книги из ГПНТБ / Вульф А.М. Резание металлов

На основании уравнений (11), (13) можно сделать следующий

могут быть и большими по величине по сравнению с их номиналь­ ными значениями ввиду значительных упругих и пластических деформаций обработанной поверхности изделия в процессе ре­ зания.

Теоретически гребешки должны отсутствовать, а практически будут ничтожно малы при углах в плане, равных нулю, если при этом ширина режущей кромки превышает величину подачи, например при работе резцами с зачищающими кромками. В обыч­

16.ГЕОМЕТРИЯ Р Е З Ц А

Элементы резца. Резец состоит из двух основных частей:

две режущие кромки; различают главную режущую кромку, выполняющую основную работу резания, и вспомогательную. Место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок образует вершину резца; эту вершину обычно закругляют для большей стойкости резца, а также для повышения чистоты обработанной поверхности.

Геометрию режущего инструмента целесообразно рассматри­ вать двояко — статически и кинематически:

60

1) как геометрического тела, параметры которого необходимо знать при изготовлении и заточке;

2) в процессе резания, когда при неизменной форме инстру­ мента геометрические параметры могут изменяться в зависимости от режима резания и установки инструмента относительно обра­ батываемой детали.

Углы резца как геометрического тела. Д л я определения углов резца как геометрического тела воспользуемся рис. 18, где пред­ ставлен в горизонтальном положении прямой проходной правый резец и три взаимно перпендикулярные плоскости: опорная хоу,

х

Рис. 18. Координатные плоскости резца

Положение передней поверхности резца вполне определяется углами наклона ее в двух секущих плоскостях: продольной, параллельной yoz, и поперечной, параллельной хог. В этом случае имеем (рис. 19) следующие углы. Угол поперечного наклона перед­

Угол продольного наклона передней поверхности уу —- угол между передней поверхностью резца и опорной плоскостью в продоль­ ном сечении (разрез по В—В). Угол поперечного наклона главной задней поверхности ах — это угол между главной задней поверх­ ностью резца и плоскостью, нормальной опорной и проходящей через главную режущую кромку в поперечном сечении. Угол про­ дольного наклона главной задней поверхности ау определяется аналогично предыдущему, но в плоскости продольного сечения. На практике основные углы резца обычно измеряют в главной секущей плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на опорную плоскость (разрез по Л — А), так как в этой плоскости, при некоторых условиях (к = 0) стружка скользит по

61

резцу. Основные углы имеют названия: передний угол у, задний угол а, угол заострения (3 (угол между передней и задней поверх­ ностями резца).

Различают положительный передний угол ( + у ) , когда режущая кромка занимает наивысшее положение на передней поверхности резца, и отрицательный передний угол (—у), когда режущая кромка расположена ниже всех других точек на передней поверх­ ности (при X = 0).

Очевидно, во всех случаях имеем а + J3 + у = 90°.

I — u

Рис. 19. Углы резца как геометрического тела

речной плоскостью и проекцией главной режущей кромки на опорную плоскость;

2) вспомогательный угол в плане q>x — наименьший угол между поперечной плоскостью и проекцией вспомогательной ре­ жущей кромки на опорную плоскость;

3) угол при вершине в плане е — угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на опорную пло­ скость. Очевидно, ф + е + ф! = 180°.

Большое значение имеет угол наклона главной режущей кромки Я — угол между главной режущей кромкой и опорной плоскостью. Различают положительный угол наклона (+Х), когда вершина резца занимает низшее положение на главной режу*

62

щей кромке резца, и отрицательный угол наклона (—X) при наи­ высшем положении вершины резца (рис. 20).

Аналогично определяется и угол наклона вспомогательной режущей кромки Xv

Зависимость между углами резца. У фасонных резцов секу­ щие плоскости, нормальные к проекции режущей кромки на основ­ ную плоскость в ее различных точках, не будут параллельны между собой и, следовательно, передние углы, измеренные в этих плоскостях, будут различными по величине. Очевидно, в таком случае расположение передней грани необходимо определять углами поперечного и продольного наклона ух и уу. Последние определяют собой углы установки резца при заточке его главных углов у, а, измеряемых в главной секущей плоскости. Необходимо знать взаимосвязь между указанными углами, чтобы обеспечить

Рис. 20. Углы наклона главной режущей кромки

правильную заточку инструмента; это необходимо также и для

нии а (рис. 21, г), причем точка 3 находится ниже точки / на рас­ стоянии Ъ (рис. 21, б). Таким образом, точка 2 лежит ниже точки /

63

Уравнение выражает зависимость между передним углом и углами уу, ср и X. При положительном угле X изменился бы знак на обратный у члена правой части уравнения, содержащего ве-

В процессе резания, особенно с большими подачами, небезынте­ ресно знать величины задних углов резца ах и ау в плоскостях, параллельных подачам,-— продольной и поперечной, т. е. в попе­ речном и продольном сечениях резца. Имеем:

при угле X = О

64

при I =f О

где tg со = tg a tg А, (принимается за алгебраическую величину). Аналогично при % = О

как обрабатываемого материала, так и материала самого инстру­ мента, а также жесткости системы СПИД. С увеличением твердости обрабатываемого материала и хрупкости инструмента необходимо упрочнять последний путем уменьшения переднего угла у, доводя его величину до отрицательных значений при обработке весьма твердых металлов (закаленная сталь, отбеленный чугун).

На практике при заточке металлокерамических и минералокерамических резцов часто прибегают к заточке упрочняющих фасок вдоль режущих кромок, стружкозавивательных канавок, стружкодробильных выступов или изменяют углы в плане с уче­ том жесткости системы.

В табл. 6 и 7 даны геометрические параметры режущей части твердосплавных резцов и резцов из быстрорежущей стали.

66

17. У Г Л Ы Р Е З Ц А В ПРОЦЕССЕ Р Е З А Н И Я

В процессе резания отвод стружки, трение и степень пласти­ ческой деформации снимаемого слоя, а тем самым нагрузка на резец и стойкость его зависят от взаимного расположения резца и обрабатываемой детали, а также от их относительного движения. Поэтому в системе ориентирования целесообразно установить сле­ дующие параметры.

1. Направление траектории относительного рабочего движе­ ния, касательной к поверхности резания и проходящей через рас­ сматриваемую точку режущей кромки. Эта траектория совпадает с плоскостью резания 2, касательной к поверхности резания и про­ ходящей через главную ре­

жущую кромку или через рассматриваемую точку ре­ жущей кромки (рис. 22). Наклон этой плоскости вли­ яет на степень взаимодейст­ вия задней грани инструмента

иповерхности резания.

2.Нормальная плоскость, перпендикулярная к траек­ тории относительного рабо­ чего движения и проходя­ щая через рассматриваемую

ходящей через данную точку режущей кромки, нормально проек­ ции ее на основную плоскость. Наибольшее значение имеет угол резания б — угол между передней поверхностью резца и траекто­ рией относительного рабочего движения. Величина этого угла в большой степени влияет на деформацию срезаемого слоя, на­ грузку, стойкость инструмента. Передний угол Yg в процессе ре­

Задний угол ар — угол между задней поверхностью резца и траекторией относительного рабочего движения; при наличии угла ар уменьшается трение между поверхностью резания и резцом, что предохраняет инструмент от преждевременного затупления.

Угол наклона главной режущей кромки Я в процессе резания определяется как угол между главной режущей кромкой и нор­ мальной плоскостью. Соответственно угол наклона вспомогатель­ ной режущей кромки Ях — угол между вспомогательной режущей

Рис. 23. Изменение заднего и переднего углов в зависимости от уста­ новки резца

2) вспомогательный угол в плане ф 2 — угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и на­ правлением, обратным подаче.

ИЗМЕНЕНИЕ УГЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСТАНОВКИ РЕЗЦА. В про­

цессе резания при точении в зависимости от формы изделия, конструкции инструмента, режима резания меняется относитель­ ное взаимное расположение поверхности резания и режущих гра­ ней инструмента, в результате чего изменяются углы резания. Нетрудно убедиться в том, что углы передний у, задний а и угол резания б будут изменяться в процессе резания при подъеме и опускании резца относительно линии центров изделия, а также в зависимости от величины подачи.

На рис. 23 показаны резец и изделие в плане и разрезы их попе­ речной (рис. 23, а) и продольной (рис. 23, б) плоскостями. Пункти­ ром изображено положение резца на уровне линии центров,

68

а сплошными линиями — положение выше линии центров на ве­ личину h. Как видим, угол продольного наклона передней грани в процессе резания уур увеличился, а продольный задний угол аур соответственно уменьшился на одну и ту же величину т, равную

Угол поперечного наклона передней поверхности в процессе резания ухр увеличился, а задний поперечный угол ахр (на рисунке не показан) уменьшился на величину ц, соответствующую углу подъема винтовой линии и равную

Действительный передний угол в процессе резания Yp» рас­ положенный в главной секущей плоскости, также изменяется и может быть рассчитан по формуле

в вертикальной плоскости, совпадающей с направлением подачи,

Таким образом, нетрудно убедиться в том, что передний угол YP> а следовательно, и угол резания бр может заметно измениться при

69