Геометрические параметры режущей части

Уфимский государственный авиационный

 

Взаимное расположение передних и задних поверхностей, а также главных и вспомогательных режущих кромок режущей части инструментов определяются при помощи углов, называемых геометрическими параметрами. Геометрические параметры, присущие режущим элементам различных инструментов, могут быть рассмотрены на примере проходного токарного резца (рис. 3). У токарных резцов различают: 1) углы в плане; 2) угол наклона главной режущей кромки; 3) основные углы резца и 4) вспомогательные углы резца. Для определения углов резца необходимо задаться координационными плоскостями. Такими плоскостями являются основная плоскость и плоскость резания. Основной плоскостью является плоскость параллельная продольной и поперечной подачам станка и проходящая через основание резца (см. рис. 1). Плоскостью резания является плоскость, проходящая через главную режущую кромку резца перпендикулярно основной плоскости.

Рассмотрим углы в плане и угол наклона главной режущей кромки, расположив режущую часть резца в пространственную прямоугольную систему координат с осями X, Y, Z. При этом геометрическую ось резца поместим параллельно оси Y, а нижняя опорная плоскость корпуса (основание резца) совмещена с горизонтальной (основной координатной) плоскостью XY. При этом ось вращения обрабатываемой заготовки должна быть параллельна оси X, арасстояния от этой оси и от точки 1 вершины резца до плоскости XY одинаковы. В этом случае принято говорить, что «резец установлен на высоте оси вращения заготовки». Предполагается так же, что при продольной обработке движение подачи s направлено вдоль оси Х для врезания главной режущей кромки в заготовку.

Рис. 3. Угловые параметры, опреде-ляющие положение главной и вспомогательной режущей кромок: XY – основная плоскость

Условно исходной точкой приложения подачи принимается вершина резца 1 (рис. 4).

Рис. 4 Определение угла наклона главной режущей кромки

Таким образом, согласно построению главным углом в плане j называется угол, измеряемый в горизонтальной плоскости между проекцией на нее вектора подачи и проекцией главной режущей кромки. Вспомогательным

На чертежах положение главной и вспомогательной режущих кромок определяется в координатной основной плоскости XY. Для этого главная и вспомогательная режущие кромки проецируются на эту плоскость. Проекцией главной режущей кромки является линия 1′-2′. Она образует с проекцией вектора подачи D_s угол j. Проекция вспомогательной режущей кромки 1′ – 3′ образует с линией проекции вектора подачи D_s угол j′. Углы j и j′ называются углами резца в плане. Вспомогательным углом в плане j′, называется угол, измеряемый в горизонтальной координатной плоскости между проекцией на нее вспомогательной режущей кромки и линией, на которой лежит вектор подачи.

Главная режущая кромка может быть параллельна или наклонена под некоторым углом l к основной плоскости XY. При этом резцы своими нижними опорными плоскостями совмещены с плоскостью XY. Вершины резцов лежат на одной линии, параллельной оси XY. Резцы установлены так, что их главные режущие кромки лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости XY.

Возможны три положения главной режущей кромки. У резца А вершина является самой низкой точкой главной режущей кромки. Главная режущая кромка образует в этом случае положительный угол l. У резца Б главная режущая кромка целиком лежит на линии М-М, в связи с чем угол l = 0. У резца В вершина является наивысшей точкой главной режущей кромки, а сама главная режущая кромка лежит под линией М-М, образуя с ней отрицательный угол l.

Углы j и l однозначно определяют положение в пространстве главной режущей кромки. В свою очередь, она, как линия, принадлежащая передней и главной задней поверхностям, определяет их положение в пространстве. Однако, чтобы полностью задать положение передней и главной задней поверхностей, необходимо для каждой из них задать еще по одному угловому параметру. Для передней поверхности – это передний угол g, а для главной задней поверхности – главный задний угол a.

Для того чтобы можно было измерить эти углы вводят дополнительно секущую плоскость – главную секущую плоскость А–А (рис. 5). Главная секущая плоскость – это плоскость перпендикулярная проекции главной режущей кромки на основную плоскость XY.

Передний угол g измеряется в главной секущей плоскости между линиями пресечения ее с передней поверхностью и горизонтальной основной плоскостью. Он может быть положительным, равным нулю или отрицательным.

Главный задний угол a измеряется в главной секущей плоскости между линиями пересечения ее с главной задней поверхностью и вертикальной плоскостью резания. Положение передней поверхности относительно главной задней поверхности определяет форму клина режущей части и характеризуется углом b (угол заострения). Он измеряется в главной секущей плоскости между линиями пересечения ее с передней и главной задней поверхностями. Таким образом a+ b ± g =90°. Сумма углов a + b = d называется углом резания d = 90 ± g.

 

 

Рис. 5. Углы резца в главной и вспомогательной секущих плоскостях

 

Положение передней поверхности и угол j', однозначно определяют положение вспомогательной режущей кромки. Для полного определения положения вспомогательной задней поверхности используют вспомогательный задний угол a₁. Его измеряют в сечении режущей части резца вспомогательной секущей плоскостью В–В (см. рис. 5). Она перпендикулярна проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость XY. Вспомогательный задний угол a₁ измеряется во вспомогательной секущей плоскости между линиями пересечения ее вспомогательной задней поверхностью и вертикальной плоскостью.

Величина переднего угла g оказывает существенное влияние на процесс стружкообразования. Величина угла g колеблется в широких пределах от +25 до –10°.

Чем больше величина угла заострения b, тем прочнее режущая часть инструмента и тем лучше условия отвода тепла от режущего лезвия.

Главный задний угол a необходим для уменьшения трения между обрабатываемой деталью и резцом. Обычно угол a принимается в пределах 6-12°.

Главный угол в плане j, в зависимости от условий обработки принимается равным от 10…90°. Наиболее часто используют резцы с углом j=45°. Чем меньше угол j тем более чистой получается поверхность. Но с уменьшением угла j увеличивается отжим резца от заготовки, снижается точность обработки, и могут возникнуть вибрации. Вспомогательный угол в плане j₁ оказывает большое влияние на чистоту обработанной поверхности и в зависимости от условий обработки выбирается от 0 до 30°.

Величина углов в плане j и j´ определяет значение угла при вершине резца ε. Этот угол определяется между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость

j + j´+ ε = 180°.

Чем больше этот угол, тем лучше условия отвода тепла от режущих кромок, тем больше стойкость резца.

Угол l влияет на массивность головки резца и направление схода стружки. При нулевом или положительном значении угла l стружка сходит в направлении, обратном подаче и при этом наматывается на заготовку и царапает обработанную поверхность. Но положительное значение l делает головку резца массивнее и более стойкой, а потому при обдирочных работах, когда не предъявляется высоких требований к качеству обработанной поверхности, рекомендуется положительное значение l (до +5).

У резцов с отрицательными значениями угла l направления схода стружки обратные, т. е. от обработанной поверхности к обрабатываемой, но при этом ослабляется головка резца. Поэтому резцы с отрицательными значениями угла l применяются при чистовой обработке.