пересечение передней и вспомогательной задней поверхностей дает вспомогательную режущую кромку 5. Режущие кромки пересекаются в вершине резца 8. Расположение поверхностей и кромок резца определяется его заточкой (геометрия инструмента).

Для определения углов, под которыми располагаются элементы инструмента, вводят координатные плоскости. Рассматривают три системы координат: инструментальную, статическую и динамическую. В инструментальной системе координат инструмент рассматривается как геометрическое тело.

В статической системе координат скорость главного движения отлична от нуля, а скорость движения подачи равна нулю. В динамической системе координат скорости главного движения и движения подачи отличны от нуля.

На рис. 10.4 показаны координатные плоскости токарного проходного резца в статической системе координат. Основная плоскость Pv параллельна всем возможным направлениям движения подачи для данного способа обработки. Плоскость резания Рn проходит через главную режущую кромку касательно поверхности резания. Главная секущая плоскость Рτ проходит через главную режущую кромку перпендикулярно поверхности резания (на рис. 10.4 не показана).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8746 – | 7144 – или читать все.

Проходной токарный резец (рис. 10) состоит из стержня А и режущей части Б. Режущая часть называется головкой резца, а стержень – телом, или державкой. Головка резца образована тремя поверхностями, которые пересекаясь образуют режущие кромки.

Рис. 10. Элементы токарного резца:

А- стержень, Б – головка резца, 1 – передняя поверхность, 2 – главная задняя поверхность, 3 – вспомогательная задняя поверхность.

Передняя поверхность 1 – это поверхность, на которую сходит стружка в процессе резания. Главная задняя поверхность 2 – это поверхность головки резца, которая обращена к поверхности резания на детали. Вспомогательная задняя поверхность 3 – это поверхность, обращенная к обработанной поверхности заготовки.

На головке резца различают две режущие кромки. Главная режущая кромка образована пересечением передней поверхности с главной задней. Вспомогательная режущая кромка образована пересечением передней поверхности с вспомогательной задней. Вершина резца представляет собой точку пересечения двух режущих кромок.

Режущая способность резца, его стойкость определяются как взаимным расположением поверхностей и кромок резца, так и их расположением относительно обрабатываемой детали. Положение поверхностей головки резца и режущих кромок определяется соответствующими углами. Для определения углов резца используют условные координатные плоскости: основную плоскость, плоскость резания и главную секущую плоскость.

Основная плоскость – это плоскость, параллельная направлениям продольной и поперечной подач (на рис. 6 основная плоскость совпадает с плоскостью чертежа).

Плоскость резания – это плоскость, которая проходит через главную режущую кромку резца касательно к поверхности резания.

Главная секущая плоскость А-А – это плоскость, пересекающая головку резца перпендикулярно к проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Все три координатные плоскости взаимно перпендикулярны. В основной плоскости измеряют углы, характеризующие положение режущих кромок резца, которые называются углами в плане. В главной секущей плоскости измеряют углы, характеризующие положение передней и задней поверхностей резца (углы главного сечения).

Читайте также:  Соединение высоковольтных проводов между собой

Таким образом, различают две группы углов: углы в плане, то есть углы на виде сверху, и углы главного сечения.

К первой группе углов относятся главный угол в плане , вспомогательный угол в плане 1 и угол при вершине резца (см. рис. 6).

Главный угол в плане характеризует положение главной режущей кромки и определяется как угол между проекцией этой кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Рис. 11. Геометрия токарного резца

Вспомогательный угол в плане 1 характеризует положение вспомогательной режущей кромки и определяется как угол между проекцией этой кромки на основную плоскость и направлением, обратным направлению подачи.

Угол при вершине резца – это угол между главной и вспомогательной кромками. Чем больше угол, тем меньше шероховатость обработанной поверхности, лучше условия отвода тепла от зоны резания, однако выше усилие резания, воздействующее на заготовку и резец. В связи с эти углы , и 1 выбираются оптимальными в зависимости от условий обработки детали, обрабатываемого материала и т.п. Углы в плане связаны между собой зависимостью + .

К второй группе углов главного сечения относятся передний угол , задний угол , угол заострения и угол резания .

Передний угол характеризует положение передней поверхности резца и определяется в главном сечении как угол между следом передней поверхности и следом основной плоскости. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, снижается усилие резания. Однако увеличение переднего угла понижает прочность главной режущей кромки резца, увеличивает износ вследствие выкрашивания, ухудшает условия теплоотвода от зоны резания. Поэтому величина переднего угла выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и материала режущей части резца и находится в основном в пределах от 5 до . В некоторых случаях, например, при обработке высокопрочных материалов или при обработке с повышенными скоростями резания передний угол выбирают отрицательным до , что позволяет улучшить теплоотвод от зоны резания и повысить прочность резца.

Задний угол характеризует положение главной задней поверхности и следом плоскости резания. Задний угол снижает трение между главной задней поверхностью резца и поверхностью резания заготовки. Чем больше этот угол, тем меньше трение, однако падает прочность резца и ухудшается теплоотвод. Поэтому в зависимости от величины подачи и механических свойств обрабатываемого материала задний угол выбирают в пределах от 6 до .

Угол заострения характеризует взаимное положение передней и задней поверхности резца и определяется в главном сечении как угол между следами этих поверхностей.

Угол резания – это угол между следами передней поверхности и плоскости резания. Между углами главного сечения справедливы следующие зависимости:

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

Читайте также:  Приспособление для курения сигарет как называется

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°.

Читайте также:  Диод fr104 характеристики аналоги

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°.

Для других случаев рекомендуется:

– 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.

Оптимально назначенная скорость резания позволяет рационально использовать все ресурсы используемые в производственном процессе. С увеличением скорости резания происходит уменьшение машинного времени обработки и в целом трудоемкости изготовления изделия .

Исследования, проведенные советскими и зарубежными учеными, показали, что важнейшими факторами, влияющими на условия трения и износа режущих инструментов являются: физико-механические свойства обрабатываемого материала и режущего инструмента .

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector