1.3. Предпосылки выбора оптимальной геометрии инструмента

Под оптимальной геометрией понимается такое сочетание формы передней поверхности и значений углов режущей части, которое обеспечивает:

– достаточную прочность режущего клина инструмента;

– заданное качество обработанной поверхности;

– минимальные усилия резания;

– снижение износа инструмента.

1.3.1 Назначение и выбор переднего угла

Передний угол может быть положительным, отрицательным и равным нулю (рис.1.6).

Рис.1.6 Передний угол резца: положительный(а),равный нулю(б), отрицательный(в)

Передний угол предназначен для облегчения процесса резания. При увеличении положительного переднего угла снижается деформация обрабатываемого материала и силы резания, но с другой стороны снижается прочность режущего клина, т.к. уменьшается угол заострения .

Передний угол оказывает влияние на величину и направление силы резания, прочность режущего клина и период стойкости инструмента. Передний угол для инструмента из быстрорежущей стали всегда положительный или равен нулю. Для инструмента из твердого сплава он может быть как положительным, так и отрицательным. Отрицательные передние углы для твердосплавного инструмента мера вынужденная и связана с низкой прочностью на изгиб твердого сплава. Передний угол выбирается из предпосылок: с одной стороны он должен как можно больше облегчать процесс резания, с другой – обеспечивать достаточную прочность режущего клина инструмента.

1.3.2. Назначение и выбор заднего угла

Задний угол a предназначен для снижения трения на задней поверхности инструмента. Он оказывает влияние на прочность режущего клина, период стойкости инструмента, качество обработанной поверхности. С увеличением заднего угла уменьшаются силы резания, высота микронеровностей, повышается период стойкости инструмента, но снижается прочность режущего клина из-за уменьшения угла заострения . Задний угол выбирается из тех же предпосылок, что и передний угол.

С точки зрения процесса резания нужно создавать как можно большие задние углы, но с другой стороны это снижает прочность режущего клина инструмента.

При чистовой (окончательной) обработке необходимо выбирать большие задние углы, чем при черновой (предварительной). При черновой обработке и снятии большого слоя материала важна прочность режущего клина и, следовательно, задние углы должны быть меньше.

1.3.3. Выбор угла наклона главной режущей кромки

Угол наклона главной режущей кромки ( ) оказывает влияние на шероховатость обработанной поверхности, т.к. определяет направление схода стружки, и прочность режущего клина инструмента.

Угол l может быть положительным, отрицательным, равным нулю (рис.1.5). Угол λ является отрицательным, когда вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки, положительным – наинизшей точкой.

Если угол l = 0 стружка будет сходить в сторону поверхности резания.

Если угол l будет положительным, стружка тем более будет сходить в сторону обработанной поверхности, такое направление схода стружки будет ухудшать шероховатость обработанной поверхности.

В случае отрицательного угла l, стружка будет сходить в направлении обрабатываемой поверхности. Следовательно, при чистовой обработке l должен быть отрицательным, при черновой – положительным или равным нулю.

С точки зрения прочности режущего клина инструмента необходимо выбирать углы l положительные или равные нулю. Это связано с тем, что при отрицательном угле l наибольшая нагрузка приходится на вершину резца, которая является наименее прочным местом режущей части. При положительном угле l или равном нулю нагрузка приходится не на вершину резца, а на удаленное от нее место режущей кромки, которое более прочно, чем вершина.