Элементы режимов резания при точении

Токарные резцы подразделяются по назначению, материалу рабочей части, форме головки и направлению подачи, конструкции, сечению стержня и т.д.

По назначению различают резцы проходные, подрезные, отрезные, расточные, галтельные, фасонные и резьбовые.

Токарные резцы применяют:

- проходные – для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей;

- расточные – проходные и упорные – для растачивания глухих и сквозных отверстий;

- отрезные – для отрезания заготовок и точения канавок;

- резьбовые – для нарезания наружных и внутренних резьб;

- фасонные – для обработки фасонных поверхностей;

- галтельные – для обтачивания переходных поверхностей между ступенями валов по радиусу.

По направлению подачи проходные резцы подразделяют на правые и левые.

По форме головки и ее расположению резцы подразделяются на прямые, отогнутые и изогнутые.

По конструкции резцы могут быть цельные, с приваренной встык головкой, с припаянной пластинкой и с механическим креплением режущих пластин. В качестве материала рабочей части обычно используют быстрорежущие стали, твердые сплавы и металлокерамику.

По сечению стержня различают резцы прямоугольные, квадратные и круглые.

Токарный прямой проходной резец (рис. 3.1) 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 7 (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).

Рис. 3.1. Элементы и части прямого токарного проходного резца:

1 — вспомогательная задняя поверхность; 2 - головка резца; 3 — тело резца; 4 — передняя поверхность; 5, 6 — вспомогательная и главная режущие кромки соответственно; 7 — главная задняя поверхность; 8 — вершина резца

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.

Рис 3.2. Координатные плоскости токарного проходного резца:

D_r – движение резания; D_S – движения подачи; P_v - основная плоскость; P_n – плоскость резания

Рассмотрим геометрию режущей части инструмента в статической системе координат на примере токарного проходного резца (рис. 3.3).

Главные углы рассматриваются в главной секущей плоскости Р_х. Главный задний угол α — угол между касательной к главной задней поверхности в рассматриваемой точке главной режущей кромки и плоскостью резания. Наличие угла уменьшает трение между обработанной и главной задней поверхностями, что увеличивает стойкость инструмента. Однако чрезмерное увеличение угла приводит к уменьшению прочности режущего лезвия. Величина угла — в пределах 5... 10° и выбирается в зависимости от упругих свойств обрабатываемого материала. Для тех видов обработки, при которых скорость подачи соизмерима со скоростью главного движения (нарезание резьбы), угол выбирается в пределах 8... 14°.

Углом заострения β называется угол между передней и главной задней поверхностями резца.

Главный передний угол γ — угол между основной плоскостью и передней поверхностью. Он может быть положительным (если передняя поверхность расположена ниже основной плоскости), равным нулю (передняя поверхность совпадает с основной плоскостью) и отрицательным (если передняя поверхность расположена выше основной плоскости). При обработке низкоуглеродистых и низколегированных сталей быстрорежущим инструментом угол γ выбирают в пределах 12... 18°. При обработке вязких материалом угол увеличивают, а при обработке хрупких и твердых материалов — уменьшают вплоть до отрицательных значений.

Рис. 3.3. Углы резца в статической системе координат:

D_r — движение резания; D_s — движение подачи; P_v — основная плоскость; Р_n— плоскость резания; Р_τ— главная секущая плоскость; α, γ — главные задний и передний углы; φ, φ ₁— главный и вспомогательный углы в плане; λ — угол наклона главной режущей кромки

Углы в плане рассматриваются между направлением движения подачи и проекцией соответствующей режущей кромки на основную плоскость. Главный угол в плане φ — угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением движения подачи. Вспомогательный угол в плане φ ₁ — угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением движения подачи. При обработке деталей малой жесткости угол φ берут близким или равным 90°, так как в этом случае радиальная сила, вызывающая изгиб детали, минимальна. В зависимости от условий работы принимают φ= 10...90°. Наиболее распространенной величиной угла резца в плане при обработке на универсальных токарных станках является φ=45°. Вспомогательный угол в плане φ₁=0...45°; наиболее распространен φ₁=12...15°.

Угол наклона главной режущей кромки λ — это угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью, проведенной через вершину резца. Если вершина резца является высшей частью главной режущей кромки, λ > 0; если совпадает с основной плоскостью, λ = 0; если вершина является низшей частью главной режущей кромки, λ < 0. С увеличением угла ухудшается качество обработанной поверхности. Но чаще всего выбор величины и знака угла определяется направлением схода стружки. При отрицательных значениях угла λ стружка сходит по направлению движения подачи, что безопасно при работе на универсальных станках; при положительных — стружка сходит по направлению против движения подачи, что безопасно при работе на станках с автоматическим и полуавтоматическим циклом. Положительные углы применяются при обработке отверстий для того, чтобы стружка выходила из отверстия.

Угол наклона главной режущей кромки λопределяет направление схода стружки. При положительном к стружка имеет направление на обработанную поверхность, при отрицательном λ— на обрабатываемую поверхность.