ТОКАРНЫЙ РЕЗЕЦ, ЕГО ЧАСТИ И ЭЛЕМЕНТЫ
Цель работы: знания частей, конструктивных и геометрических элементов токарного проходного резца, их функций; умение определять значения углов резца с помощью настольного угломера.
Общие сведения
Токарные резцы являются наиболее распространёнными режущими инструментами, используемыми при металлообработке. Резцы применяют при продольном точении, подрезании торцов, отрезании, растачивании сквозных и глухих отверстий, обработке фасонных поверхностей, нарезании резьб, а также при выполнении ряда других работ. С некоторым приближением можно считать, что резец составляет основу режущей части любого металлорежущего инструмента. Поэтому его изучение имеет весьма важное значение для понимания сущности процесса резания.
Части и элементы токарного резца принято рассматривать в связи со схемой обработки, векторами скоростей главного движения резания и движения подачи, режимами резания и расположением резца относительно заготовки и её поверхностей: обрабатываемой 1, обработанной 3 и поверхности резания 2 (рис. 1.28, а). Поверхность резания на заготовке располагается между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Именно с этой поверхности при резании происходит отделение стружки от основного материала.
На лезвии резца (см. рис. 1.28, б) различают следующие конструктивные элементы:
— переднюю поверхность 8, по которой при резании движется стружка;
— главную заднюю поверхность 3, контактирующую с поверхностью резания на заготовке;
Рис. 1.28. Схема точения (а), токарный проходной резец (б)
— вспомогательную заднюю поверхность 5, обращённую к обработанной поверхности на заготовке;
— главную режущую кромку 4, образованную пересечением передней и главной задней поверхностей лезвия резца;
— вспомогательную режущую кромку 6, образованную пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей резца;
— вершину резца 7, являющуюся местом пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.
Стержень резца 1 служит для его закрепления на станке. Для этого резец устанавливают плоскостью Рб, называемой установочной плоскостью, в резцедержателе станка и закрепляют двумя ‑ тремя болтами.
Прочность, износ, стойкость, а в целом работоспособность резца, зависят от расположения поверхностей и кромок лезвия относительно друг друга и заготовки. Это расположение принято определять геометрическими элементами, т. е. углами наклона поверхностей и кромок резца в одной из трёх систем прямоугольных координат: инструментальной, статической и кинематической.
Инструментальную систему координат применяют для определения углов резца как материального тела при его изготовлении, переточке и контроле. В данной работе эта система не рассматривается.
Статическая система координат используется для приближённых расчётов углов резца в процессе резания и для учёта изменения этих углов после установки инструмента на станок (рис. 1.29). Из всех видов движения резания в этой системе учитывается только главное движение резания Dг.
В состав системы входят три взаимно перпендикулярных координатных плоскости: основная , плоскость резания и главная секущая плоскость . Индекс «с» в обозначении плоскостей указывает на использование для определения углов резца статической системы координат.
Рис. 1.29. Углы токарного проходного резца
Начало системы координат помещают в рассматриваемую точку A главной режущей кромки, для которой определяют углы резца, а координатные плоскости этой системы ориентируют в пространстве следующим образом. Основная плоскость проходит через точку A главной режущей кромки перпендикулярно вектору скорости υ главного движения резания. Плоскость резания совмещена с вектором скорости υ и касается в точке А поверхности резания на заготовке. Главная секущая плоскость проходит через точку А перпендикулярно двум рассмотренным координатным плоскостям.
Для определения угла наклона вспомогательной задней поверхности лезвия используют дополнительно к ранее перечисленным вспомогательную секущую плоскость , проводимую через точку Б вспомогательной режущей кромки перпендикулярно проекции этой кромки на основную плоскость .
Кинематическая система координат позволяет рассчитывать углы лезвия резца с учетом всех движений резания (Dг и Ds), используемых при обработке заготовки. Начало координат этой системы также, как и статической, помещают в точку А главной режущей кромки. Вторую координатную плоскость (плоскость резания) в этой системе совмещают с вектором результирующей скорости резания.
Углы резца в данной работе рассматриваются в статической системе координатных плоскостей. Поэтому все они получили название статических углов. Для упрощения названия в дальнейшем слово «статический» будет опускаться.
В главной секущей плоскости определяют передний угол gс, главный задний угол ac и угол заострения bc.
Главный задний уголac — угол в главной секущей плоскости между главной задней поверхностью лезвия резца и плоскостью резания. Он служит для уменьшения трения между главной задней поверхностью резца и поверхностью резания на заготовке. Однако чрезмерное увеличение заднего угла приводит к снижению прочности лезвия. Поэтому обычно главный задний угол резца принимают в пределах 6–12 градусов. Для обработки вязких материалов и при точении с тонкими стружками применяют резцы с большими углами aс. При резании твёрдых и хрупких материалов выбирают меньшие из ранее указанных значений главного заднего угла.
Передний угол gс — угол в главной секущей плоскости между передней поверхностью лезвия резца и основной плоскостью . Различают положительный передний угол (передняя поверхность направлена вниз от основной плоскости), угол равный нулю (передняя поверхность параллельна основной плоскости) и отрицательный передний угол (передняя поверхность направлена вверх от основной плоскости).
С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшается деформация срезаемого слоя, облегчается сход стружки, уменьшаются силы резания и расход энергии. Вместе с тем, увеличение переднего угла приводит к уменьшению прочности лезвия резца. Поэтому при использовании хрупких инструментальных материалов (металлокерамические твёрдые сплавы, минералокерамика, алмазы и др.) для повышения прочности и стойкости инструмента применяют нулевые и отрицательные передние углы, а при работе инструментом из быстрорежущих сталей, обладающих большей ударной вязкостью, — положительные передние углы (10–30 градусов).
Угол заострения bс — угол в главной секущей плоскости между передней и главной задней поверхностями резца. Уменьшение угла bc приводит к ослаблению лезвия и снижению прочности резца, а также к ухудшению отвода тепла из зоны режущих кромок.
Между рассмотренными тремя углами существует следующая зависимость:
aс + bс + gс = 90о . (1.16)
Существенное влияние на процесс резания оказывает и вспомогательный задний угол , измеряемый во вспомогательной секущей плоскости . Этот угол располагается между вспомогательной задней поверхностью резца и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости резца. Угол служит для уменьшения трения вспомогательной задней поверхности резца по обработанной поверхности заготовки. Обычно принимают = .
Кроме рассмотренных углов резец имеет углы в плане jc и , угол при вершине ec, а также угол наклона главной режущей кромки lc.
Главный угол в плане jс — угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость резца и направлением движения подачи Ds. С уменьшением угла jc увеличивается длина активной части режущей кромки, что улучшает отвод теплоты из зоны обработки и уменьшает износ инструмента. Однако при слишком малом значении угла jс резко возрастает отжим резца от заготовки и возникают вибрации, ухудшающие качество обработанной поверхности. Поэтому в зависимости от вида обработки, типа резца и жёсткости технологической системы угол jс обычно выбирают в пределах 30–90 градусов.
Вспомогательный угол в плане — угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, обратным направлению движения подачи Ds. Угол служит для уменьшения трения вспомогательной задней поверхности резца по обработанной поверхности заготовки. Для проходных резцов, обрабатывающих жёсткие заготовки, угол = 5–10о, при обработке нежёстких заготовок его принимают в пределах 30–45оградусов.
Угол при вершинеeс — угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость .
Углы jс, , eс связаны между собой зависимостью
jс + + eс = 180о . (1.17)
Углом наклона главной режущей кромки lс называют угол, расположенный в плоскости резания , между главной режущей кромкой и основной плоскостью . Этот угол считается положительным (см. рис. 1.28, б), когда вершина резца является низшей точкой режущей кромки относительно установочной плоскости Рб; отрицательным, когда вершина резца будет высшей точкой режущей кромки; равным нулю, если главная режущая кромка параллельна основной плоскости. Угол lс служит для отвода стружки в направлении к обработанной (lс > 0о) или обрабатываемой (lс < 0о) поверхности. Кроме того, положительный угол lс упрочняет вершину инструмента. Поэтому при черновой обработке и резании твёрдых материалов необходимо углу lс придавать положительные значения (15–20 о). При чистовой обработке для предотвращения царапания стружкой обработанной поверхности рекомендуют использовать резцы с отрицательными значениями угла наклона главной режущей кромки.
Дата добавления: 2021-05-28; просмотров: 514;