2. Конструктивные и геометрические параметры инструментов.

Все режущие инструменты исходя из подобия их конструктивной формы и общности технологических процессов изготовления можно подразделить на 3 основных класса:

• призматические (резцы);

• хвостовые (сверла);

• насадные (фрезы и т.д.).

Указанные инструменты несмотря на конструктивные отличия имеют общие составные части.

Каждый из инструментов имеет рабочую часть, снабженную одним, двумя или несколькими режущими лезвиями. Другая часть инструмента является вспомогательной. У резца - это державка, у сверла – цилиндрический или конический хвостовик, у червячной фрезы – цилиндрическое отверстие. Указанные поверхности инструментов служат для закрепления их на станке и передачи крутящего момента резания. Закрепление инструментов на станках осуществляется в резцедержателях, с помощью цанговых, сверлильных и быстросменных патронов, переходных втулок и удлинителей, оправок и т.д. Цилиндрические и конические хвостовики применяются соответственно в хвостовых мелкоразмерных и обычных инструментах. Хвостовики выполняют две функции: центрирование инструмента и его закрепление на станке. Приняты две системы конусов – Морзе и метрическая. Конусы Морзе № 0-6 различаются номинальным диаметром (9,051 – 63,300 мм) и конусностью (2α=2˚ 01`53``- 3˚50``). Имеются шесть больших и два малых метрических конуса с 2α=2˚51`51`` или конусностью 1:20.

Насадные осевые инструменты (зенкеры, развертки) имеют в качестве основной базовой соединительной поверхности коническое отверстие с конусностью 1:30.

Геометрические параметры инструмента рассмотрим на примере токарного проходного резца, который состоит из 2-х частей: рабочей (лезвия) А и крепежной Б.

Рис. 1.4. Элементы токарного резца. Рис.1.5. Элементы сверла.

Рабочая часть осуществляет резание и состоит из ряда элементов. (ГОСТ 25762-83)

Передняя поверхность (1)A_γ – это поверхность лезвия, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой.

Задняя поверхность - поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания с поверхностями заготовки. Различают главную и вспомогательную задние поверхности.

Главная задняя поверхность (3) A_α – задняя поверхность лезвия инструмента, прилегающая к главной режущей кромке и контактирующая с поверхностью резания.

Вспомогательная задняя поверхность (5) A`_α – задняя поверхность лезвия инструмента, примыкающая к вспомогательной режущей кромке и обращенная к обработанной поверхности.

Режущая кромка (2) К – кромка лезвия инструмента, образуемая пересечением передней и задней поверхностей лезвий. Часть режущей кромки, формирующая большую сторону сечения срезаемого слоя называется главной режущей кромкой К. Она образуется пересечением передней и задней главных поверхностей. Часть режущей кромки, формирующая меньшую сторону сечения срезаемого слоя, называется вспомогательной режущей кромкой (6) К`. Она образуется пересечением передней и задней вспомогательных поверхностей.

Вершина режущего лезвия (4) – это место сопряжения главной и вспомогательной режущей кромки.

У проходного токарного резца вершиной является участок лезвия в месте пересечения главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина лезвия может быть острая, закругленная, в виде прямой линии.

Форма лезвия резца определяется конфигурацией и расположением его поверхностей и режущих кромок. Форму лезвия, т.е. взаимное расположение передней и задней поверхностей и режущих кромок в пространстве, определяют углы резца.

Для определения углов резца приняты следующие координатные плоскости (рис.1.6).

Рис.1.6. Координатные плоскости.

Основная плоскость P_v – координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного и результирующего движения в этой точке.

Плоскость резания P_n – это координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная к основной плоскости.

Рабочая плоскость P_s – это плоскость, в которой расположены направления скоростей резания и скоростей подач. Т.к. меньшие резцы угла двукратные, то они определяются в секущих плоскостях. Эти плоскости должны быть перпендикулярны к ребру угла, которым является режущая кромка.

Главной секущей плоскостью P_τ называется секущая плоскость, перпендикулярная к линии пересечения основной плоскости и плоскости резания. Т.к. плоскость резания касательна к главной режущей кромке в рассмотренной точке, то главная секущая плоскость всегда нормальна к ее проекции на основную плоскость. Рабочая плоскость – плоскость, в которой расположены направления скоростей движения резания и движения подачи. Т.к. углы резца двугранные, то они определяются в секущих плоскостях. Эти плоскости должны быть перпендикулярны к ребру угла, которым является режущая кромка. 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), а во вспомогательной – вспомогательными.

Рис.1.7. Геометрические параметров резца.

В главной секущей плоскости N-N главный задний и главный передний углы, углы заострения и резания.

Главным задним углом α называется угол между главной задней поверхностью резца ( или касательной к нему) и плоскостью резания.

Углом заострения β называется угол между задней и передней поверхностью резца (или касательными к ним).

Главным передним углом γ 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; и равен нулю если передняя поверхность параллельна основной плоскости.

Угол резания δ - угол между плоскостью резания и передней поверхностью резца (или касательной к ней).

Между этими углами существует следующее соотношение:

; .

Во вспомогательной секущей плоскости N₁-N₁ рассматриваем вспомогательные задний и передний углы α₁ и γ₁.

Вспомогательный задний угол α₁ – это угол между касательной вспомогательной задней поверхности резца и плоскостью, проведенной через точку вспомогательной режущей кромки перпендикулярную основной плоскости.

Вспомогательный передний угол γ₁ – это угол между передней поверхностью и плоскостью проходящей через точку режущую кромку параллельно основной плоскости.

В основной плоскости измеряются углы в плане. Главным углом в плане γ называется угол между плоскостью резания и рабочей плоскостью. Для резца он определяется в проекции главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Вспомогательный угол в плане γ₁ – называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Угол в плане при вершине ε называется угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

.

В плоскости резания измеряется угол наклона главной режущей кромки λ. Это угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью.

Рис.1.8. Угол наклона главной режущей кромки резца.

Если вершина резца низшая точка кромки, то λ «+», а если высшая, то λ «-», ну а если режущая кромка параллельна основной плоскости, то λ =0.

Все перечисленные углы резца соответствуют данным определениям, если вершина резца установлена на уровне оси вращения обработанной детали и геометрическая ось стержня резца расположена перпендикулярно к оси вращения обработанной детали. Нарушение этих условий приводят к изменению углов.

Углы токарных резцов и других видов режущих инструментов измеряются в одних и тех же координатных плоскостях. Исключение составляет угол α. Для сверл, зенкеров, разверток и фрез задний угол рассматривают в плоскости, параллельной подаче.