2. Режимы резания, параметры инструмента

Режим резания — это совокупность значений главного движения резания, движения подачи и глубины резания.

Скорость главного движения резания — это скорость точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения резания в [ ] или [ ].

Для точения (см. рис.3) , где — максимальный диаметр заготовки; — частота ее вращения, [ ]. ( — [ ]; — [ ]).

При сверлении , где — диаметр сверла, [ ].

При фрезеровании скоростью резания является окружная скорость фрезы, [ ]. , где - ее диаметр, [ ]; - частота вращения.

Скорость движения подачи — это скорость точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении подачи. Измеряется в мм на оборот ([ ]) заготовки или инструмента, а при фрезеровании также и в [ ] (перемещение заготовки за время оборота фрезы на 1 зуб).

Рис.3. Параметры срезаемого слоя (на примере обтачивания прямым

проходным резцом)

Глубиной резания называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки в перпендикулярном направлении, пройденное за 1 рабочий ход. При точении цилиндрических поверхностей: , где — обработанный диаметр.

Параметры срезаемого слоя рассмотрим на примере точения цилиндрической поверхности (рис.3). Форма и размеры номинального сечения этого слоя зависят от элементов режима резания ( и ), геометрических параметров инструмента (углы и ) и формы режущей кромки. Совершается два движения одновременно, поэтому траекторией вершины резца будет винтовая линия. Начав резание в т. А, резец выйдет на образующую через оборот в т. В и с заготовки будет срезано не все сечение ABCD, а только его часть BCDE. Остаточное сечение ABE образует на обработанной поверхности периодические неровности, которыми в основном и определяется ее шероховатость. Она будет тем больше, чем выше и угол резца .

Предпочтительные значения : для предварительной черновой обработки — 100-12,5; для чистовой обработки — 6,3-0,4; для отделочной и доводочной — 0,2-0,012.

Геометрические параметры режущего инструмента рассмотрим на примере токарного прямого проходного резца. У других режущих инструментов они соответственные.

Резец имеет (рис.4) режущую и соединительную части. Режущая часть образуется при заточке и имеет следующие элементы: переднюю поверхность лезвия 1, по которой сходит стружка; главную заднюю поверхность 2, обращенную к поверхности резания; вспомогательную заднюю поверхность 4, обращенную к обработанной поверхности; режущую кромку 3; вспомогательную режущую кромку 6 и вершину 5.

Рис.4. Элементы токарного резца

Инструмент затачивают по передней и задней поверхностям. Углы, под которыми располагаются поверхности режущей части, определяют в статической системе координат (рис.5). Здесь: — основная плоскость, проведенная через режущую кромку перпендикулярно скорости главного движения; — плоскость резания, касательная к режущей кромке и перпендикулярная ; — главная секущая плоскость, перпендикулярная линии пересечения и ; — вспомогательная секущая плоскость перпендикулярна к проекции вспомогательной режущей кромки на плоскость . Считается, что ось резца перпендикулярна линии центров станка; вершина находится на линии центров; совершается только главное движение резания.

Рис.5. Геометрические параметры инструмента (на примере токарного прямого проходного резца

Главный передний угол измеряют в плоскости между следом передней поверхности лезвия и следом плоскости, перпендикулярной к следу плоскости резания. С увеличением этого угла инструмент легче врезается в заготовку, снижаются силы резания и расход мощности, улучшаются условия схода стружки и качество обрабатываемой поверхности. Чрезмерное увеличение угла приводит к снижению прочности лезвия, увеличению износа и ухудшению условий теплоотвода.

Хрупкие и твердые металлы следует обрабатывать инструментом с малыми или даже отрицательными углами , мягкие и вязкие — с большими .

Главный задний угол измеряют в плоскости между следом плоскости резания и следом главной задней поверхности. уменьшает трение между главной задней поверхностью резца и поверхностью резания, то есть износ инструмента и силы резания. Но чем он больше, тем ниже прочность лезвия. назначают, исходя из упругой деформации и материала заготовки.

Вспомогательный задний угол измеряют в плоскости между следом вспомогательной задней поверхности и следом плоскости, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно . уменьшает трение между этой поверхностью и поверхностью заготовки, то есть силы резания.

Главный угол в плане измеряют в плоскости между и направлением подачи. С его уменьшением улучшается качество обработки ( ); уменьшается толщина и растет ширина срезаемого слоя (то есть увеличивается активная рабочая длина режущей кромки), сила и температура резания, приходящиеся на единицу , уменьшаются, что снижает износ инструмента. Одновременно резко возрастает сила резания, направленная перпендикулярно оси заготовки, то есть ее деформирование.

Вспомогательный угол в плане — угол в плоскости между проекцией вспомогательной режущей кромки на и направлением, обратным движению подачи. С уменьшением снижается, увеличивается прочность вершины резца, уменьшается его износ, но растут силы резания.

Угол наклона режущей кромки — угол в плоскости между режущей кромкой и основной плоскостью . С его увеличением качество обработки ухудшается.

Углы , , и могут изменяться из-за погрешностей установки резца. Если вершина находится выше линии центров, то угол увеличивается, а уменьшается. Неперпендикулярность оси резца линии центров ведет к изменению углов и . Углы и существенно изменяются при работе с большими подачами и нарезании резьбы и становятся переменными величинами при обработке сложно профильных деталей. Это надо учитывать при изготовлении резцов.