Виды геометрий сменных режущих пластин

Процесс резания в большой степени определяется геометрией инструмента. Основным предназначением геометрии инструмента является осуществление резания различных типов материалов 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 большой глубиной резания. Каждая геометрия пластины предназначена для работы в конкретной рабочей области, определяемой подачей и глубиной резания.

Одной крайностью является передняя поверхность, которая будет работать в диапазоне малых подач и глубин резания (чистовая геометрия), другой – способная обеспечить работу с большими величинами подач и глубин (черновая геометрия). Между ними располагаются универсальные геометрии, охватывающие широкую область обработки на средних режимах для большого 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 в 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 геометрии передней поверхности пластины следует принимать во внимание такие особенности операций, как прерывистое резание, склонность к вибрациям, а также мощность станка.

Существует различие в геометрии передней поверхности для пластин с задними углами и без задних углов. Пластину, имеющую в поперечном сечении угол заострения режущего клина 90° называют негативной, а пластину с углом заострения меньше 90°, называют позитивной (рис. 1.12). Негативная пластина устанавливается в державке с отрицательным углом, для обеспечения заднего угла в процессе резания, а позитивная пластина имеет конструктивный задний угол.

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 и к плоским пластинам. Обычно передний угол на пластине положительный и может изменяться вдоль режущей кромки. Передний угол плоских пластин равен нулю. Функции, выполняемые передним углом различны, начиная от обеспечения режущего клина и заканчивая стружкодроблением.

Рис. 1.12. Пластина без заднего угла и пластина с задним углом

Также предметом постоянного развития является форма режущей кромки. Усовершенствование микрогеометрии режущей кромки происходит в отношении увеличения ее прочности и износостойкости. 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 чистовой обработке, склонность к вибрациям и на формирование стружки. Форма режущей кромки зависит от области применения пластины и может варьироваться от остро заточенной, для чистовых операций, до широкой отрицательной фаски для тяжелого точения. Наиболее распространенным способом формообразования режущей кромки является ее скругление, а также возможен вариант комбинирования радиуса с отрицательной фаской. Радиус, величина которого измеряется в микронах, выполняется с высокой степенью точности особыми методами. Размер скругления зависит от инструментального материала и метода нанесения покрытия для сменных пластин [69].