1. ГЛАВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ. ПОВЕРХНОСТИ ОБРАБОТКИ

В настоящее время в промышленности используются режущие инструменты, отличающиеся друг от друга по кинематике движения, виду оборудования, способу изготовления, материалу режущей части, конструктивному исполнению и т.д. Однако в каждом из них можно выделить режущий клин, определяющий возможности срезания слоя металла (припуска). Форма режущего клина бывает различной и определяет геометрические параметры режущей части инструмента. На основании понятий и определений геометрии простейшего инструмента, например, токарного резца, имеющего в своем сечении режущий клин, изучают особенности геометрии более сложных инструментов. При обработке резанием [1] различают главное движение резания и движение подачи (рис. 1. 1).

Рис. 1.1. Элементы движений в процессе резания: а – при обтачивании; б – сверлении; в – цилиндрическом фрезеровании

Главное движение резания D_г – поступательное или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее в процессе резания с наибольшей скоростью v.

Движение подачи D_s – поступательное или вращательное движение инструмента или заготовки, скорость которого v_s меньше скорости главного движения резания. Движение подачи позволяет отделять слой материала на всей обработанной поверхности. Движения подачи могут различаться по направлениям (рис. 1.2). Так, при точении перемещение резца параллельно оси заготовки называют продольной подачей (рис. 1. 2,а), а перпендикулярно к оси – поперечной (рис. 1.2,б, в). При этом образуется соответственно деталь цилиндрической формы или плоскость, перпендикулярная к оси центров (рис. 1.2,а, б). Фасонные резцы при поперечной подаче создают различные поверхности вращения (рис, 1.2, б). При перемещении резца под некоторым углом к оси центров образуется коническая поверхность (рис. 1.2, г). Перемещение резца может осуществляться по заданной кривой по программе или копиру в плоскости, проходящей через ось центров, при этом получается поверхность с криволинейной образующей (рис. 1.2, д).

На обрабатываемой заготовке при снятии стружки различают три поверхности: обрабатываемую, которая частично или полностью удаляется при обработке; обработанную, образованную на заготовке в результате обработки; поверхность резания, образуемую режущей кромкой в результирующем движении резания. Поверхность резания является переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями.

2. Координатные плоскости. Поверхности и углы режущего лезвия

Рабочая часть любого режущего инструмента состоит из одного или многих режущих лезвий. На лезвии затачиваются передняя поверхность 1, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой; главная задняя поверхность 3, контактирующая с поверхностью резания; вспомогательная задняя поверхность 5, обращенная к обработанной поверхности (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Рабочие поверхности и режущие кромки резца (а), сверла (б), фрезы (в)

При пересечении передней и главной задней поверхностей образуется главная режущая кромка 2, а передней и вспомогательной задней – вспомогательная режущая кромка 6. Главной режущей кромкой формируется большая сторона сечения срезаемого слоя, а вспомогательной – меньшая. Вспомогательных кромок может быть две. Режущие кромки никогда не бывают абсолютно острыми; образующие их поверхности сопрягаются по радиусу округления . Место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок называется вершиной режущего лезвия 4. Для определения положения режущих кромок резца принимают следующие координатные плоскости: 1 – основная; 2 – резания; 3 – рабочая; 4 – главная секущая, а также вспомогательная секущая плоскость (на рисунке не показана). Координатные плоскости рассматривают в различных системах координат. Статическая система имеет начало в рассматриваемой точке режущей кромки и ориентирована относительно направления скорости главного движения резания, кинематическая – относительно направления скорости результирующего движения резания, инструментальная – относительно элементов режущего инструмента, принятых за базу. Основной плоскостью (в статической системе координат) называется плоскость, проведенная перпендикулярно направлению скорости главного движения. У токарных резцов эта плоскость совпадает с их нижней опорной поверхностью, Плоскостью резания называется плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная к основной плоскости. При установке токарного резца по линии центров станка и отсутствии подачи плоскость резания расположена перпендикулярно к нижней опорной поверхности резца. Рабочая плоскость – плоскость, в которой расположены направления скоростей главного движения и движения подачи. Так как углы резца двугранные, определяются они в секущих плоскостях. Эти плоскости должны быть перпендикулярны к ребру угла, которым является режущая кромка. Главной секущей плоскостью 4 называется координатная плоскость, перпендикулярная к линии пересечения основной плоскости 1 и плоскости резания 2. В связи с тем. что плоскость резания касательна к главной режущей кромке в рассматриваемой точке, главная секущая плоскость всегда нормальна к ее проекции на основную плоскость. Вспомогательной секущей плоскостью называется плоскость, перпендикулярная (в рассматриваемой точке) к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость. По расположению режущих кромок относительно координатных плоскостей определяют геометрию режущего лезвия (углы его заточки). Углы, определяемые в главной секущей плоскости, называются главными (они определяют режущий клин, отделяющий от припуска слой металла, превращаемый в стружку), во вспомогательной секущей плоскости – вспомогательными.

Главным задним углом  называется угол между главной задней поверхностью резца (или касательной к ней) и плоскостью резания. Углом заострения  называется угол между главной задней и передней поверхностями резца (или касательными к ним), Главным передним углом  называется угол между передней поверхностью резца (или касательной к ней) и основной плоскостью в рассматриваемой точке главной режущей кромки. Он имеет положительное значение, если передняя поверхность направлена вниз от режущей кромки; отрицательное – если передняя поверхность направлена вверх от нее; равен нулю – если передняя поверхность параллельна основной плоскости. Углом резания  называется угол между плоскостью резания и передней поверхностью резца (или касательной к ней).

Между этими углами существует соотношение  +  +  = 90°;  + =90°. Во вспомогательной секущей плоскости N₁ – N₁ рассматривают вспомогательные задний ₁ и передний ₁ углы. Вспомогательный задний угол – это угол между касательной к вспомогательной задней поверхности резца и плоскостью, проведенной через точку вспомогательной режущей кромки перпендикулярно к основной плоскости. В основной плоскости измеряются углы в плане. Главным углом в плане  называется угол между плоскостью резания и рабочей плоскостью. Для резца он определяется проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Вспомогательным углом в плане ₁ называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Углом в плане при вершине  называется угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость. Между этими углами существует соотношение  + ₁ + = 180°.