Геометрия резца элементы режима резания при точении

Для токарной обработки применяют резцы. Резец состоит из тела (стержня) и головки (режущей части). Стержень служит для закрепления резца в резцедержателе станка.

На головке резца различают следующие элементы (рис. 7): переднюю поверхность 1, по которой сходит стружка; задние поверхности (главную (5) и вспомогательную (6), обращенные к обра­батываемой заготовке); режущие кромки (главную (2), образованную пересечением передней и главной задней поверхностей, и вспомогательную (3), образован­ную пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей); вершину резца (4) - место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок

Углами в плане (рис. 8) называются углы между режущими кромками резца и направлением подачи: (φ - главный угол в плане, 1 - вспомогательный угол в плане, е — угол при вершине, е=180°- φ - φ1). Углы фиф зависят от заточки и установки резца, а угол е — только от заточки. При малом угле φ в работе участвует большая часть режущей кромки, улучшается отвод тепла, повышается стойкость резца. При большом угле φ работает меньшая часть режущей кромки,

Рис. 8. Углы резца в плане. Рис. 9. Основные углы резца.

Когда возникает опасность ее прогиба применяют резцы с большим углом φ, так как при этом отжимающее усилие будет меньше. Для формоизменения заготовок большого диаметра выбирают φ =30-45°, для тонких (нежестких) - φ =60-90°.

Вспомогательный угол φ1 - угол между вспомогательной кромкой и направлением подачи. Если φ1 мал, то из-за некоторого отжима резца вспомогательная кромка врезается в обработанную поверхность и портить ее. Большой угол φ1 неприемлем из-за ослабления вершины резца. Обычно φ 1=10-30°.

Основные углы резца (рис. 9): передний угол у, главный задний угол а, угол заострения γ, угол резания 5. Угол наклона режущей кромки α- угол между режущей кромкой и опорной плоскостью резца.

При малом угле α возможно трение главной задней поверхности по поверхности резания. При большом угле α ослабляется режущая кромка. Главный задний угол CF6-12".

От переднего угла δ зависит сход стружки: при малых значениях переднего угла стружка круто загибается, что повышает сопротивление резанию, вызывает вибрации и ухудшение качества поверхности. При увеличении угла δ сход стружки облегчается, но ослабляется режущая кромка резца. Угол у выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала в пределах 10-30°. Углы а и у образуются при заточке резца, а углы (3 и 5 являются производными от углов а и у).

Элементы режима резания: глубина резания, подача, скорость резания.

Глубина резания (t, [мм]) - величина срезаемого слоя за один проход резца, измеряемая в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности. Назначается в зависимости от вида обработки: черновая -1,5-5 мм, получистовая -0,5-1,5 мм, отделочная - 0,005-0,02 мм.

Подача (S, [мм/об]) - величина перемещения режущей кромки в направлении движения подачи за один оборот заготовки.

Рис. 10.

Скорость резания (V, [м/мин - для методов лезвийной обработки, м/с - все методы абразивной обработки]) - путь, проходимый режущим инструментом от­носительно обрабатываемой поверхности в направлении движения резания в еди­ницу времени. При черновом режиме обработки назначается максимальная ско­рость резания с учетом прочности инструмента и мощности привода, при чистовом - в зависимости от величины шероховатости.

ГЕОМЕТРИЯ ФРЕЗЫ. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ

Фрезерование осуществляется при помощи режущего инструмента, называемого фрезой Режущие зубья могут быть расположены как на цилиндрической поверхности, так и на торце. Каждый зуб фрезы представляет собой простейший инструмент -резец (рис, 10).

Поверхности и режущие кромки зубьев фрез имеют следующие названия (по аналогии с резцами):

Рис. 10. Сравнение резца и зуба фрезы: передняя поверхность зуба 1 - поверхность, по которой сходит стружка; задняя поверхность зуба 4 - поверхность, обращенная в процессе резания к поверхности резания;

спинка зуба 5 - поверхность, смежная с передней поверхностью одного зуба и задней поверхностью соседнего; торцовая плоскость - плоскость фрезы,

перпендикулярная к ее оси;

осевая плоскость - плоскость, проходящая через ось фрезы и рассматриваемую точку на ее режущей кромке;

режущая кромка 2 - линия, образованная пересечением передней и задней поверхностей зуба; главная режущая кромка - кромка, выполняющая основную работу резания. У цилиндрических фрез главная режущая кромка может быть прямолинейной (по образующей цилиндра), наклонной к образующей цилиндра и винтовой. Вспомогательной режущей кромки у цилиндрических фрез нет.

Рис. 11. Форма зубьев фрезы.

У фрез, работающих торцовыми зубьями, как и у резцов, различают: главную режущую кромку - кромку, расположенную под углом к оси фрезы; вспомогательную

режущую кромку - кромку, расположенную на торцовой части фрезы; переходную режущую кромку - кромку, соединяющую главную и вспомогательную режущие кромки.

В зависимости от поверхности, по которой производится затачивание фрезы, различают две конструкции зубьев; остроконечный зуб - зуб, затачиваемый, но задней поверхности (рис. 11, а); затылованный зуб - зуб, затачиваемый только по передней поверхности (рис. 11,6). Различают следующие элементы зуба. Высота h - расстояние между точкой режущей кромки зуба и дном канавки, измеренное в радиальном сечении фрезы перпендикулярно к его оси (рис. 10).

Ширина задней поверхности зуба (фаска 3, рис. 10) - расстояние от режущей кромки до линии пересечения задней поверхности зуба с его спинкой, измеренное в направлении, перпендикулярном к режущей кромке.

Окружной шаг зубьев - расстояние между одноименными точками режущих кромок двух смежных зубьев, измеренное по дуге окружности с центром на оси фрезы и в плоскости, перпендикулярной к этой оси. Окружной шаг может быть равномерным и неравномерным.

Канавка (рис. 10, позиция 6) - выемка для отвода стружки, ограниченная передней поверхностью одного зуба и задней поверхностью и спинкой соседнего зуба. Канавки делятся на прямые и винтовые.

Скорость резания при фрезеровании V [м/мин] - длина пути, которую проходит за одну минуту наиболее удаленная от оси вращения точка главной режущей кромки.

При фрезеровании различают следующие виды подач: подачу на один зуб, подачу на один оборот и минутную подачу. По направлению различают продольную, поперечную и вертикальную подачи.

Подачей на зуб (S_z, мм/зуб) называется величина перемещения стола с об­рабатываемой заготовкой или фрезы за время ее поворота на один зуб.

Подачей на один оборот фрезы (So, мм/об) называется величина перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за один оборот фрезы.

Минутной подачей (8м, мм/мин) называется величина относительного перемещения стола с обрабатываемой заготовкой или фрезы за одну минуту.

Для всех видов фрезерования различают глубину резания и ширину фрезерования. Глубина фрезерования ft расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Ширина фрезерования (В) - ширина обработанной за один проход поверхности.

При фрезеровании цилиндрическими и дисковыми фрезами различают встречное фрезерование (фрезерование против подачи) и попутное фрезерование (фрезерование по подаче).

Встречным называется фрезерование, которое осуществляется при противо­положных направлениях движения фрезы и обрабатываемой заготовки в месте их контакта.

Попутное фрезерование производится при совпадающих направлениях вращения фрезы и движения обрабатываемой заготовки в месте их контакта.

При встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина среза нарастает плавно и нагрузка на станок нарастает также постепенно.

При попутном фрезеровании в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой фреза испытывает удар, так как именно в этот момент срезается слой металла максимальной толщины. При попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, а стол - к направляющим, что обеспечивает лучшее качество поверхности изделия.

При прочих равных условиях стойкость фрезы при попутном фрезеровании выше, чем при встречном, кроме случаев работы по твердой корке. Недостатком встречного фрезерования является стремление фрезы оторвать заготовку от поверхности стола.

При обработке резанием на станках, заготовке и режущему инструменту сообщают необходимые движения. Движение, при котором срезается стружка с заготовки, называют рабочим движением. Все остальные движения - вспомогательные. Рабочее движение, осуществляемое с наибольшей скоростью, называют главным. Скорость главного рабочего движения в основном определяет скорость резания V. При токарной обработке вращательное движение заготовки - главное рабочее движение, а поступательное перемещение резца - подача; при фрезерной обработке вращательное движение фрезы - главное рабочее движение, а поступательное перемещение стола с заготовкой - движение подачи.