Геометрические параметры токарных резцов

При выборе токарного резца следует учитывать целый ряд требований, обеспечивающих высокую производительность и точность обработки. Это

• материал режущей части резца;

• геометрия режущей части;

• прочность и виброустойчивость державки и режущих кромок;

• форма и размеры пластинки инструментального материала;

• способ и конструкция крепления пластинки инструментального материала (если используются пластины с механическим креплением);

• способ стружколомания;

• размеры, шероховатость, геометрия и конструкция гнезда для крепления пластины инструментального материала.

Все перечисленные факторы определяют выбор оптимальных режимов резания – глубины, подачи и скорости.

Главными критериями выбора геометрических параметров резца являются:

• стойкость инструмента (время образования на его задней или передней поверхности допустимой величины площадки износа);

• размерная стойкость инструмента (допустимое изменение его настроечного размера);

• поддержание заданной шероховатости обработанной поверхности;

• уменьшение амплитуды автоколебаний в ходе рабочего процесса.

При выборе резца следует учитывать такие параметры, как его углы. Они измеряются в секущих плоскостях и обозначаются греческими буквами.

К основным углам относятся главный задний угол, передний угол, угол заострения и угол резания. Все они находятся в главной секущей плоскости — перпендикулярной главной режущей кромке и основной плоскости.

Главным задним углом (его принято обозначать буквой «α») называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Его назначение — уменьшение трения задней поверхности резца о заготовку. Увеличение заднего угла вызывает уменьшение угла заострения, что влечет за собой снижение прочности лезвия и увеличение шероховатости обрабатываемой поверхности. Уменьшение заднего угла, в свою очередь, повышает трение, что ускоряет износ резца и снижает качество обработки.

При обработке твёрдых материалов величины задних углов снижаются, а при работе с более мягкими — увеличиваются. Рекомендуемые значения главного заднего угла зависят от типа резца и указываются в таблицах.

Угол между передней и главной задней поверхностями резца (обозначается буквой «β») называется углом заострения.

Передний угол («γ») - это угол между передней поверхностью резца и плоскостью, проведенной через главную режущую кромку перпендикулярно к плоскости резания.

Назначение переднего угла - уменьшить деформацию срезаемого слоя и облегчить сход стружки. Увеличение угла облегчает процесс резания и позволяет снизить усилие подачи резца, но прочность режущего клина снижается. Отклонение величины переднего угла всего на 5 градусов от рекомендуемых оптимальных значений может вызвать снижение стойкости резцов почти в три раза. Уменьшение переднего угла повышает стойкость резцов.

И наконец, угол резания («∆») - угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Кроме того, существуют вспомогательный задний угол, главный угол в плане, вспомогательный угол в плане, угол при вершине резца и угол наклона главной режущей кромки.

Вспомогательным задним углом называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости. Этот угол измеряется на вспомогательной секущей плоскости, перпендикулярной к вспомогательной режущей кромке и основной плоскости. Аналогично главному заднему углу он обозначается как «α1».

Угол между главной режущей кромкой и направлением подачи называется главным углом в плане и обозначается буквой «φ». Его назначение – изменять соотношение между шириной и толщиной среза при постоянных глубине резания и подаче. При уменьшении угла повышается прочность вершины резца, но силу приложения приходится увеличивать. При этом повышается трение об обрабатываемую поверхность и возникают вибрации. Выбор величины главного угла в плане зависит от условий обработки,, конструкции резцов и особенностей крепления пластин. Значение угла «φ» может быть 90, 75, 63, 60, 50, 45, 35, 30, 20, 10 градусов, что позволяет подобрать угол , наиболее соответствующий конкретным условиям.

Резцы с малыми углами от 10 до 20 градусов применяются при обработке массивных деталей на тяжелых станках. Нежесткие изделия обрабатывают под углами 60-75 градусов, а угол 90 градусов применяется при наличии на заготовке ступеней с торцами.

Вспомогательным углом в плане называется угол между вспомогательной режущей кромкой и направлением подачи (по аналогии обозначается «φ1»). Уменьшение угла снижает шероховатость обработанной поверхности.

Угол, образованный пересечением главной и вспомогательной режущих кромок, называется углом при вершине. Его значение обозначается буквой «ε».

Главная режущая кромка резца может иметь различные углы наклона с линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.

Угол наклона режущей кромки обозначается буквой «λ». Изменение этого угла позволяет управлять направлением схода стружки и условиями контакта резца с заготовкой. Значения 12-15 градусов следует применять при черновой обработке и прерывистом резании с ударами. При точении закаленной стали значение «λ» следует принять от 25 до 35 градусов. При чистовой обработке детали используются резцы, угол наклона режущей кромки которых меньше или равен нулю.