5. Геометрия лезвийных режущих инструментов

Под геометрией режущих инструментов понимается совокупность углов, определяющих положение поверхностей и режущих кромок лезвия.

В процессе резания инструментом с заготовки удаляется небольшая масса металла – припуск, который пластически деформируется, часто разрушается, изменяет форму. Полученный в результате этого преобразования металл называют стружкой. После удаления припуска получается деталь. Эти действия производятся передней поверхностью Аγ (рисунок 5), которая в основном определяет форму клина, на котором расположено лезвие. Чем более острым является режущий клин, тем легче отделяется металл с заготовки, но одновременно прочность клина снижается. Поэтому наклон передней поверхности должен быть оптимальным. Оценивается этот наклон передним углом γ. Другая сторона клина – задняя поверхность Аα – должна быть наклонена таким образом, чтобы она минимально взаимодействовала с обработанной поверхностью (т.е. между этими поверхностями должен быть зазор). Но слишком большой зазор приводит к повышенному износу задней поверхности. Оценивается этот зазор задним углом α, который также должен быть оптимальным.

Е сли режущую кромку расположить перпендикулярно вектору Vг, то стружка будет сходить по передней поверхности Аγ перпендикулярно режущей кромке. Если режущую кромку в плоскости обработанной поверхности повернуть относительно перпендикуляра к V_Г (за счет поворота передней поверхности), то и стружка изменит направление схода по А на тот же угол, что дает возможность управлять ее поведением при резании. Положение режущей кромки в этом случае характеризуется углом наклона режущей кромки .

Можно также изменять положение режущей кромки относительно направления движения подачи (при его наличии), что дает возможность управлять положением сил, действующих со стороны инструмента на заготовку. Положение режущей кромки в этом случае характеризуется углом в плане φ (углы λ и φ на рисунке 5 не показаны).

Таким образом, изменением положения поверхностей режущего лезвия можно влиять на показатели процесса резания.

5.1. Системы координат

ССК – статическая система координат – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости главного движения резания V_Г. Применяется для приближённого определения углов лезвия в процессе резания, а также для учёта изменения этих углов после установки инструмента на станке. Измерение углов осуществляется с помощью специальных угломеров в лабораторных условиях (см. раздел 6).

КСК – кинематическая система координат – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости результирующего движения резания V_Е. Применяется для определения фактических углов лезвия в процессе резания.

ИСК – инструментальная система координат – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно геометрических элементов режущего инструмента, принятых за базу. Применяется для проектирования, изготовления и контроля режущих инструментов. Изучается и используется в курсе «Режущий инструмент».