1.1.3. Поверхности и координатные плоскости

для определения углов резца

Обработка резанием  это технологический процесс изготовления деталей, заключающийся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки. Резание происходит при внедрения в обрабатываемую заготовку клинообразного твердого тела  режущей части инструмента, движение которого осуществляется под действием сил привода станка.

Для осуществления резания необходимо относительное движение между заготовкой и режущим инструментом. Совокупность относительных движений инструмента и заготовки, необходимых для получения заданной поверхности, называют кинематической схемой обработки. Все принципиальные схемы обработки резанием основаны на сочетании двух элементарных движений  вращательного и прямолинейного. Так, например, при токарной обработке вращательное движение заготовки и поступательное движение резца, параллельное оси вращения заготовки, образуют суммарное движение резания по винтовой спирали (рис. 1.4, а).

Прямолинейное поступательное или вращательное движение инструмента или заготовки, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания и определяющее скорость снятия материала срезаемого слоя, называют главным движением резания D_r (ГОСТ 25762). Скорость главного движения обозначают буквой V. Прямолинейное поступательное или вращательное движение инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания, предназначенное для того чтобы распространить отделение слоя материала на всю обрабатываемую поверхность, называют движением подачи D_s. Скорость движения подачи обозначают буквой V_s.

Положение элементов рабочей части резца в пространстве определяется системой угловых размеров, называемых геометрическими параметрами. Они могут быть измерены в статической, кинематической и инструментальной прямоугольных системах координат.

Статическая система имеет начало в рассматриваемой точке на режущей кромке и ориентирована относительно направления скорости главного движения резания V, кинематическая  относительно направления результирующей скорости резания V_e, инструментальная  относительно элементов режущего инструмента, принятых за базу (для резцов  продольная и поперечная оси, опорная поверхность).

а

б

Рис. 1.4. Поверхности и плоскости при обработке токарным резцом: а – поверхности; б  координатные плоскости

На обрабатываемой заготовке при снятии стружки резцом различают следующие поверхности (см. рис. 1.4): 1  обрабатываемую, с которой снимают стружку; 2  обработанную, полученную после снятия стружки; 3  поверхность резания, образуемую на обрабатываемой заготовке непосредственно режущей кромкой резца.

Для определения углов резца принимают следующие координатные плоскости (см. рис. 1.4, б): резания 4; основную 5; главную секущую Р_ и вспомогательную секущую Р_1.

Плоскостью резания Р_n называется координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости 4 (см. рис. 1.4, б).

Основной называется Р_v плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного направлению скорости главного или результирующего движения резания в этой точке. У токарных резцов с призматическим телом за основную плоскость может быть принята нижняя опорная поверхность 5 (см. рис. 1.4, б).

Главной секущей плоскостью Р_ называется плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания (см. рис. 1.5).

Рис. 1.5. Углы резца

Вспомогательной секущей плоскостью называется плоскость Р_1, перпендикулярная проекции ↆ††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††резца следует различать главные и вспомогательные углы. Главные углы измеряются в главной секущей плоскости Р_ (см. рис. 1.5). К ним относятся: задний угол, угол заострения, передний угол и угол резания. Главным задним углом  называется угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания; углом заострения   угол между передней и главной задней поверхностями резца; передним углом   угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания; углом резания   угол между передней поверхностью и плоскостью резания.

Как видно из рис. 1.5, при положительном значении переднего угла  между углами существуют зависимости:

 +  +  = 90°;	(1)
 +  = ;	(2)
 +  = 90°;	(3)
 = 90°  .	(4)

Кроме углов, измеряемых в главной секущей плоскости, у резца следует различать вспомогательные углы, измеряемые в вспомогательной секущей плоскости Р₁ (см. рис. 1.5), перпендикулярной проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

Вспомогательным задним углом ₁ называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости. Во вспомогательной секущей плоскости измеряется также и вспомогательный передний угол ₁.

Следует также различать углы в плане и угол наклона главной режущей кромки (см. рис. 1.5). Углы в плане измеряются в основной плоскости. Главным углом в плане  называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи, вспомогательным углом в плане ₁  угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи, углом при вершине  в плане  угол между проекциями главной и вспомогательной режущими кромками на основную плоскость. Как видно из рис. 1.5, сумма углов в плане равна 180°, т. е.

(5)

Углом наклона  главной режущей кромки называется угол между режущей кромкой и плоскостью, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости (см. рис. 1.5 и 1.6). Этот угол измеряется в плоскости резания и считается положительным, когда вершина резца является наинизшей точкой режущей кромки (рис. 1.6, а), отрицательным, когда вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки (рис. 1.6, в), и равным нулю  при главной режущей кромке, параллельной основной плоскости (рис. 1.6, б).

В кинематической системе координат углы резца могут быть определены при известных статических углах по формулам:

к = c  ;	(6)
к = c + ,

где   угол скорости резания между направлениями скоростей главного движения резания V и результирующей скоростью резания V_е,  = arctg (S_о / D);

S_о  подача на оборот, мм/об.;

D  диаметр обрабатываемой поверхности.

а б в

Рис. 1.6. Угол наклона главной режущей кромки резца

На угловые параметры резца влияет погрешность установки его на станке. Выдержать указанные на чертеже углы можно, если вершину резца установить точно по высоте и перпендикулярно линии центров станка. Если известна погрешность установки резца относительно высоты центров станка ( h) , то фактические углы определяют по формулам:

ф =   arcsin 2h / D;	(7)
ф =   arcsin 2h / D.	(8)

Угловые параметры резца могут изменяться при образовании нароста и износе поверхностей и режущих кромок лезвия в процессе резания, при установке резца, что приводит к снижению периода стойкости инструмента и изменению шероховатости обработанной поверхности.