Milling-master.ru

В помощь хозяину
181 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Углы режущего инструмента

Части и углы резца

Резец состоит из двух, обычно неразъёмных частей, одна из которых рабочая именуемая головкой, а другая это тело самого инструмента или как его ещё называют «стержень», за который он непосредственно фиксируется на станке.

Всем геометрическим элементам, которые имеются на головке резца, для облегчения понимания и восприятия присвоены собственные названия.

Передняя грань – поверхность головки инструмента, по которой в процессе резания сходит стружка.

Задняя грань – поверхность головки инструмента, которая обращена к предмету, подлежащему обработке.

Режущая кромка – с точки зрения геометрии это линия, лежащая на пересечении передней и задних плоскостей граней. Она может быть главной и вспомогательной, при этом главная будет выполнять основную часть технологического процесса связанного с разделением металла.

Главная задняя грань – это задняя грань головки, которая примыкает к главной режущей кромке.

Вспомогательная задняя грань – это соответственно задняя грань, примыкающая к вспомогательной кромке.

Вершиной резца является то место, в котором сводятся воедино главная режущая кромка и вспомогательная. Вершина резца, если рассматривать его в плане, может быть закруглена или выполнена в виде прямой линии.

Части резца и элементы его головки

Задняя грань, примыкающая к главной режущей кромке, называется главной задней гранью; примыкающая к вспомогательной кромке – вспомогательной задней гранью.

Вершиной резца является место сопряжения главной режущей кромки со вспомогательной. Вершина резца может быть в плане острой, закругленной или в виде прямой линии, называемой переходной кромкой.

Углы резца

Геометрическая форма резца характеризуется его углами, которые могут быть, как главными, так и вспомогательными, а так же углами наклона главной режущей кромки и углами в плане.

Главные углы резца

Передний угол γ – угол, который образуется между плоскостью, которая будет находиться перпендикулярно плоскости резания и передней гранью резца.

Главный задний угол α – угол, который образуется между плоскостью резания и главной задней гранью резца.

Угол резания δ – угол, который образуется между плоскостью резания и передней гранью резца.

Угол заострения β – угол, который образуется между главной задней и передней гранями.

Углы резца в плане

Главный угол в плане φ – называется угол, образованный между проекцией линии режущей кромки на основную плоскость и вектором направления подачи.

Вспомогательный угол в плане φ 1 – называется угол, образованный между проекцией линии вспомогательной кромки на основную плоскость и вектором направления подачи.

Угол наклона главной режущей кромки

Углом наклона главной режущей кромки λ – называется угол, который формируется между режущей кромкой и условной линией, проходящей параллельно основной плоскости через вершину резца.

Наклон режущей кромки

Угол наклона может считаться положительным, если вершина резца будет максимально низкой точкой режущей кромки. Он будет отрицательным, если угол наклона будет самой высокой точкой кромки. И будет равным нулю, если главная режущая кромка будет проводиться параллельно основной плоскости.

Углы режущего инструмента;

Углы рассматриваются в трех системах координат:

Инструментальная система – прямоугольная система координат с началом в вершине режущего инструмента и ориентированная относительно поверхностей инстру­мента принятых за базу. Применяется для изготовления, заточки и контроля инструмента.

Статическая система – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки и ориентированная относительно направления вектора скорости главного движения (V). Применяется для приближенных расчетов углов инструмента и для учета их изменения при установке инструмента на станок.

Кинематическая система – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки и ориентированная относительно направления вектора скорости результирующего движения (Ve).

Для определения углов рассматривают следующие плоскости:

1. Основная плоскость Pv – плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно к направлению вектора скорости главного движения (V) (в ССК) или результирующего движения резания (Ve) (в КСК). В инструментальной системе координат за направление вектора скорости резания принимается перпендикуляр к конструкторской установочной базе резца (прямоугольного сечения). Основную плоскость в инструментальной системе координат будем обозначать Рvи, в статической — PVС, в кинематической — PVК.

2. Плоскость резания Pn – плоскость, касательная к главной режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости (соответственно — Pnи, Pnс, Pnк).

3. Главная секущая плоскость Pt — плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания (перпендикулярная проекции главной режущей кромки на основную плоскость) (соответственно – Рτи, Рτс, Рτк).

4. Вспомогательная секущая плоскость Pt1 – плоскость, перпендикулярная проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость (соответственно – Рτ1и, Рτ1с, Рτ1к).

5. Рабочая плоскость Ps – плоскость, в которой расположены векторы скоростей главного движения и движения подачи. В ИСК это плоскость III – III, перпендикулярная плоскостям I – I и II — II.

Углы резца разделяются на главные (измеряются в главной секущей плоскости), вспомогательные углы (измеряются во вспомогательной секущей плоскости) и углы в плане (измеряются в основной плоскости).

Читать еще:  Инструмент обратный молоток

К главным углам относятся:

g — передний угол;

a — главный задний угол;

d — угол резания;

b — угол заострения.

К вспомогательным углам относятся:

g1 – вспомогательный передний угол;

1 – вспомогательный задний угол.

К углам в плане относятся:

j — главный угол в плане;

j1 – вспомогательный угол в плане;

e — угол при вершине.

Кроме того, рассматривают угол наклона главной режущей кромки l, который измеряется в плоскости резания.

В различных системах координат определение углов аналогичны – углам и плоскостям, которые их образуют и в которых они рассматриваются, присваивается обозначение системы координат, например gи, gс, gк и т.п.

Передний угол g — угол между основной плоскостью и передней поверхностью инструмента (может быть положительным, отрицательным или равным нулю);

главный задний угол a — угол между плоскостью резания и главной задней поверхностью;

угол резания d — угол между передней поверхностью и плоскостью резания;

угол заострения b — угол между передней и главной задней поверхностями;

главный угол в плане j — угол между плоскостью резания и рабочей плоскостью;

вспомогательный угол в плане j­­1 – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и рабочей плоскостью;

угол при вершине e — угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

угол наклона главной режущей кромки l — угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью;

вспомогательный задний угол a1 — угол между вспомогательной задней поверхностью и перпендикуляром к основной плоскости.

Рассмотрим конструктивные элементы и геометрию спирального сверла.

Рис.9 Конструкция спирального сверла

Конструктивные элементы сверла(рис.9):

l – рабочая часть, включающая в себя режущую и направляющую части; l1 — режущая часть, имеющая главные режущие кромки 3; l2 – направляющая часть, имеющая ленточки 5 и стружечные винтовые канавки и служит для направления сверл в отверстие; l3 – крепежная часть (состоит из шейки 7, хвостовика8, лапки 9); 1 – передняя поверхность; 2 – главная задняя поверхность; 3 – главная режущая кромка; 4 – поперечная кромка (перемычка) – определяет жесткость и прочность сверла и отрицательно сказывается на процесс сверления из-за отрицательного переднего угла на данной кромке; 5 – ленточка, часть которой (длиной ) служит вспомогательной режущей кромкой (6).

К геометрическим параметрам сверла относятся (рис. 10):

2j — двойной угол в плане при вершине — это угол, заключенный между проекциями главных режущих кромок на плоскость, проходящую через ось сверла параллельно главным режущим кромкам (=118-120 о );

w — угол наклона винтовой канавки – это угол между касательной к винтовой канавке и осью сверла (w=18-30°);

y — угол наклона поперечной кромки – это угол между проекциями главной режущей кромки и поперечной кромки на плоскость перпендикулярную оси сверла (y=50 — 55°).

Углы токарного резца

Токарная обработка деталей предполагает применение разных видов резцов: проходные, расточные, резьбовые, фасонные. Они проводят черновую и чистовую обработку поверхностей детали, внутреннюю выборку, нарезание резьбы. Классификация токарных резцов имеет много признаков. Они конструктивно сформированы следующими основными частями: державкой, рабочей головкой (у некоторых видов резцов может быть сменной).

Под правильной заточкой понимают придание определённой геометрической формы головке резца — обеспечение требуемых значений угловых параметров.

Правильная ориентация режущей кромки определяется трёмя плоскостями. Имеют, установленные стандартами, названия: передняя, задняя и дополнительная (вспомогательная).

Вдоль первой происходит движение образовавшейся стружки. Она именуется главной задней поверхностью. Вторая, направлена вдоль задней поверхности резца. Её называют вспомогательной задней поверхностью. Обе поверхности резца называют кромками. Они повёрнуты лицевой стороной к обрабатываемой детали. Во время заточки уделяется внимание характеристикам встречи обеих кромок. Неправильная операция снижает качество обработки. Приводит к механическому повреждению резца.

Особый интерес представляет точка пересечения плоскостей, называемая вершиной. На неё приходится самая большая нагрузка.

Углы, определяющие характеристики резца делятся на следующие категории:

  • главные (в количестве двух);
  • вспомогательные (такое же количество);
  • углы в плане или в проекции (рассматриваются три угла).

Структура резца и его главные углы

Величины перечисленных показателей зависят от следующих характеристик:

  • формы выбранной заготовки;
  • назначения и конструкции резцов;
  • заданного качества обработки;
  • материала режущей головки (если она съёмная);
  • физических и механических характеристик металла изделия;
  • допустимого припуска;
  • скоростью вращения шпинделя.

Конструктивно резцы имеют четыре вида:

  • прямой (у них державка и головка располагается в двух вариантах, вдоль одной оси или на двух параллельных осях);
  • изогнутый (имеет изогнутую державку);
  • отогнутые (отклонён в сторону от направления поступательного движения заготовки);
  • оттянутый (ширина головки меньше в размерах, чем державка). Большое значение для формы наконечника играет качество требуемой операции. Их подразделяют на следующие категории:
  • черновая обработка (называют обдиркой);
  • получистовая;
  • чистовая;
  • прецизионная (высокой точности).

При задании углов обращают внимание на сторону подачи. Процесс может происходить слева или справа.

Читать еще:  Инструмент для рубки

Типы токарных резцов

Основной называется плоскость, ориентированная вдоль движения резца. Располагается перпендикулярно по отношению к предыдущей — называется плоскостью резания.

Третьей является вспомогательная плоскость. Её след определяет углы резца. Для получения качественного изделия внимание обращают на угол резания и заострения.

Главные углы

Один получил наименование — главный передний угол. Второй соответственно именуется — главный задний.

Каждый влияет на результат обработки:

  • Первый непосредственно определяет качество удаляемой поверхности (получаемой стружки). Если он увеличивается — происходит повышенная деформация в верхнем слое. Небольшое значение позволяет инструменту значительно легче удалять лишний металл. Не вызывает повышенного сжатия данного слоя. Существенно облегчает процесс снятия и отведения лишнего металла.
  • Увеличение численной величины второго ослабляет надёжность крепления инструмента на резцедержателе. Способствует возрастанию частоты и амплитуды колебаний. Изменение характеристик увеличивает скорость износа резца. Уменьшение величины увеличивает площадь контакта режущей кромки с обрабатываемой поверхностью. Влечёт рост температуры резца.

Угол наклона режущей кромки резца

Вспомогательные углы

Расположены на вспомогательной плоскости. Первый образован её угловой разницей с направлением, ориентированным продолжением режущей кромки.

Вторым является параметр, сформированный отрезком прямой, проходящей через вершину и поверхность расположения кромки.

Углы в плане

Для режущего инструмента они имеют следующие названия углов в плане:

  • главный угол;
  • вспомогательный;
  • угол, расположенный у вершины.

Первый образуется между плоскостью расположения проекции кромки с главной плоскостью инструмента.

Второй определяется между продолжением проекции режущей кромки с плоскостью, направленной по движению заготовки.

Углы резца в плане

Третий находится между первой перечисленной плоскостью с основной плоскостью.

Численные значения параметра, расположенного у вершины могут принимать положительные и отрицательные значения. Положительным он получается, когда вершина места заточки находится на нижней точке обрабатываемой детали. Знак минус — вершина достигает высшей точки.

Измерение углов резца

Каждый образец проходит процедуру измерения перечисленных характеристик. Их проводят с использованием специальных измерительных приборов. Используют настольный угломер, или механический, оснащённый нониусом. Полученные результаты обязательно фиксируются в журнале.

Первый тип измерителя позволяет определять параметры углов, расположенных на главной плоскости. Конструктивно он состоит из следующих деталей:

  • массивного основания;
  • стойки с перемещающимся шаблоном (для задания направления плоскостей);
  • измерительного сектора (оснащённого градусной линейкой);
  • стопорный винт (для фиксации полученного направления).

Измерение углов токарного резца

Последовательность проведения измерений производится следующим образом. Выбранный образец размещается на основании. Поверхность кромки совмещают с одной плоскостью стойки. Вторую направляют параллельно исследуемой кромки. Полученные значения на градусной линейке являются значением измеряемого показателя. Обязательным условием проведения измерений считается обеспечение плотного прилегания шаблона к соответствующей поверхности резца.

Измерение таких специфических параметров, как углы в плане осуществляется механическим угломером, оснащённым нониусом. Его конструкция включает следующие основные элементы:

  • двух специальных секторов, каждая из которых имеет свою угловую шкалу;
  • двух независимых измерительных направляющих;
  • специального подвижного нониуса.

Последовательность проведения измерений несколько отличается от последовательности операций настольного угломера.

Специальная стойка для измерения углов резца

Для получения точного значения параметра необходимо точно совместить одну планку с боковой поверхностью корпуса. Режущую кромку следует направить параллельно второй планке. Численные значения считывают с помощью имеющегося встроенного нониуса. Полученные значения фиксируются в документации.

Геометрия токарного резца – углы, поверхности, плоскости

К основным режущим инструментам, используемым при токарной обработке, относится резец, геометрические параметры которого определяют его технические возможности, точность и эффективность обработки. Разбираться в таких параметрах должен любой специалист, решивший посвятить себя токарному делу, поскольку правильный выбор углов резца увеличивает как продолжительность эксплуатации инструмента, так и производительность обработки.

Параметры токарных резцов

Любой токарный резец образуют державка, необходимая для фиксации инструмента в держателе токарного станка, и рабочая головка, обеспечивающая резание металла. Для рассмотрения геометрических параметров токарного резца за образец лучше взять проходной инструмент.

На режущей части токарного резца данного типа выделяют три поверхности:

  • переднюю (по ней в ходе обработки заготовки осуществляется сход металлической стружки);
  • задние – главную и вспомогательную (обе повернуты своей лицевой частью к обрабатываемой детали).

Кромка инструмента, называемая режущей (и непосредственно участвующая в обработке), образована пересечением его передней и главной задней поверхностей. В геометрии токарного резца выделяют и вспомогательную режущую кромку. Она, соответственно, образована пересечением передней поверхности со вспомогательной задней.

Точку, в которой пересекаются главная и вспомогательная режущие кромки, принято называть вершиной резца. Последняя при резании металла испытывает колоссальные нагрузки, приводящие к ее поломке. Чтобы повысить стойкость вершины резца, ее в процессе заточки не заостряют, а немного скругляют. Это требует введения такого параметра, как радиус при вершине. Есть и еще один способ увеличения стойкости вершины токарного резца – формирование переходной режущей кромки, имеющей прямолинейную форму.

Важнейшими геометрическими параметрами резцов для токарной обработки являются их углы, которые определяют взаимное расположение поверхностей инструмента. Параметры углов варьируются в зависимости от разновидности токарного резца и от ряда других факторов:

  • материала изготовления инструмента;
  • условий его работы;
  • характеристик материала, который предстоит обрабатывать.
Читать еще:  Маркировка углеродистой инструментальной стали

Углы резцов для токарной обработки

Чтобы правильно определять углы токарного инструмента, их точные величины, их рассматривают в так называемых исходных плоскостях.

Углы и плоскости токарного резца

  • Основная плоскость параллельна направлениям подач токарного резца (продольной и поперечной) и совпадает с его опорной поверхностью.
  • Плоскость резания включает главную режущую кромку и проходит по касательной по отношению к поверхности обработки. Эта плоскость перпендикулярна к основной.
  • Главная секущая плоскость пересекает главную режущую кромку и располагается перпендикулярно по отношению к проекции, которую данная кромка откладывает на основную плоскость. Есть еще и вспомогательная плоскость секущего типа, которая, соответственно, перпендикулярна проекции, откладываемой на основную плоскость вспомогательной режущей кромкой.

Углы токарных резцов, как уже говорилось выше, измеряются именно в данных плоскостях и те из них, которые измеряют в плоскости, называемой главной секущей, обозначают как главные. Это, в частности, главный передний, главный задний углы, а также углы заострения и резания.

Угол наклона режущей кромки резца

Одним из важнейших считается главный задний угол токарного резца, который минимизирует трение, возникающее при взаимодействии задней поверхности инструмента с деталью, которую в данный момент обрабатывают (а значит, уменьшает нагрев резца и продлевает срок его службы). Образуется этот угол поверхностью резца (главной задней) и плоскостью резания. Выбирая данный угол при заточке инструмента, учитывают тип обработки и материал заготовки. При этом следует знать, что сильное увеличение размера заднего угла приводит к быстрому выходу токарного резца из строя.

Прочность и стойкость режущего инструмента, усилия, возникающие в ходе обработки, определяются параметрами переднего угла. Он находится между передней поверхностью токарного резца и плоскостью, в которой расположена главная режущая кромка (эта плоскость перпендикулярна плоскости резания). При заточке токарного резца, учитывают ряд факторов, влияющих на величину данного угла:

  • материал заготовки и самого инструмента;
  • форму передней поверхности;
  • условия, в которых резец будет использоваться.

Порядок заточки поверхностей токарного резца

Увеличение значения переднего угла, с одной стороны, позволяет улучшить чистоту обработки, а с другой – провоцирует снижение прочности и стойкости токарного резца. Такой угол, получаемый в результате заточки, может иметь положительное и отрицательное значение.

Токарные резцы с передними углами, которые имеют отрицательные значения, отличаются высокой прочностью, но выполнять обработку такими инструментами затруднительно. Обычно заточку с передним углом, который имеет положительное значение, используют, когда предстоит обработка заготовки из вязкого материала, а также когда материал изготовления инструмента отличается высокой прочностью.

Резцы с передними углами, имеющими отрицательное значение, применяют при обработке материалов с высокой твердостью и прочностью, при выполнении прерывистого резания, когда материал изготовления инструмента не обладает достаточной прочностью на изгиб и плохо воспринимает ударные нагрузки.

Параметрами, характеризующими геометрию резца для токарной обработки, также являются углы резания и заострения. Угол резания, величина которого может варьироваться в пределах 60–100 0 , находится между поверхностью инструмента, называемой передней, и плоскостью резания.

Величина данного угла напрямую зависит от твердости, которой обладает обрабатываемый металл: чем она выше, тем больше его значение. Угол заострения полностью соответствует своему названию, он измеряется между главной передней и главной задней поверхностями инструмента и характеризует степень заострения его вершины.

Характеризуют токарный резец и углы в плане. Это главный, измеряемый между направлением продольной подачи и проекцией, которую откладывает главная режущая кромка на основную плоскость, и вспомогательный, образуемый проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением продольной подачи.

Контроль углов резца

При заточке указанные углы выбираются не произвольно, а в зависимости от типа токарной обработки и жесткости, которой обладает система «станок – инструмент – заготовка». Так, обработку большей части металлов можно проводить инструментами с главным углом в плане, равным 45 0 , но тонкие и длинные заготовки следует обрабатывать резцами, у которых величина этого угла находится в промежутке 60–90 0 . Это необходимо для того, чтобы исключить прогиб и дрожание детали.

Вспомогательный угол в плане одновременно коррелирует с чистотой обработки и со стойкостью резца. С его уменьшением возрастает чистота обработки и увеличивается стойкость инструмента.

Помимо рассмотренных выше в геометрии токарных резцов различают углы:

  • при вершине (измеряемый между проекциями, которые откладывают на основную плоскость главная и вспомогательная режущие кромки).
  • наклона главной режущей кромки (образуется линией, которая параллельна основной плоскости и проходит через вершину резца, и самой режущей кромкой; защищает самую уязвимую часть резца – его вершину – от разрушения).

Рекомендуем вам посмотреть видео, в котором опытный преподаватель-практик подробно рассказывает обо всех тонкостях строения токарных резцов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector