КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОХОДНЫХ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

Из всех видов токарных резцов наиболее распростра­ненными являются проходные резцы. Они предназначены для точения наружных поверхно­стей, подрезки торцов, уступов и т.д.

Призматическое тело про­ходного резца (рис. 2.1), как и любого другого, состоит из режущей части (головки) и державки. Головка резца со­держит переднюю 1, главную заднюю 2 и вспомогательную заднюю 3 поверхности. Пере­сечения этих поверхностей об­разуют главную 4 и вспомога­тельную 5 режущие кромки.

По передней поверхности сходит снимаемая резцом стружка. Глав­ная задняя поверхность обращена к поверхности резания, образуемой главной режущей кромкой, а вспомогательная задняя поверхность - к обработанной поверхности детали.

Указанные поверхности и режущие кромки после заточки распола­гаются под определенными углами относительно двух координатных плоскостей и направления подачи, выбираемыми с учетом кинематики станка.

За координатные плоскости (рис. 2.2) принимают две взаимно пер­пендикулярные плоскости:

1) плоскость резания,проходящую через главную режущую кром­ку, и вектор скорости резания, касательный к поверхности резания;

2) основную плоскость,проходящую через эту же кромку и нор­маль к вектору скорости резания.

Есть другое определение основной плоскости: это плоскость, прохо­дящая через векторы продольной S_пр и радиальной S_p подач; в частном случае может совпадать с основанием резца, и в этом случае возможно измерение углов резца вне станка в его статическом положении.

На рис. 2.2 представлены вид заготовки и резца в плане и геометри­ческие параметры, обязательно указываемые на рабочих чертежах рез­цов: g,a,a₁,l,j,j₁.Ниже даны определения и рекомендации по назна­чению их величин.

Передний и задний углы главной режущей кромки принято измерять в главной секущей плоскости N-N, проходящей нормально к проекции этой кромки на основную плоскость, которая в данном случае совпадает с плоскостью чертежа. Плоскость N-N выбрана в связи с тем, что именно в ней происходит деформация металла при резании.

Передний угол g - это угол между основной плоскостью и плоско­стью, касательной к передней поверхности. Величина этого угла оказы­вает на процесс резания определяющее влияние, так как от него зависят степень деформации металла при переходе в стружку, силовая и тепловая нагрузки на режущий клин, прочность клина и условия отвода тепла из зоны резания. Оптимальное значение переднего угла g определяется опытным путем в зависимости от физико-механических свойств обраба­тываемого и режущего материалов, факторов режима резания (v, S, t) и других условий обработки. Возможные значения угла g находятся в пре­делах 0...30⁰. Для упрочнения режущего клина, особенно изготовленного из хрупких режущих материалов, на передней поверхности затачивают фаску с нулевым или отрицательным передним углом (g_ф = О...-5⁰), ши­риной f , зависящей от подачи.

Задний угол a - это угол между плоскостью резания и плоскостью, касательной к задней поверхности. Фактически это угол зазора, препят­ствующего трению задней поверхности резца о поверхность резания. Он влияет на интенсивность износа резца и в сочетании с углом у влияет на прочность режущего клина и условия отвода тепла из зоны резания.

Чем меньшую нагрузку испытывает режущий клин и чем он проч­нее, тем больше значение угла а, величина которого зависит, таким обра­зом, от сочетания свойств обрабатываемого и режущего материалов, от величины подачи и других условий резания. Например, для резцов из быстрорежущей стали при черновой обработке конструкционных сталей a = 6...8°, для чистовых операций a = 10..12°.

Угол наклона главной режущей кромки l - это угол между ос­новной плоскостью, проведенной через вершину резца, и режущей кром­кой. Он измеряется в плоскости резания и служит для предохранения вершины резца А от выкрашивания, особенно при ударной нагрузке, а также для изменения направления сходящей стружки. Угол l считается положительным, когда вершина резца занижена по сравнению с другими точками главной режущей кромки и в контакт с заготовкой включается последней. Стружка при этом сходит в направлении обработанной по­верхности (от точки В к точке А), что может существенно повысить ее шероховатость. При черновой обработке это допустимо, так как после нее следует чистовая операция, снимающая эти неровности. Но при чис­товых операциях, когда нагрузка на режущий клин невелика, первосте­пенное значение приобретает задача отвода стружки от обработанной поверхности. С этой целью назначают отрицательные значения угла (-l). При этом вершина резца А является наивысшей точкой режущей кромки, а стружка сходит в направлении от точки А к точке В.

Наличие угла l усложняет заточку резцов, поэтому практические значения этого угла невелики и находятся в пределах l = +5.. .-5°.

Углы в плане j и j ₁(главный и вспомогательный)- это углы между направлением продольной подачи S_пр. и, соответственно, проекция­ми главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Главный угол в плане j определяет соотношение между толщиной и шириной срезаемого слоя. При уменьшении угла стружка становится тоньше, улучшаются условия теплоотвода и тем самым повышается стойкость резца, но при этом возрастает радиальная составляющая силы резания.

При обточке длинных заготовок малого диаметра вышесказанное может привести к их деформации и вибрациям, и в этом случае принима­ется j = 90°.

Для других случаев рекомендуется:

- при чистовой обработке j = 10.. .20°;

- при черновой обработке валов (l/d = 6...12) j= 60. ..75°;

- при черновой обработке более жестких заготовок j = 30.. .45°. Вспомогательный угол в плане j₁ оказывает влияние на высоту h

У проходных резцов обычно угол j₁ = 10...15°. С уменьшением угла j₁ до 0 величина h также уменьшается до 0, что позволяет значительно увеличить подачу, а следовательно, и производительность процесса резания.

Вспомогательный задний угол a₁, измеряемый в сечении N₁ – N₁ перпендикулярном к вспомогательной режущей кромке, принимается примерно равным a; a₁образует зазор между вспомогательной задней поверхностью и обработанной поверхностью заготовки.

Вспомогательный передний угол g₁ определяется заточкой перед­ней поверхности и на чертеже обычно не указывается.

С целью повышения прочности режущей части резца предусматри­вается также радиус скругления его вершины в плане: r = 0,1...3,0 мм. При этом большее значение радиуса применяется при обработке жестких заготовок, так как с увеличением этого радиуса возрастает радиальная составляющая силы резания.

При изготовлении и заточке резцов, кроме углов g и a в сечении N-N, часто возникает необходимость в определении этих же углов в нор­мальном и продольном сечениях державки.